Электропривод постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/06 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано в электроприводе автономной электротехнической системы электропитания, содержащей обратимую машину постоянного тока. Известен электропривод постоянного тока с управлением по возбуждению, содержащий цепи отрицательных обратных связей по скорости и производной потока. В цепь обратной связи по производной по тока включено апериодическое звено второго порядка, одна постоянная которого равна электромагнитной, а вторая - электромеханической постоянной времени элек тропривода, В качестве датчика производной потока возбуждения используется дополнительная обмотка, расположенная на магнитной системе двигателя. Недостатком известного электропривода Является наличие встроенных дополнительных обмоток в двигателе для обеспечения отрицательной обратной связи по производной потока, что усложняет устройство и снижает его надежность. Устро ство не обеспечивает работу электропривода в генераторном режиме со стабилизацией напряжения. Известен также электропривод постоянного тока по системе генератор-двигатель с двухзонным регулированием скорости, преимущественно тяговой, содержащий регулятор возбуждения генератора, регулятор возбуждения двигателя и узел избирательного регулирования, ко входу которого подключен датчик измеренного параметра, а выход подключен ко входам регуляторов. Узел избирательного регулирования выполнен в виде нескольких параллельно соединенных диодов и транзистора. Количество диодов соотвуствует числу регулируемых параметров. Последовательно с каждым из диодов включены выходы датчиков регулируемого параметра, подключенных ко входу регулятора, Т)анзистор подключен своим входом параллельно одному из упомянутых диодов, последовательно с которым включен выход датчика напряжения генератора.

3 выход - ко входу регулятора воабужденяя двигателя. Такое исполнение позволяет обеспечить возможность регулирования по нескольким параметрам,

Недостатком данного электропривода является наличие двух регуляторов; регулятора возбуждения генератора и регулятора возбужцешш двигателя, что услож- дает систему.

Наиболее близким техгическим решением к предлагаемому явлется элехтро: привод постоянного тока, содержащий : электрическ ю машину постоянного тока, якорь которой подключен к источнику пита}шя, регулятор тока, включающий дат 4i-iK-напряжешда, вход которого соединен с якорем электрической машины постоянного тока,цатч1ж частоты вращения и усилитель, связанный с обмоткой вочзбужaeiiKH указанной электрической машины. : Управление регулятором осуществляет; ся таким образом, что для обеспече1ш;я вог уждения, в соответствии с реншмом работы двигателя, на него накладывается импупьсное дополгштепьное воаб ужде ие. В результате достигается регулирование скорости вращения с 6onbffl7 ivi числом ступеней. В эпектрояризоде исяольэуется один регулятор, управляюший воэбуждением электрической маишны, ра6о-тающей как в дв)и:гательноЬ5 так н в генераторном реишмах,;

бцнако область примененда его ограничена из-за напитш ступенчатого psry лированйя скорости, не обеспечивающей качества переходных продессов обратимой машины постоянного тока (переход из генераторного релшма в двигательный и наоборот), что особенно важно в автономных системах электропитания, Кроме того, переключение режш-лов работы электропривода осуществляется пе,рекоммутацией в силовой (якорной) нешч что снижает надежность ус1ройств :1. Ступенчатая регулировка скорости обусловливает и низкий КПД электропривода,

Цепь изобретения - улучшение качества переходных процессов эпектропривода и повыше ше надежности.

Цель, постигается тем, что, электропривод постоянного тока снабжен электрической машиной переменного тока, редуктором. кинематически связынаю-щам электрические машины постоянного и переменного тока, а в регулятор введен перекгаочатель, вьшолненный на магнитном усилителе с исполнительным реле, обмотка управления которого поцключека параллельно шине питания электрической ыашкны постоянного тока, замыкаю1д.чй контакт исполнительного реле вклчен межцу выходом датчика напряжения и одник входом усипителя, а размыкающий контакт этого реле - между выходом датчика частоты и вторьгм входом усилителя, а вход датчика частоты подключен к электрической машине переменного ток

На чертеже представлена структурная схема электропривода постоянного тока.

Электропривод содержит источник 1 питания, машищ 2 постоянного тока, ре гулягор 3 с цатч1жом 4 частоты, датчиком 5 напряжения, переключателем 6 и ускШГтелем 7, синхронный гекератор 8, редуктор 9s обгоян;/ю муфту 10 и приводной мехаш-1зм 11. Б переключателе 6 вьтолненном ка магнитном усилителе с исполнительным реле, размыкающий контакт 12 исполнительного реле включен между выходом датчика 4 частоты и первыvI упра5здя{ощкм входом усилител51 7. Замыкаючшйй контакт 13 этого реле включен между выходом 5 напряжения и втфьгм управляюищм аходом усилитапя 7, а 5правляюидая обмотка 14 магнитного усэапитехш переключатель подключенного к обмотке IS Бозбужцения, подключена параппельио одной из шин питания 16 ыпя 17 1у1аш11ны 2 постоянного тока от источшеа 1 питания.

Усилитель 7 регулятора 3 соединен с обмоткой IS врзбузкдеш1я обратимой машины S постоянного тока, которая своим ва.лом через редуктор 0 соединена с валом синхронпогс генератора S, а через обгонную муфту 10 с приводным меха шзмом 11, Бхсщ датчика 4 Чгэстоты соединен с выходом синхронного генераTojja 8, а вхоц дат-чика 5 напряжения соединен с якорем электрической машины постоянного тока.

Электропривод .работает следуюишм образом.

При подаче напряжения питания на якорь машины 2 постоянного тока от источника 1 пктелшя происходит ее запуск в двигатепьнр гй режим. Одновременно подается напряжеш-ie на обмотку 15 возбужд81-шя машины 2 постоянного тока от регупятора 3. Работая в двигательном pejKiiMB, машина 2 постоянного тока враш.ает редуктор 9, синхроннь й генератор 8 частота выхоцного напряжерля которого пропорциональпа.скорости враш.ения машины 2 постоянного тока и которая является входным сигналом датчика 4 частоть регулятора 3. Датчик 4 частоты преобразует частоту выходного напряжения синхронного генератора 8 в пропорш овальное напряжение, которое через paз fыкaющий контакт 12 исполЕШтель ного реле переключателя 6 подается на управляющий вход усилителя 1, Усилитель 7 регулятора 3 .преобразует это напряжение датчика 4 частоты в пропорционаяЕзный ток обмотки 15 возбуждения обратимой машины 2 постоянного тока.

Таким образом, при отклонении скорости вращения машины 2. постоянного тока (частоты генератора) от заданной величины регулятор 3 изменяет ток возбуждения так, чтобы сг сорость вращения машины 2 постоянного тока вернулась к исходному значению.

Перевод машины 2 постоянного тока из двигательного в генераторный

осуществляется запуском приводного механизма 11. который при достижении оборотов, превышающих-обороты машины 2, через обгорную муфту 10 подключается к редуктору 9, после чего вращение машины 2 постоянного тока и синхронного генератора 8 производится от приводного механизма 11.

При этом нагрузка на валу машины 2 постоянного тока снимается, ток якоря уменьшается и при значении, равном нушо (или другому заданному значению) .переключатель 6 автоматически срабатывает. Так Kajc управляюш.ая обмотка 14 магнитного усилителя переключателя 6 под-. клгочена параллельно одной из шин питания 16 или 17 машины 2 от источника 1 напряжения, переключатель 6 является чувствительным датчиком изменения т-ока в цепи якоря машины 2 постоянного тока как по величине, так и направлению.

В этот же момент контакт 12 исполнительного реле переключателя 6 размыкается и отключает выхода датчика 4 частоты от управляющего входа усилителя 7, а контакт 13 этого же реле замыкается и подключает выход датчика 5 напряжения к управляющему входу усилителя 7, после чего ток в обмотке 15 возбуждения машины 2 постоянного тока изменяется в соответствии с выходным сигналом 5 напряжения, который меняется обратно-пропорционально нащэяженшо на зажимах машины 2 постоянного тока, работающей в генераторном режиме.

При останове приводного механнма 11 машина 2 снова начинает потреблять ток от источгшка 1 питания и переходит в двигательный режим работы, а переключатель 6 автоматически производит перекоммуташоо управляющих входов усилителя 7 регулятора 3, в результате чего регулят 3 поддерживает скорость ращения машины 2 постоянного тежа в заданных пределах.

Введение переключателя в регулятор, контакты исполнительного реле которого коммутируют слаботочные цепи управляюmifx входов усилителя регулятора от датчикоБ при переходе машины постоянного тока КЗ ойного режима работы (дв1:сгательного) Б йоугой режим работы (генераторный ) и обратно по сигналу изме нения величины н направления тока в ее якорной цепц, позволяет улучшить качес во выходной электроэне|МИй огстемы в переходных реж1смах, машины постоянного тока, улучшить кспользова$ше первичного источ шка энергии за счет рекуперашш энергии, записанной машиной, н исключ гть перенапряжения в питающей сети путем устранения перекоммутаций в силовой (якорной) цепи машины, что также повышает надежность привода.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электрическую машину постоянного тока, якорь которой подключен к источнику питания, регулятор тока, включающий датчик напряжения, вход которого соединен с якорем электрической машины постоянного тока, датчик частоты вращешгя и усилитель, связанный с обмоткой возбуждения указанной Электрической машины, отличающийс я тем, что, с целью 5 лучшения качества переходных продессов электропривода и повыше(шя надежности, электропривод снабжен машиной переменного тока, редуктором, кинематически связывающим электрические машины постоянного и переменного тока, а в регулятор введен переключатель, выполненный на магнитном усилителе с исполнительным реле, обмотка управления которого подключена параллельно шине питания электрической машины постоянного тока, замыкающий контакт исполнительного реле включен между выходом датчика напряжения и одним аходом усилителя, а размыкающий контакт реле - между выходом датчика частоты к вторым входом усилителя, а вход дат чика частоты подключен к электрической машине переменного тока.