Реверсивный тиристорный электропривод Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротех- йике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах например, для управления поцачей металлорежущих станков. Наиболее близким к предлагаемому является реверсивный тиристорный электропривод, содержащий электродвш атель пос тоянного тока, подключенный к выходу тиристорного преобразователя, последовательно соединенные формирователь пило образного напряжения и транзисторный нуль-орган, два усилителя импульсов и сумматор Ш . Недостатками этого электропривода Являются невысокая точность управления и надежность, Цель изобретения - повышение точности управления приводом и увеличение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод введены четыре диода, конденсатор, переключающий элемент, балансный усилитель постоянного тока С падающей характеристикой и ждущий релаксатор, вход которого через первый диод соединен с выходом транзисторного нуль-органа, один вход которого связан с выходом балансного усилителя Ьостоянного тока, параллельно другому входу включен конденсатор, ждущий релаксатор через пскшедовательно соединенные второй диод и резистор связан с вькодом балансного усилителя постоянного тока, а выходы транзисторного нуль-органа и ждущего релаксатора через цепочки, образованные последовательно соединенными третьим или четвертым диодом и усилителем импульсов, подключены к управляющим входам переключающего элемента, выходы которого соединены с управляющими входами тиристорного преобразователя. На чертеже приведена структурная схема реверсивного тиристорного электропривода. Выход сумматора 1 соединен через балансный усилитель 2 постоянного тока. с падающей характеристикой со входом транзисторного нуль-органа 3, па :мллепЬ но другому входу которого пощслючен кон денсатор 4, а последовательно с ним конденсатор 5 и формирователь 6 прямо-угольных импульсов, образующие формирователь пилообразного напряжения. Выход транзисторного нуль-органа 3 через диод 7 соединен со входом ждущего релаксатора 8, выход которого через цепочку из последовательно соединенных диода 9 и усилителя 10 импульсов подключен к одному из управляющих входов п екгаочшощего элемента 11, к другому управляющему входу которого через другую цепочку, состоящую из диода 12 и усилителя 13 импульсов, пошслючЭн выход транзисторного нуль-органа 3, При этом диоды 7 и 12 подключень к; общей точке разнОиме1гаыми электродами. Выхо балансного усигштеля 2- постоянного тока через резистор 14 и диод 15 подключен во времязадающую цепь худущего рел сатора 8, образованную конденсатором 16, резистфом 17 и сопротивлекг ем це коллектор-эмичтер лавинного транзистора 18. 1 дущий релаксатор 8 может представлять собой основную схему устройства на лавинном транзисторе (УЛТ) т.е. включать цепь, задающую рабочее смещение (резистор 19, диод 20) и резисторы 21 и 22 в цепи коплектор-эми1 тер транзистора 18. Полярность подключения диода 15 обеспечивает протекание зарядного тока от балансного усилителя 2 постоянного тока на конденсатор 16, Полярность подключения диода 9 обеспечИЕШет протекание разрядного тока кон денсатора 16 в нагрузку (усилит 2ль 10 импульсов). Выходы переключающего элемента 11 подключены к управляющим входам тйристорного преобразователя 23, к выходу которого подключен электродвигатель 24 постоянного тока. Транзнсторный нуль-орган 3 шслючает транзистор 25, работающий в зависимости oi: управлешш в обычном режиме или режиме пробоя р П, перехода. Рабочая точка задается подбором резисторов 26,27 28 и 14. Электропривой работает следующим образом. На входы тиристорного преобразователя 23, переключающего элемента 11 и формирователя 6 прямоугольньп;. импульсов поступают коммутирующие импульсы fit, U(t, ИЛИ напряжение ЕС од7ой и той же рабочей частоты бД; и фазы. правляюшде сигналь и Uoc разичной полярности и величины поступают на сумматор 1, Ка выходе балансного силителя 2 постоянного тока с падающей характеристикой выделяются сигналы i/ изменяющиеся, в зависимости от режима, определяемого разностью задающего сигнала сигнала обратl oc ПС амплитуде от О цо.. ной связи (Uaod-Voc), (1) C,, -HX-«# -выхопкоа напряжение балансного усилгателя 2 постоянного тока при нулевом входном сигнале(, - Оу„ -коэффиш ент усиления балансного усилителя 2 постоянного тока. Знак С(/ отрицателен при выбранных (показанных на чертеже) типах транзг сторов 25 к 18 и полярностях включения диодов 7, 9, 12, 15 и 20. При этом прердолагается, что Е - амплитуда примоугольньяс импульсов с выхода формирователя 6 прямоугольных импульсов - полок итеяьна, а напряжетже зад поло кит€пьно в режиме прямого движения пр-шода и отрицате льно в режиме o6pai ного йвкжения привоиа. Возможны другие варианть пордяючения и сигналов при других типах проводимостей транзисторов 25 и 18, но состав и Связи элементов сохраняются. Рассмотрим режлм прямого движется привода, Конценсат-ор 5 заряиш тся импульсами Е f до напряжегшя V.-- до пока транзистор 25 закрыт, Напряпор, ягенке 1(-; меняется по закону (время с начала подачи прягдемоугольного импульса, активное и емкрстное сопротивления во входной цепи куль-органа 3. Нуль-орган 3 открывается в моменты времени (.. где I 1,2,3 ряд Ештуральных чичесл (при двухполупериодной схеме управ, тиристфами) Импульс положительной полярности поступает через разделительный диоа 12 и усилитель 13 импульсов на один из управляющих входов переключакьщего элемента 11, включающего тиристоры канала управления прямым движением электродвигателя 24. Чем больше будет у тем позже откроются тирно торы. Это видно из выражения (3). Дан,, - - . ный сигнал соответствует малым сягкапа Зад положительной полярности соглаоно выражению (1). Транзистс 18 ждущего релаксатора 8 находится в области лавинного пробоя (открыт), что соответствует нулевому выходному сигналу упра ления Ifu канала обратного движения. Конденсатор 16 при этом разряжен до напряжения (7/Зр А равного напряжению пробоя о Н«где У - сопротивление и ток в цепи коллектс а транзистора 18. Рассмотрим теперь режим обратного движения привода. При некотором значении Ел, ; ,,0 происходит пробой Р-f перехода транзистора 25 нуль-органа 3. Пр этом ток эмиттера 7 транзистора 25 меняет направление, а конденсатор 4 на чинает разряжаться в те моменты времен к.огааЦ,р Uff t (напряжение пробоя транзистора 25). „с В начальный момент пробоя, (момент предшествующий приходу импульса Ef ) происходит бросок тока эмиттера /i 5 тр зистора 25 отрицательной полярности, ко торый гаснет по амплитуде с разрядом конденсатора 4. Напряжение на конденсаторе 4 t7 с учетом разряда конденсатора не должно быть ниже напряжения за рытия транзистора 25 до прихода импуль иначе могут возникнуть релаксацио ные колебания. Это предотвращается надлежащим подбором емкости конденсатора 4 и резисторов нуль-органа 3. Импульс отрицательного напряжения fjfo эмиттера транзистора 25 поступает; через диод 7 на вход ждущего релаксатора 8, который перебрасывается вначале в закрытое состояние, при котором лавинный транзистор 18 закрывается и конденсатор 16 начинает заряжаться до напряжения таж , равного максимальному напряжению, определяемому разностью Ер - Е где - ЭДС источника пи-, тания транзистора 18. При достижении максимального напряжения пробоя JTj лавинный транзистор 18 вновь открываеч ся и конценсатор 16 разряжается через дкод 9 в пепь нагрузки (входную цепь усилителя 10 импульсов. Разрядный импульс КР в этом случае появляется с задержкой 7 определяемой временем заряда конденсатора 16 от напряжения UQ ио С max которое тем мень-ше, чем больше Е,, которое в режиме управления обратным движением привода при возрастании по амплитуде зад лается линейно-возрастающим сигналом, определяемым выражением (1). Дополнительная коммутация осуществляется напояжением f., с частотой к в .iUn f. реключаюшем элементе 11, которое сбрасывает на нуль управляющее напряжение , Ь каждого из каналов в момент перехода питающего напряжения через нуль, чем повышается надежность управления тиристорным преобразователем 23. Переключающий элемент 11 может быть вьшолнен на основе тиристорных переключателей, что дает значительный выигрыш в мощных тиристорных приводах, так лсак о-шадаёт необходимость в лрименении мощных усилителей импульсов в тдепи управления тиристорами силовой части тиристорного преобразователя. В этом случае импульсы управления подаются на управляющие электроды тиристоров, а их г анодные цепи питаются напряжением сетиЬп. ормула изобретения Реверсивный тнристорный электропривод, содержащий электродвигатель постоянлого тока, подключенный к вькоду тирис- . торного преобразователя, последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения и транзисторный нуль-орган, два усилителя импульсов и сумматор, о i ли чающийся тем, что, с -.целью повышения точности управления приводом и увеличения надежности, в него введены четыре диода, конденсату, переключающий элемент, балансный усилитель постоянного тока с падающей характерисикой и ждущий релаксатор, вход которого через первый диод соединен с выходом ранзисторного нуль-органа, один вход которого связан с выходом балансного усилителя постоянного тока, параллельно другому входу включен конденсатор, ждуий релаксатор через последовательно

соединенные второй диод и резистор связан с выходом балансного усилителя постоянного тока, а выходы транзисторного нуль-органа и ждущего релаксатора через цепочки, образованные послецо 1ательно соединенными третьим или четюртым диодом и усилителем импульсов, подключены к управляющим входам переключающего элемента, выходы которого соединены с управляющими входами тиристорного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодухо Я. И. Тиристорный электропривод постоянного тока. М., Энергия, 1971, с. 28.