Устройство для управления тиристорным электроприводом Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в системах управления реверсивными элект роприводами с тиристорными широтноимпульсными преобразователями. Известны устройства для уйравления электроприВ:ОДами пбстоянного тока с тиристорными широтно-импульсными преобразователями, содержащие задающий .генератор, генератор пилообразного напр .. жения, широтно-импульсньш модуляторы и узлы принудительной коммутации 1.1 j. Такие устройства обеспечивают определенный неизменный закон управления широтно-импульсными модуляторами, при КО тором невозможно обеспечение высоких динамических показателей электропривода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления тиристорным электEieafe i.. , содержащее последовательно включенные задающий генератор, генератор пилообразного напряжения и щиротно импульсные модуляторы, а также два ус ла принудительной коммутации, вход одного из которых подключен к выходу задающего генератора, датчик скорости, сумматор и логический блок переключения закона коммутации. В этом устройстве реализуется сменный закон коммутации реверсивного тирйсторного широтноимпульсного преобразователя электропривода: несимметричный в двигатель- ном режиме работы электродвигателя питаемого от преобразователя, т. е. в 1 и И квадрантах фазовой плоскости параметров ьэ .и D (оо1 - скорость вращения, а 3 -ток электродвигателя), и симметричный в тормозном режиме работы, т. е. во П и 1У квадрантах 2. .Недостатком этого устройства является работа преобразователя с симметричным законом коммутации (т. е. с повышенньп 1и пульсациями тока и дополнительными потерями электроэнергии) во всей области 11 и 1У квадрантов.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей в тормозных режимах работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления тиристорным электроприводом снабжено датчиком тока, а логический блбк переключения закона коммутации выполнен на двук релейных элементах, например статических -триггерах, трех Логических элементах И, двух логических элементах НЕ и .одном логическом элементе ИЛИ, при этом вход первого релейного элемента соединен с выходом сумматора, выход его №дключен к первому входу первого логического элемента И и одновременно через первый логический элемент НЕ соединен с первым входом второго логического элемента И, вход второго релейного элемента связан через дополнительный сумматор с выходами датчика скорости и датчика тока, выход его подклю чен к6 второму входу второго логического элемента И и одновременно через второй логический элемент НЕ соединен со вторым входом первого логического элемента И, а в| 1ходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента ИЛИ, выход которого через третий логический элемент И, к другому входу которого подключен выход задающего генератора связан со входом второго узла принудительной коммутации.

Сущность изобретения заключается в замене симметричного закона коммутации йа несимметричный в тех ограниченных областях II и 1У квадрантов, где он обеспечивает возможность регулирования системой преобразователь-двигатель. При этом Переход с симметричного закона коммутации на несимметричный проиэво;дится при условии

.

где GD - скорость вращения 9яектр - .двигателя в относительных

единицах;.

D - ток цепи якоря электродвигателя в относительных еди- ницах.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления тиристорным электроприводом; на фиг. 2 - механические характеристики электродвигателя для двигательного н тормозного режимов.

Устройство содержит задающий гёнера тор 1 (фиг. 1), генератор 2 пилообразного напряжения, широтно-импульсные модуляторы 3 и 4, узлы 5 и 6 прннудител ной коммутации, усилитель 7 постоянного тока, релейные элементы 8 и 9, выпонеййые на симметричных- триггерах, датчик 10 тока, датчик 11 скорости, логические элементы 12, 13 и 14 И, логические элементы 15 и 16 НЕ, логический элемент 17 ИЛИ, сумматоры 18,и 19.

Устройство для управления тиристорны электроприводом работает следующим образом.

В зависимости от полярности напряжения, снимаемого с усилителя 7 постоянного тока, работают широтно-импульсные модуляторы 3 и 4, которые включают силовые тиристоры силового преобразователя. В двигательном режиме работает только один узел принудительной коммутации, благодаря чему реализуется несимметричный закон коммутации. Например, если работает широтно-импульсный модулятор 4, с выхода триггера 8 поступает единица на логический элемент 13 И и на логический элемент 16 НЕ, С выхода элемента 16 НЕ на логический элв;- мент 14 И поступает нуль. Датчик 10 тока И датчик 11тюкорссти производят решение управления оо + 1 О. Во время работы модулятора 4 сигнал, поступающий на триггер 9, обуславливает на его выходе единицу, т. е. с выхода триггера 9 на вход логического элемента 14 И и на логический элемент 15 НЕ поступает единица. С выхода элемента 15 НЕ на вход логического элемента 13 И поступает нуль. В этом случае на входах логических элементов 13 И 14 И совпадения нет, поэтому с выходов элементов 13 и 14 И на входы логического элемента 17 ИЛИ поступают нули. На логический элемент 12 И с задающего генератора 1 поступает единица, а с логического элемента 17 ИЛИ поступает нуль. С выхода логического элемента. 12 И поступает нулевой потенциал на вход узла принудительной коммутации 6 поэтому он не запускается. При р.боте в устройстве для у1Т;равления электроприводом одного узла 5 принудительной комм тгации, обеспечивается несимметричный закон коммутации. При изменении полярности напряжения, триггер 8 переключится и на вход элемента 16 НЕ начинает поступать нулевой потенциал. С. выхода элемента 16 НЕ на вход логического элемента 14 И придет единица, а с выхода триггера 9 по-прежнему на вход логического элемента 14 И будет поступать единица, так как скорость сутектродвигателя мгновенно не может изменить своей величины. Поэтому на входе логического элемента 14 И произойдет совпадение и с выхода логического элемента 14 И на вход логического элемента 17 ИЛИ начнет поступать единица. На оба входа логическога элемента 12 И (с задающего генератора 1 и с элемента 17 ИЛИ поступают единицы, поэтому с выхода элемента 12 И на вход узла 6 принудительной коммутации приходит единица, в результате чего он запускается. При работе двух узлов . 5 и 6 принудительной коммутации уст.ройство для управления элeкtpoпpивioдoм обеспечивает симметричный закон комму тации. Посде того, как двигатель Снизит скорость до такой величины, что c viMap ный сигнал, поступающий с датчиков 10 тока и 11 скорости изменит свой знак, триггер 9 переключится и с выхода его начнет поступать нуль на логический элемент 14 И, вследствие чего не будет совпадения на входах логических элементов 13 и 14 И. В результате на оба входа логического элемента 17 ИЛИ нач нут поступать нули, что приведет к выключению узла 6 принудительной коммутации. .Устройство для управления электропри водом опять начнет работать с одним узлом 5 принудительной коммутации, п6этому начнет обеспечиваться несимметричный закон коммутации. : . Таким образом, в предлагаемом устройстве производится смена закона коммутации тиристоров преобразователя в зависимости от режима работы электропривода.. Формула изобретения Устройство для управления тиристорным электроприводом, содержащее последовательно включенные задающий генератор, генератор пилообразного напряжения и широтно-нмпупьсные модуляторы, а также два узла принудительной комму-ч тацни, вход каждого из которых подключен JK выходу задающего генератора, датчик скорости, сумматор и логический переключения закона коммутации, отличающееся тем; что, с целью повышения энергетических показателей в тормозных режимах работы, оно снабжено датчиком тока, а логический блок переключения закона коммутации выполнен на двух релейных элементах, например статических триггерах, трех логических элементах И, двух .логических элементах НЕ и одном логическом элементе ИЛИ, при этом вход первого релейного элемента связа;н с выходом сум- матора, выход его подключен к первому входу первого йоги ческого элемента И и одновременно через первый логический элемент НЕ соединен с первым входом второго логического элемента И, вход второго релейного элемента связан через дополнительный сумматор с выходами датчика скорости и датчика тока, выход его подключен ко второму входу второго логического элемента И и одновременно через второй логический .элемент НЕ соединен со вторым входом первого логического элемента И, а выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента ИЛИ, выход которого через третий логический элемент И, к другому входу которого подключен выход задающего генератора . связан со входом узла принудительной коммутации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гольц М. Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователя- ми, /Энергия, 1972, с. 78, 79. 2.Авторское свидетельство СССР №603078, кл. Н 02 Р 5/16, 1972.