Реверсивный электропривод постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

1 ; .. Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в качестве общепромышленного электропривода, а также как электропривод подач металлорежущих станков. Известны электроприводы постбянного тока с полупроводниковыми импульсными усилителями мощности, питающимися от необратимого источника энергии (трансформатор с выпрямителем). Импульсные усилители мощности таких электроприводов снабжаются цепяМи отбора энергии, а в один из силовых проводов, связь1ваю- щих источник питания с импульсн 1м усилителем мощности, включают диод, напряжение на котором, равное разности нап ряжений источника и импульсного усилите ля мощности, служит для управления цепями отбора энергии 0- Наиболее близким по технической сущ- ности к данному изобретению является реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен к импульсному усилителю мощности с поочередной коммутацией тиристоров, с тиристорной цепью отбора энергии, широтно-импульсный модулятор, выход которого через усилители импульсов связан с тиристорами, усилителя мощности, датчик тока якоря и нелинейное звено токоогранйчёний, подключенное своим входом к датчику тока, а выходом - к пороговым блокам широтно-импульсного модулятора. В этом электроприводе при питании импульсного усилителя мощности от неоёра- тимого источника энергии йоглошение энергии, рекуперируемой при торможении двигателя, осуществляется цепью отбора энергии, содержащей резистор, тиристор и обмотку коммутирующего дросселя. Цепь отбора энергии подключена параллельно фильтру источника, а управление тиристором цепи отбора осуществляется напряжением, снимаемым с допрлвитепьного диоде, включенного в один из стовых приводов, соединяющих нсточни1с с имтхупьсным усилителем мощности/ 2.

748758 Недостатком указанного электропривода является низкий КПД электропривода вследствие низкого КПД усилителя мощности в двигательном режиме из-ва пвтерь энергии в дополнительном диод© 4 ..большие габариты электропривода. Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение габаритов электропривода. Поставленная цеЛь дъстигается тем, что в электропривоя постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь котОрог-о подключен к импульсному усилителю мощности с поочередной коммутацией тиристоров, ,с тиристорной цепью отбора энергии, щиротноимпульсный модулятор, выход которого через усилители импульсов связан с тиристорами усилителя мощности, датчик тОка якоря и нелинейное звено токоогра- нччёния, подключенное своим входом к датчику тока, а выходом - к пороговым блокам широтно-импуЛьсного модулятора, введень логический элемент И, логический элемент ИЛИ, формирователь дополн тельного импульса, два дискриминатора широтно-модулированных импульсов и I усиЛитёЛь импульсов, причем вхОды дискриминатора подключены к выходам широтно-импульсного модулято-ра, входы логического элемента И связаны с выходами дискриминаторов, а : выход логического элемента И через логический элемент ИЛИ и усилитеЛь.: импульсов связан с управляющим эпектродом тиристора отбора энергии, к другому входу логического элемента ИЛИ подклю чен формирователь дополнительных импул сов. На чертеже представлена схема элект ; ропривоДа. . .---L; . . - . В состав электропривода входят порогоЁые блоки 1 и 2, которые вместе с генератором 3 тактовых импульсов образуют широтно-импульсный модулятор, сим метричныё триггеры 4 и 5, логический элемент 6 И и элемент 7 задержки, которые сост авляют дискриминатор широтно модулированных импульсов. Вход этого дискриминатора подключен к выходу поро гового устройства 1. Другой такой же дискриминатор образован аналогичными элементами: симметричными триггерами 8 и 9, элементом 10 И и тем же элементом 7 задержки. В а1Кг в Ш йт дйр 1вТэда входят такж логические элементы 11 И , 12 ИЛИ, Логический элемент 11 И соединен свои входами с выходами дискриминаторов им y ufseKo ViU-fir.jitK пульсов. Выход логического элемента 11 И подключен ко входу логического элемента 12 ИЛИ, выход которого соединен с усилителем 13, управляющим тиристо ром цепи отбора энергии. К другому входу логического элемента 12 ИЛИ подсоединен формирователь 14 дополнительного импульса . С выходами пороговых устройств 1 и 2 связаны усилители 15 и 16 импульсов, управляющие рабочими тиристорами 17 и 18 или соответственно 19 и 20 импульсного усилителя мощности. -; В состав импульсного усилителя мощности входят также четыре обратных диода 21 - 24, выпрямитель на диодах 25 - 30, конденсатор 31 емкостного фильтра, резистор 32 и Тиристор 33 цепи отбора энергии, коммутирующие дроссели 34 и 35 устройства включенизя тиристоров. Якорь двигателя 36 соединен последовательно с датчиком 37 тО- ка и включен в диагональ моста импупьсногр усилителя мощности. Нелинейное устройство 38 токоограничения связывает датчик 37 тока со входами пороговых блоков 1 и 2 широтнс-импульсного модулятора.. В связи с тем, что момент включения тиристора 33 цепи отбора энергии может совпасть во времени с действием коммутирующего контура, подключенного К этому тиристору, включение последнего при формировании импульса усилителем 13 мОжет не произойти. Этим определяется необходимость в еще одном, импульсе, сдвинутом относительно момента формирования импульса логическим элементом 11 И на время не меньшее, чем длительность процесса в коммутирующем контуре. Для обеспечения такого импульса и Введен формирователь дополнительного импульса. Электропривод работает следующим образом , В зависимости от полярности входного сигнала на выходе одного из пороговых блоков 1 и 2 наблюдается широтно-модуЛ1фованный импульсный сигнал. Импульс, соответствующий переднему фронту широтно-модуиированного сигнала, поступает на импульсные усилители 15 или 16, управляющие тиристорами импульсного усилителя мощности, ЬбесПечивающи- ми определенную полярность выходного напряжения. В двигательном режиме в каждом такте коммутации на выходе порогового блока шй ротно-импульсного мо- 5 дулятора 1 или 2 формируется импульс определенной скважности, поэтому на вы ходе элемента 11 И будет сигнал, соответствующий логическому нулю. При тор можений электропривода нелинейное зва- но токоограничения 38 своим сигналом наменяет смещение в пороговом блоке 1 или 2 так, что скважность выходных им пульсов в отдельные такты коммутации равна нулю. По окончании тех тактов, в которых были пропуски широтно-моду- лированных импульсов на выходе логического элемента 11 И сформируется : логическая 1. Момент формирования этого сигнала соответствует изменению направления потока энергии - ток якоря двигателя 36 замкнется через одну из пар обратных диодов 21 и 24 гаги 22 и 23 на фильтр 31. В этот же момент включится тиристор 33 цепи отбора энер гии, при этом ток якоря замкнется либо только на резистор 32 отбора энергии, либо частично на фильтр 31, частично на резистор 32 отбора энергии. Значение сопротивления резистора 32 отбора энергии определяет характер деления тока. При определенной величине сопротивления резистора 32 отбора энергии можно обеспечить, процесс .отбора энергии, при котором в каждом такте комму тации ток якоря будет замыкаться только на резистор отбора энергии. Введение дополнительных элементов: логического элемента И, логического элемента ИЛИ, формирователя дополни- тельного импульса и двух дискриминато-г ров широтно-модулнрованных импульсов, которые могут быть выполнены на интег ральных микросхемах, позволило исключить силовой диод и тем самым обеспе- чить повышение КПД и уменьшение габаритов электропривода. 58 3 о б р Формула е т е н и я Реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен к импульсному усилителю мощности с поочередной коммутацией тиристоров, с тиристорной цепью отбора энергии, щиротно-импульсный модулятор, выход которого через усилители импульсов связан с тиристорами усилителя мощности датчик тока якоря и нелинейное звено (Токоограничения, подключенное своим входом к датчику тока, а выходом - к пороговым блокам широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что с целью повышения КПД и уменьшения габаритов электропривода в него введены логический элемент И, логический элемент ИЛИ, формирователь дополнительного импульса, два дискриминатора широтно-модулированных импульсов и усилитель импульсов, причем входы дискриминаторов связаны с выходами широтно- импульсного модулятора, входы логического элемента И связаны с выходами дискриминаторов, а выход логического элемен.та И через логический элемент ИЛИи . усилитель импульсов связан с управляющим электродом тиристора цепи отбора энергии, к другому входу логического элемента ИЛИ подключен формирователь дополнительного импульса, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Глазенко Т. А. Импульсные полупроводниковые усилители в электроприводах, Л., Энергия , 1965. 2,Гольц М. Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями, М., Энергия, 1972, с. 58-59.