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

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматического регулирования, в частности, в электроприводах 5 металлорежущих станков.

Известен реверсивный электропривод постоянного тока с тиристорным широтно-импульсным преобразователем, содержащий усилитель с выводом сред- ю ней точки, формирователь управляющих импульсов, широтно-импульсные модуляторы, два источника питания с общей точкой, электродвигатель и тахогенератор 1. 15

Однако такой электропривод не обес:печивает торможения врсодающегося двигателя при отключении напряжения питания в момент исчезновения напряжения сети.20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному широтно-им- 25 пульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахогенератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведен-з0

ной средней точкой, связанной с общей ТОЧКОЙ двух источников, первый из которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтно-импульсного модулятора и формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутируекыми тиристорами широтно-импульсцого модулятора, другой вход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последовательно соединен- . ные селекtop импульсов и дифференцирующий блок связан с выходом второго источника JZ ,

Однако известный электропривод обладает низкой надежностью в режиме торможения вращакхцегося двигателя при отключении напряжения сети. Этот недостаток обусловлен тем, что цепь динамического торможения двигателя образуется чедез мостовые тиристоры преобразователя, которые включаются из-за того, что при выключении напряжения сети поступает сигнал включения на пороговые устройства широтно-импульсного модулятора. Если выключение сети происходит в момент токоограничег иия, когда пороговые устройства заперты сигналом с устройства токоограничения, ошротно-импульсный модулятор не выдает импульсы на включение мостовых тиристоров, и режим торможения двигателя не состо597ся. Поскольку мостовые тиристоры коммутируются уст ройством искусственной коммутации, среднее значение якорного тока, а сл довательно, и эффективность торможения невелики. В электроприводах, в которых имеется устройство блокировки, препятствующее возникновению режима вертикального включения мостовых тиристоров, режим торможения вра щающегося двигателя при выключении напряжения сети вообще не обеспечи- вается. Цель изобретения повышение надежности в режиме торможения двигателя при выключении источников питания . Поставленная цель достигается тем что в известный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному широтно-импульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахоге нератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведенной средней точкой, связанной с общей точкой двух источников, первый из которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтно-импульсного мо дулятора и формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутиру емыми тиристорами широтно-импульсног преобразователя, другие входы которы соединены с двумя выходами широтноимпульсного модулятора, другой вход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последователь но соединенные селектор импульсов и дифференцирующий блок связан с выходом второго источника, введены после довательно /соединенные и подключенные ко входу формирователя импульсов управления коммутирующими тиристорами широтно-импульсного преобразователя генератор импульсов и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу второго источника питания. На фиг.1 представленаблок-схема реверсивного электропривода постоянного тока; на фиг.2 - схема тиристор ного широтно-импульсного преобразова теля . Электропривод постоянного тока со держит электродвигатель 1 с тахогене ратором 2, тиристорный широтно-импул ный преобразователь 3 с силовым исто ником 4, формирователь 5 импульсов управления коммутирующими тиристорам и формирователь 6 импульсов управления коммутируемыми тиристорами, : ши ро.тно импульсный модулятор 7, усилитель 8, генератор 9 импульсов, который через управляемый ключ 10 присое динен ко входу формирователя 5 импул сов управления коммутирующими тиристорами, источник 11 питания, который присоединен к управляющей цепи управляемого ключа 10 и через дифференцирующий блок 12 и селектор 13 импульсов одной полярности - ко входу широтно-импульсного модулятора 7, и источник 14 питания, который через кондги.ааторные фильтры 15 присоедикек к блокам 5,6,7,8,9. Устройство искусственной коммутации тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3 подключено к силовому источнику 4 питания с конденсаторным фильтром. Нагрузкой мостового тиристорного преобразователя является якорь двигателя 1. Устройство искусственной коммутации содержит коммутирующие тиристоры 16 и 17, диоды 18 и 19, коммутирующие индуктивности 20 и 21, конденсатор 22 и зарядный дроссель 23. Диоды 24,25,26 и 27 образуют диодный мост, а коммутирующие тиристоры 28, 29,30 и 31 - тиристорный мост. Электропривод работает следующим образом. . При включении источников питания 4,11 и 14 на выходе дифференцирующего блока 12 появляется импульс, который через селектор 13 импульсов по полярности поступает на вход широтно-импульсного модулятора 7. Полярность этого импульса такова, что в этом случае на выходе широтно-импульсного модулятора и выходе формирователя б импульсов управления коммутируемыми тиристорами импульсы отсутствуют,выходное напряжение на выходе тиристорного преобразователя 3 равно нулю,и импульсного вращения двигателя 1 не происходит, Селектор 13 импульсов по полярности, представляющий собой ограничитель с нулевым уровнем ограничения (например, диодный) , выделяет импульсы толь-г ко одной полярности, и при импульсе, возникающем на выходе дифференцирующего блока 12 в момент выключения источников питания, импульс на выходе киротно-импульсного модулятора 7 отсутствует. При выключении источников питания, которое может иметь место при выключении сети либо срабатывания автоматического выключателя защиты, отключающего источники питания 4,11 и 14, постоянные времени конде 1саторных фильтров 15 выбирают такими, чтобы в течение одного или более периодов коммутации формирователи 5 и 6 управляющих импульсов,широтно-импульсный модулятор 7, усилитель 8 и генератор 9 импульсов функционировали нормально. Полярность источника 11 питания такова, что при наличии напряжения на его выходе управляемый ключ 10 находится В отключенном состоянии. Так как на выходе источника 11 питания фильтр отсутствует, то при выклю.чении источников питания напряжение в управлякщей цепи ключа 10 исчезает сразу же, что приводит к замыканию ключа 10. При этом импульсы с выхода генератора 9 поступают через замкнутый ключ 10 на вход формирователя 5 импульсов управления коммутируюсцими тиристорами. Период следования импульсов генератора 9 импульсов выбран меньшим интервала включенного состояния тиристоров устройства искусственной коммутации тиристорного преобразователя 3, равного полупериоду собствен ных колебаний его разрядных контуров 20 и 22 (21 и 22) . Устройство искусственной коммутации не может работать при периоде следования управляющих импульсов меньшем, чем полупериод собственных колебаний его разрядных контуров, так как в этом случае в интервале включенного состояния тиристора устройства искусственной коммутации включается другой тиристор, т.е. воз никает режим короткого замыкания силового источника 4 питания с конденсаторным фильтром. Если в момент вык лючения напряжения источников питани двигатель 1 с тахогенератором 2 находится в состоянии вращения, то образуется цепь якорного тока двигател через диоды 24 и 25 (или 26 и 27) об ратного моста, коммутирующие индуктивности 20 и 21 и включенные тирист ры 15 и 17. Под действием электродви жущей силы вращающегося двигателя происходит его динамическое торможение. Если в момент выключения источников питания напряжение задания рав няется нулю, т.е. двигатель не вращается, то аналогично предыдущему происходит разряд конденсаторного фильтра силового источника 4 питания а поскольку тиристоры 28 и 29 моста не включаются, импульсного вращения двигателя не происходит. В связи с тем, что цепь динамичес кого торможения двигателя образуется через тиристоры устройства искусстве ной коммутации,которые в данном случ не коммутируются,среднее значение як ного тока и эффективность торможения высоки. Торможение двигателя осу щёствляется при любом режиме работы электропривода, предшествующем момен ту выключения напряжения сети, в том числе и в режиме токоограничения. При этом совершенно безразлично, имеет широтно-импульсный преобразователь устройство блокировки с элементами задержки или не имеет, так как в любом случае разряд конденсаторов фильтра силового источника 4 питания осуществляют через тиристоры устройства искусственной коммутации, а не через тиристоры моста,одновременному включению которых устройство блокировки препятствует. Торможение двигателя при выключении источни ов питания обеспечивается как в электроприводах с обычными двигателями, быстродействие которых невелико и устройство блокировки с элементами задержки может отсутствовать, так и в более широком классе быстродействующих электроприводов, в том числе с малоинерционными электродвигателями, в которых устройство блокировки с элементами задержки обязательно имеется. При этом устраняется и myльcнoe вращение двигателя при включении источников питания. Формула изобретения Реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному широтно-импульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахогенератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведенной средней точкой, связанной с общей точкой двух источников, первый из которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтноимпульсного модулятораи формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутируе чыми тиристорами широтно-импульсного преобразователя, другие входы которых соединены с двумя выходами широтно-импульсного модулятора, другой выход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последовательно соединенные селектор импульсов и дифференцирующий блок связан с выходом второго источника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в режиме торможения двигателя при выключении источников питания, в него введены последовательно соединенные и подключенные ко входу формирователя импульсов управления коммутирующими тиристорами широтно-импульсного преобразователя генератор импульсов и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гольц М. Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. М., Энергия, 1972,С.58. 2.Авторское свидетельство СССР 616702,. кл. Н 02 Р 5/16, 1974.