Устройство для управления двигателем постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к-системам импульсного регулирования скорости двигателей постоянного тока.

Известно устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее силовой тиристор, шунтированный обратным диодом, и коммутирующий конденсатор, подключенный одним выводом к аноду силового тиристора 11.

Недостатком устройства является сложность что объясняется наличием время-импульсных модуляторов, датчика обратной связи по скорости (тахогенератора), а также коммутирующего тиристора.

Цель изобретения - упрощение устройства и получение жестких механических характеристик злектропривода при минимуме потерь.

Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее силовой тиристор, щунтированный обратным диодом, и коммутирующий конденсатор, подключенный одним выводом к аноду силового тиристора, введены открывающий и закрывающий динисторы, дополнительный диод, переменный резистор, подключенный

между положительной шиной и вторым выводом коммутир тощсго конденсатора, и составленная из второго переменного резистора и дополнительного конденсатора, подключенная параллельно силовому тиристору цепочка, средняя точка которой соединена через открь вающий динистор с управляющим электродом силового тиристора, анод которого связан с катодом дополнительного диода, соединенного последовательно с обмотками двигателя, а за10крывающий динистор подключен между вторым выводом коммутирующего конденсатора и катодом силового тиристора.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 , 3 и 4 приведены временные диаграм15мы, поясняющие его работу.

Устройство содержит силовой тиристор 1, (фиг. 1) открытие .и закрытие которого осуществляется при помощи открывающего 2 и закрывающего 3 динисторов; коммутирующий

20 конденсатор 4; переменный резистор 5; цепочку, составленйую из последовательно соединенных переменного резистора 6 и конденсатора 7; диод 8, включенный последовательно с якорной обмоткой 9 и обмоткой 10 возбуждения двигателя; диоды 11 и 12, обеспечивающие шуитирование силового тиристора и двигателя соответственно. В исходном состоянии питание на схему не подано,конденсаторы 4 и 7 разряжены. Работа устройства начинается после подачи напряжения на схему. При этом происходит заряд конденсаторов 4 и 7 по соответствующим цепям: + E(j , 10, 9, 8, 4, 3, - ЕП ; М + ЕП, 10, 9, 8, 6, 7 - Б с указанной на фиг. 1 полярностью. Постоянную заряда конденсатора 7 можно регулироват переменным резистором 6. При достижении на конденсаторе 7 напряжения, равного напряжению включения динистора 2, последний включается и открывает силовой тиристор 1, после чего конденсатор .7 разряжается по переходу управляющий электрод-катод гфактически до нуля, а динистор 2 выключается. От крытие тиристора 1 обеспечивает подачу напряжения га обмотки 9 и 10 двигателя, и двигатель начинает вращаться. Одновременно происходит перезаряд конденсатора 4 по цепи: -I- Е(, 5, 4, 1, - ЕО с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. Постоянную времени перезаряда конденсатора 4 можно регулировать переменным резистором 5. При дости жении на конденсаторе 4 напряжения, равного напряжению включения динистора 3, последний включается и происходит перезаряд конденсатора 4 по цепи: + Е, 3, 11, - Ер, Силовой тиристор 1 закрывается. Конденсатор 4 возвра щается в исходное состояние с полярностью, указанной на фиг. 1 без скобок, а динистор 3 выключается. Диод 8 не позволяет заряжаться конденсатору 4 до ЭДС вращения двигателя, при выключенном силовом тиристоре I. Изменяя постоянную времени заряда конденсатора 7 (оставляя постоянную времени перезаряда конденсатора 4 неизменной), обеспечиваем тем самым изменение частоты включения двигателя, т.е. в этом случае осуществляется частотная модуляция (см. фиг. 2 и 3). Если постоящгую времени заряда конденсатора 7 оставить неизменной, а изменять постоянную времени перезаряда конденсатора 4, то будет изменяться относительная продолжительность включения двигателя, т.е. осуществляться широтная модуляция (фиг. 2 и 3). Если одновре менно производить изменение иостоянной времени заряда конденсатора 7 и постоянной времени перезаряда конденсатора 4, то будет осуществляться частотно-широтная модуляция. Выбор соответствующего алгоритма изменения постоянных времени заряда (перезаряда) конденсаторов 4, 7, т.е. величин сопротивлений 5, 6, позволяет получить минимум потерь, свя . занньзх с дискретностью систем. Достоинством предлагаемого изобретения вляется обеспечение жестких механических арактеристик электропривода за счет отрицаельной обратной связи по ЭДС., которая существляется без дополнительной обратной связи, Так как напряжение на конденсаторе 7 будет определяться: Uc-U где с - емкость конденсатора 7; ) - ток заряда конденсатора, который будет определяться действием двух источников напряжения, направленных встречно; источника питания Е и ЭДС вращения двигателя. При изменении скорости вращения под действием нагрузки, ЭДС вращения изменяется, что приводит в конечном итоге к изменению момента открытия силового тиристора. Увели- чение нагрузки приводит к уменьшению скорости, а следовательно, и ЭДС вращения, так, что конденсатор 7 будет заряжаться под действием больщего напряжения. Силовой тиристор 1 откроется раньще, т.е. увеличится Частота включения двигателя, что приводит к повышению скорости двигателя. Формула изобретения Устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее силовой тиристор, шунтированный обратным диодом, и коммутирующий конденсатор, подключенный одним выводом к аноду силового тиристора, о т личающееся тем, что с целью упрощения и получения жестких механических характеристик при минимуме потерь, в него введены открывающий к закрывающий динисторы, дополнительный диод, переменный резистор, подключенный между положительной шиной и вторым выводом крммутирующего конденсатора, и составленная из второго переменного резистора и Дополнительного конденсатора, подключенная параллельно силовому тиристору цепочка, средняя точка которой соединена через открывающий динистор с управляющим электродом силового тиристора, анод которого связан с катодом дополнительного диода, соединенного последовательно с обмотками двигателя, а закрывающий динис ор подключен между вторым выводом коммутирующего конденсатора и катодом силового тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Морговский Ю. Я.,,Лифанов С. В. Системы частотно-ишротного управления двигателями постоянного тока. Сб. Новые системы управления регулируемыми электроприводами, ДЦНТП, 1973, с. 22.

п /2

5

А