Предлагается бесмоллекторный регулируемый ионный электропривод с электронным автоматическим управлением, состоящий из асинхронного двигателя с фазным ротором, соединенным через неуправляемый выпрямитель любого типа с ионным инвертором. Последний обеспечивает регулирование скорости двигателя в диапазоне от иуля до скорости,
близкой к синхронной, ,С ПСХТОЯННЫМ
моментом путем рекуперации энергии акольжелия в (сеть.
С целью получения устойчивых механических характеристик, пригодных для практического применения по 1всему диапазону регулирования, управление инвертором осуществляется автоматическим регулятором палряжеНИя ротора (в частности электронным), который поддерживает заданное командо-аппаратоМ напряжение на кольцах р отора путем изменения момента зажигания инвертора.
Электронный регулятор включается по схеме, содержащей три цепи, одна из KOTOpbix служит для: стабилизации напряжения ротора на уровне, заданном 1 омандо-аппаратом скорости, вторая обеспеЧИвает требуемую жесткость механических характеристик, а третья автоматически ограничивает ток двигателя при перегрузках (это дозволяет оримелять пуск двигателя прямым включением, а реверс и торможение - противовключением при токах, не превосходящих заданных).
На :фиг. 1 изображена электрическая схема электропривода; на фиг. 2 - схема управления пускателем; на фиг. 3 - диаграмма характеристик привода.
При скорости двигателя / ниже синхронной (если пренебречь- кажущейся индуктивностью) напряжение на кольцах ротора последнего пропорционально скольжению. Зто напряжение выпрямляется выпрямителем 2 и тюдводится к инвертору 5. Последний через трансформатор 4 или автотрансформатор включен в сеть, питающую статор двигателя 1.
Ток в роторе двигателя, а следовательно, и его момент будет зависеть от зтла заж-игания инвертора и от выпрямленного напряжения р отора, пропорционального скольжению. Таким образом, меняя угол зажигания при данном значении момента статического Оопротивления, менять скольжение и скорость двигателя.
Однако регулирование скорости такого электропривода в ш ироком диапазоне практически неосуществимо вследствие того, что механиче269
ские характеристики при постоянных углах зажигаии-я инвартара были бы неустойчивыми и имели бы примерно такой же характер, как при регулировании скорости реостатом в цепи .ротора (кривые а на фиг. 3).
Предлагаемая схема обеспечивает устойчивое регул1И р«вание в ШИ|рокОМ диапазоне, -благодаря применению автоматического регулирования .скорости- двигателя посредством регулирования напряжения на колвдах р отора (или частоты piOTOipa).
Автом:атический регулятор ие только обеспечивает устойчивое регулирование скорости, но и дает широкие Воэмюжности получать требуемые механические характеристики.
Автоматический регулятор может быть осуществлен в различных фор. мах исполнения, причем наиболее савершенным является регулятор с применением электронных усилителей.
Электронный авторегулятор состоит из трех (ОСНОВНЫХ цепей, выполняющих следующие функции.
1. Стабилизация напряжения ротора. Выпрямленное напряжение ротюра сравнивается в мостовой индикаторной схеме, состоящей из сопротивлений, с командным напряжением на потенциометре 5 командо аппарата скорости.
Полученный сигнал, -пропорциональный от1клонению напряжения ротора от значения, заданного потенциометро|.м| 5, управляет сетками инвертора посредством двухкаскадного усилителя 6-7 и пиктрансформатора 8 с подмагничивающей обмоткой. При этом получается замкнутая цепь с отрицательной обратной связью, благодаря чему с уменьшением напряжения ротора угол зажигания инвертора и среднее значение его выпрямленного, напряжения увеличиваются, чем уменьшают отдачу тока в сеть и ад-омент двигателя. В результате скорость двигателя уменьшается, а скольжение и напряжение ротора увеличиваются до величины, близкой к заданной. При увеличении напряжения ротора имеет место обратная зависи мюсть.
ПиктранофорМатор 8 включен в диагональ индуктивного мостика с
270.
дросселем 9, обеспечивающим постоян.ный начальный сдвиг фаз.
Точность стабилизации напряжения определяется коэфициентом усиления цепи обратной связи. Потенциометр 10 Служит для начальной подгоНКи напряжений инвертора.
2.Компаундирование механическиххарактеристик. ПрИ постоянном напряжении на .кольцах ротора, обеспечиваемом рассМОтренно-й выше щепью обратной связи, cKQpoiCTb двигателя будет с увеличением нагрузки несколько увеличиваться, вследствие падения напряжения, обусловленного кажущейся индуктивностью ротора (кривые б на фиг. 3). Для получения постоянства скорости или снижения ее до -потребной величины ири увеличении нагрузки в схеме предусмотрена цепь .компаундирования.
Она имеет назначение вводить в индикатор1ную схему пер1вой стаб.илизирующей цепи по,следовательно с напряжением р-огора составляющую напряжения, пропорциональную р.отора и, Следовательно, люменту двигателя.
Указанная составляющая складывается с измеряемым напряжением ротора. Поэтому первая стабилизирующая цепь, поддерживая на постоянном уровне уменьшенное значение измеряемого напряжения, обеспечивает требуемое компаундирование скорости (кривые в на фиг. 3).
Компаундирующая составляющая вводится в цепь роторного напряжения при помощи потенциометра 11. Потенциометр питается напряжением, пропорциональным току инвертора и ротора, через выпрямитель 12 от транаформ атора тока 13 в анодных .цепях инвертора. Этим же потенциометром задается желаемая степень компаундир авания характеристик.
3.О г р а н и ч е н и е т о к а при динамических и с т а т и ч ес-ких п ерегр уз.ках. Ограничение тока .инвертора (следовательно, и ротора, и статора двигателя) достигается посредством цепи ограничения тока следующим путем. В мостовой индикаторной схеме из сопротивлений сравниваются напряжение, пр|0оорциональное току, получаеМОму от того же выпрямителя 12, что и для цепи компаундирования, командное .напряжение с потенциометра 14.
Полученный сигнал через ламповый усилитель 15 воздействует на второй каскад 7 цепи стабилизации напряжения.
Пока ток меньше предельного зиачения, заданного потенциометром 14, ламповый усилитель 15 заперт и цепь не действует. При нагрузках она вступает в действие и, увеличивая среднее значение напряжения инвертора, уменьшает ток, поддерживая его на уровне, близком к предельному, пока не исчезнет причина, вызвавшая перегрузку.
Цепь ограничения тока не только предохраняет аноды инвертора от neiperpyaoK, но и повволяет применить пуск, реверс и торможение противовключением при безопасном заранее заданном значении тока.
Управление реверсивным электроприводом осуш,ествляется кнопками магнитного пускателя 16-17 стандартного типа. Скорость регулируется потенциометрOIM 5.
KpoMie обычной защиты со стороны статора при помощи термическоroi реле 18 пускателя, предусматривается максимальная защита со стороны pioo-opa посредством реле 19, которое при опасных перегрузках, превышающих предельное значение тока, одним контактом разрывает цепь питания пускателей, а другим отключает сеточный пиктрансформатор 20.
Если в качестве инверторов применены тиратроны, то для защиты катодов предусматривается блокировка, «е допускающая включения в цепь непро.гретых тиратронов. Блокировка осуществляется при помощи реле времени 21 (на схеме реле с защелкой), замыкающего цепь питания пускателей.
Для преодоления инерции при 1шопочв01М пуске двигателя с заранее заданной потенциометром 5 скоростью на сетку лампозого усилителя 15 при отключенном двигателе подается ложный сигнал нормально замкнутыми блокконтактами пускателей. Действие этого сигнала После включения пускателя инерционным
контуром в цепи сетка-анод лампового усилителя 15 затягивается на время, достаточное для вступления в действие цепи ограничения тока.
Предлагаемый электропривод обеспечивает такие же совершенные регулировочные характеристики, как электропривод с двигателем постоянного тока и электронным управлением. Кроме того, он обладает преимущества1Ми, к которым следует отнести:
1)применение простой и надежной асинхронной машины вместо двигателя постоянного тока, основным недостатком которого является при наличии коллектора ухудшение коммутации при питании от управляемых выпрямителей;
2)быстроту и экономичность пуска, реверса и торможения прямым выключением и противовьгключением;
3)устойчивость работы привода при «ползучих скоростях;
4)простоту схемы автоматического управления всего привода и схемы электронного регулятора.
П р е д Mi е т -изобретения
1.Электрический привод, состоящий из асинхронного двигателя с фазовым ротором, неуправляемого выпрямителя, присоединенного к кольцам ротора, и ионного инвертора, возвращающего энергию скольжения в питающую сеть переменного тока, отличающийся тем, что, с целью получения устойчивых механических характеристик, применен рег}лятор любого типа (например, электронный), поддерживающий заданное командо-аппаратом напряжение на кольцах ротора путем изменения момента зажигания инвертора.
2.В приводе по п. 1 применение электронного регулятора, включенного по схеме, содержащей три цепи, из которых одна поддерживает заданное напряжение на кольцах ротора, вторая поддерживает жесткость механической характеристики, а третья - ограничивает ток двигателя при перегрузках.
271
