Устройство для возбуждения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1949 года по МПК H02P5/06 

Изобретение касается устройств для возбуждения электродвигателя постоянного тока, выполненных по квадратичной схеме (с возбудителем) и содержащих динамическую емкость в виде вращающегося вхолостую вспомогательного электродвигателя.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является включение вспомогательного электродвигателя в цепь возбуждения управляемого двигателя, а его управляющей обмотки (обмотки сравнения)- в схему сравнения напряжения, пропорционального току возбуждения управляемого двигателя, с некоторым заданным напряжением. Целью такого включения является уменьщение инерционности схемы.

На чертеже изображена принципиальная схема ycTipOMCTBa.

В устройстве управление исполнительным двигателем осуществляется по квадратичной схеме при помощи возбудителя В, питающего обмотку возбуждения ОВД управляемого двигателя. При этом форсирование процесса возбуждения управляемого двигател-я достигается за счет заряда и разряда динамической емкости.

в качестве которой используется ЕСпо могательный двигатель ДЕ. Возникающий при изменении возбуждения вспомогательного двитателя ДЕ зарядный или разрядный ток, накладываясь на основной ток БОзбужденИя, обусловливает фарси. рующее действие динамической ем. кости.

Якорь вспомогательного двигателя ДЕ совместно с якорем возбудителя В вк.пючается последовательно с обмоткой возбуждения ОВД управляемого двигателя и шу,нти руется некоторым сопротпвлением Rm .Назначение этого сопротивления - ограничивать величину тока возбуждения в установившемся режиме при отсутствии тока в якоре динамической емкости (кроме небольшого тока холостого хода).

Одна из обмоток возбуждения ОС вспомогательного двигателя ДЕ включена через регулятор нагрузки РНГ в схему сравнения, в которой сравнивается падение напряжения сопротивления , пропорциональное току возбуждения управляемого двигателя, с «напряжением сравнения, снимаемым с потенциометра R,-R,.

4S9

Это напряжение сравнения за,дается при помощи контроллера одновременно с изменением сопротивления в цепи обмотки возбуждения ОВВ возбудителя.

Вторая ббмотка возбуждения ЭО .вспомогательного двигателя ДЕ включается на напряжение оперативной цепи и имеет неизменные а.мпервитки, определяющие величину динамической емкости в установивщемся режиме.

Сопротивления потенциометра R{- 4 схемы сравнения подбираются так, чтобы в установивщихся режимах для каждого положения контроллера напряжение сравнения было равно падению напряжения в сопротивлении Re. и ток в обмотке ОС .вспомогательного двигателя ДЕ (динамической емкости) отсутствовал. Полярность включения обеих обм1Оток вспомогательного двигателя ДЕ берется такой, чтобы в процессе разгона управляемого двигателя ампервитки обмотки ОС складывались с ампервитками обмотки ЭО, а при торможении вычитались.

Устройство действует следующи.м образом.

Число оборотов вспомогательного двигателя ДЕ в установивщемся режиме прямо-пропорционально величине тока возбуждения управляемого двигателя, так как в зстаповивщемся режиме ампервитки динамической емкости не зависят от положенШ{ К101нтроллера, т. е. .от скорости управляемого двигателя. В результате энергия, запасенная в динамической емкости, будет пропор-циональна квадрату тока возбуждения двигателя.

В процессе разгона двигателя (свыше основной, скорости) напряжение сравнения мгновенно падает, в результате чего резко возрастают результирующие ампервитки возбуждения динамической емкости и ее эквивалентная емкость резко уменьщается, что при данной величине запасенной энергии вызывает ее разряд. Иными словами, вспомотательный двигатель ДЕ резко тормозится из-за увеличения его потока возбуждения.

490

Возникающий разрядный ток вызывает форсированное снижение тока возбуждения управляемого двигателя, несмотря на то, что напряжение возбудителя снижается из-за его инерционности относительно медленно.

По мере снижения тока возбуждения двигателя падение напряжения в сопротивлении д уменьщается, приближаясь к напряжению сравнения, заданному положением контроллера. Это вызывает плавное уменьение ампервитков обмотки ОС динамической емкости до определенной установивщейся величины. Указанное обстоятельство дает возможность за счет выбора электрических характеристик схемы перераспределить скорость изменения тока возбуждения двигателя по времени и этим создать желаемую форму кривой разгона двигателя.

При тороможении напряжение сравнения мгновенно увеличивается, что вызывает рост, ампервитков обмотки ОС динамической емкости. Однако .в .данном случае эти ампервитки вычитаются из ампервитков обмотки ЭО, в результате чего величина динамической емкости резко возрастает и возрастает ее зарядный ток.

Из сказанного следует, что на скорость переходных процессов в описанной схеме значительно влияет инерционность цепей возбуждения динамической емкости, т. е. их постоянные времени. Поэтому необходимо стремиться получить самоиндукцию цепи обмоток возбуждения динамической емкости Мииимальной. Последнее достигается при соответствующем подборе электродвигателя, используемого в качестве динамической емкости. При максимальном использовании двигателя по скорости и недоиспользовании его по напряжению ампереитки возбуждения динамической емкости достаточно малы и обмотки возбуждения могут быть выполнены с малым коэфициентом самоиндукции.

Кроме того, для получения возможно большего зарядного и разрядного тока следует иметь сопротивленне якор-ной цепи динаадической емкости по возможности малым, т. е. использовать двигатель с небольшой загрузкой обмотки якоря током.

Необходимо, чтобы регулятор нагрузки РНГ не только воздействовал на цепь возбуждения возбудителя В, но и снимал форсировку, создаваемую динамической емкостью. Это может быть достигнуто за счет разрыва цепи обмотки ОС динамической емкости контактами регулятора нагрузки РНГ при его срабатывании.

Предмет изобретения

Устройство для возбуждения электродвигателя постоянного тока, выполненное 1ПО ква1Д ратич«ой схеме (с возбудителем) «содержащее д;и«а. мическую емкость - вращающийся вхолостую вспомогательный электродвигатель, цепь возбуждения которого управляется контактами регулятора нагрузки и который служит для форсирования процесса возбуждения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения пнерционности схемы, указанный электродвигатель включен в цень возбуждения управляемого двигателя и его управляющая обмотка возбуждения (обмотка сравнения) включена в схему сравнения напряжения, пропорционального току возбуждения управляемого двигателя с заданным напряжением, устанавливаемым командноконтроллером.

4ОС

fVWV R, Кз

1 / ff.

5f Wr

11 UL