Устройство для управления певерсив-НыМ элЕКТРОдВигАТЕлЕМ пОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02P7/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных электроприводах постоянного тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления реверсивным электродвигателем постоянного тока, которое содержит основной источник тока, рабочие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, диагональ которой подключена к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, аноды тиристоров одних смежных -плеч мостовой схемы подключены к положительному зажиму основного источника постоянного тока, коммутирующую цепь с тиристорами, соединенными по мостовой схеме, и конденсатором, включенным в диагональ мостовой схемы коммутирующей цепи, аноды тиристоров одних смежных плеч которой подключены к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, а аноды тиристоров других смежных плеч мостовой схемы указанной цепи - к отрицатель ному зажиму основного источника постоянного тока.

В устройстве имеются два обратных диода, аноды которых подключены к выводам

якорной обмотки электродвигателя, а катоды - к положительному зажи.му источника постоянного тока 1.

Однако в этом устройстве после запира ния одного рабочего тиристора коммутирующий конденсатор через открытые тиристоры коммутирующей цепи перезаряжается от источника питания через якорь электродвигателя и на время перезаряда к якорю .электродвигателя прикладывается напряжение. Таким образом, минимально-допустимая длительность импульса напряжения на якоре оказывается ограниченной временем перезаряда, что ограничивает диапазон регулирования скорости электропривода.

В случае использования быстродействующих электродвигателей с малой электрической постоянной времени якорной цепи ток через электродвигатель при малых уровнях управляющего сигнала спадает до нуля.

Кроме того, при использовании известного устройства ток через электродвигатель не может изменить полярность в течение периода, и возникает явление «раскачки ЭДС, когда скорость электродвигателя не зависит от скважности управляющего сигнала и самопроизвольно возрастает до величины скорости холостого хода в замкнутом электроприводе, и в замкнутом электроприводе возникают автоколебательные процессы, что приводит к ограничению диапазона скорости вращения электродвигателя постоянного тока, входящего в состав электропривода. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным источником питания, соединенным последовательно с основным источником питания и дополнительными тиристорами, аноды двух из которых подключены к отрицательному зажиму основного источника питания, катод каждого из указанных двух тиристоров соединен с анодом соответствующего обратного диода, а конденсатор коммутирующей цепи Через два других дополнительных тиристора подключен к положительному зажиму дополнительного источника питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления электродвигателем постоянного тока. Устройство содержит рабочие тиристоры 1-4, соединенные по мостовой схеме. Аноды рабочих тиристоров 1 и 2 подключены к плюсовому зажиму основного источника 5 питания. Катоды рабочих тиристоров 3 и 4 подключены к отрицательному зажиму источника питания. В диагональ мостовой схемы включена якорная обмотка электродвигателя 6 постоянного тока, к выводам которой подключены соответственно аноды обратных диодов 7 и 8, катоды которых подключены к плюсовому зажиму источника 5 питания. К якорной обмотке электродвигателя постоянного тока подключена коммутирующая цепь, выполненная на тиристорах 9-12, собранных по мостовой схеме, и конденсаторе 13, включенном в диагональ мостовой схемы и дополнительно подключенном через тиристоры 14 и 15 к положительному зажиму дополнительного источника 16 питания, соединенного с основным источником 5 питания последовательно. В устройство введены два других дополнительных тиристора 17 и 18, катоды которых подключены к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, а аноды - к отрицательному зажиму основного источника питания и катодам тиристоров И и 12, соответственно. Устройство работает следующим образом. Импульсы,сформированные в щиротноимпульсном модуляторе, поступают на управляющие электроды тиристоров 14 и 11, открывая их. Конденсатор 13 заряжается по цепи основной источник 5 питания-дополнительный источник 16 питания - тиристор 14 - конденсатор 13 - тиристор 11основной источник 5 питания. Когда напряжение на конденсаторе 13 становится равным сумме напряжений источников питания, тиристоры 11 и 14 закрываются (как только ток заряда конденсатора становится меньше тока удержания тиристоров 14 и 11). Затем на управляющие электроды тиристоров 1 и 3 поступают импульсы, задержанные относительно предыдущих импульсов на время (10-20 мс), необходимое для перезаряда конденсатора 13. Тиристоры 1 и 3 открываются, и к якорной обмотке электродвигателя 6 постоянного тока прикладывается напряжение источника 5 питания. Для прерывания напряжения на якорной обмотке электродвигателя 6 постоянного тока в щиротно-импульсном модуляторе формируются импульсы, совпадающие с задним фронтом рабочего импульса, длительность которых пропорциональна регулирующему напряжению на электродвигателе. Эти импульсы поступают на управляющие электроды тиристоров 10 и 12 коммутирующей цепи, открывая их. Конденсатор 13 разряжается по цепи конденсатор 13 - тиристор 12 - тиристор 3 - тристор 10 - конденсатор 13. Тиристор 3 закрывается и конденсатор 13 начинает перезаряжаться по цепи источник 5 питания - тиристор Т - якорная обмотка электродвигателя 6 - тиристор 10 - конденсатор 13 - тиристор 12источник 5 питания. Затем открывается тиристор 15 и конденсатор 13 перезаряжается по форсированной цепи источник 5 питания - дополнительный источник 16 питания - тиристор 15конденсатор 13 - тиристор 12 - источник 5 питания; перезаряд ускоряется, и тиристор 10 закрывается положительным потенциалом конденсатора 13, приложенным к катоду тиристора 10. Этим обрывается импульс напряжения на якорной об.мотке электродвигателя. После того, как тиристор 10 закрывается в якорной обмотке электродвигателя наводится противоЭДС, которая стремится поддержать ток в ее цепи, который, замыкаясь по цепи якорная обмотка - обратный диод 8 - тиристор 1 - якорная обмотка, быстро спадает до нуля. В это же время на конденсаторе 13 заканчивается перезаряд до напряжения, равного сумме напряжений источников 5 и- 16 питания. В результате, тиристоры 15 и 12. закрываются. После того, как ток в якорной цепи электродвигателя 6 постоянного тока спадает до нуля, в широтно-импульсном модуляторе с небольщим запаздыванием формируются импульсы, поступающие на управляющие электроды тиристоров 9, 11 и 18, последние открываются, и конденсатор 13 разряжается по цепи конденсатор 13-тиристоры 11 и 18якорная обмотка-тиристор 9-конденсатор 13. При этом ток разряда противоположен рабочему току электродвигателя и происходит динамическое торможение электродвигателя 6 постоянного тока. При реверсе работа устройства происходит аналогично. Изобретение позволяет уменьшить минимально допустимую ширину импульса в якорной обмотке электродвигателя от 400 до 45 мс, что позволяет увеличить диапазон регулирования напряжения и обеспечивает создание в устройстве цепи динамического торможения разрядным током конденсатора коммутирующей цепи, что позволяет исключить явление «раскачки ЭДС и повышает управляемость привода при малой скважности (у 0,5). Формула изобретения Устройство для управления реверсивным электродвигателем постоянного тока, содержащее основной источник питания, рабочие тиристоры, соединенные по мостовой схеме, диагональ которой подключена к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, аноды тиристоров одних смежных плеч мостовой схемы подключены к положительному зажиму основного источника постоянного тока, коммутирующую ,цепь с тиристорами, соединенными по мостовой схеме, и конденсатором, включенным в диагональ мостовой схемы коммутирующей

fff

,15 цепи, аноды тиристоров одних смежных плеч которой подключены к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, а катоды тиристоров других смежных пл,еч мостовой схемы указанной цепи - к отрицательному зажиму основного источника питания, два обратных диода, аноды которых подключены к выводам якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, катоды - к положительному зажиму основного источника питания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока, .устройство снабжено дополнительным источником питания, соединенным последовательно с основным источником питания и дополнительными тиристорами, аноды двух из которых подключены к отрицательному зажиму основного источника питания, катод каждого из указанных двух тиристоров соединен с анодом соответствующего обратного диода, а конденсатор коммутирующей цепи через два других дополнительных тиристора подключен к положительному зажиму дополнительного источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Отчет по НИР« Разработка и исследование быстродействующего преобразователя. Новосибирск, МЭТИ, 1976, УДК 621.314.730.