Реверсивный электропривод постоян-НОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам, используемым в области роботостроения. Известен вентильный электропривод с двухконтурной системой регулирования, состоящей из регуляторов .скорости и тока, датчиков скорости и тока, логического переключающего блока, связанного.через датчик проводящего состояния тиристоров с тиристорами преобразователя, а также из системы фазового управления ГО . Однако указанный электропривод характеризуется сложностью и недост точным качеством-динамических процессов из-за наличия зоны нечувствительности регулятора тока, что пр водит к-образованию ударных моменто в приводном механизме при подаче и смене знака задающего воздействия. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ре версивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, включенный нагрузкой тиристорного преобразователя с двумя вентильными группами и раздельным управлением от двух систем фазового управления, входы которых соединены с вьгходами двух логических блоков и суммирующего усилителя, и тахогене15атор, выход которого соединен со входом суммирующего усилителя, другой вход которого соединен с источником задающего напряжения f2j. Недостатком этого электропривода является то, что при смене знака рассогласования (особенно это сказывается при подаче команды на реверс) сигналы тахогенератора и задаюрего воздействия суммируются, чтоприводит к полному открытию включаемой группы тиристорноро преобразователя. При этом ЭДС двигателя и напряжение тиристорного преобразователя складьтаются, что вызывает появление больших тормозных ударных 3 моментов на валу двигателя. В резуль тате увеличивается износ частей приводного механизма. Цель изобретения - улучшение качества динамических процессов электр привода. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнитель но введены задатчик интенсивности то можения, формирователя знака рассогл сования и знака истинной скорости, формирователь импульсов торможения, два дополнительных логических устрой ства, причем входы формирователя зна ка рассогласования подключены к соответствующим выходам суммирующего усилителя, а его выходы - к четверты входам дополнительных логических бло ков, вторые входы которых подключены к выходам формирователя знака истинной скорости, вход которого соединен с тахогенератором, а третьи и первые входы дополнительных логических устройств соединены с дополнительными выходами системы фазового управления и с выходами формирователя импульсов торможения соответствен но, а выходы дополнительных логических устройств подключены ко входам логических устройств и дополнительны входам систем фазового управл шя, вГорые выходы которых подключены ко входам формирователя импульсов торможения, один из входов которого под ключен к выходу задатчика интенсивности торможения. На чертеже представлена блок-схем реверсивного тиристорного электропри вода постоянного тока. Электропривод содержит двигатель i, тиристорньш преобразователь, состоящий из вентильных групп 2 и 3, тахогенератор 4, формирователь 5 зна ка истинной скорости, cy миpyюmий усилитель 6, формирователь 7 знака рассогласования, систем 8 и 9 фаЗово го управления, формирователь 10 импульсов торможения, задатчик И интенсивности торможения, дополнительные логические блоки 12 и 13, логические блоки 14 и 15. Двигатель 1 соединен с выходом тиристорного преобразователя, состоя щего из двух вентильных групп 2 и 3. С валом двигателя механически связан вал тахогенератора 4, выход которого соединен со входом формирователя 5 знака истинной скорости и одним из 9 ВХОДОВ суммирующего усилителя 6, другой вход которого соединен с источником задающего напряжения Ujoy Выходы суммирующего усилителя 6 подключены ко входам формирователя 7 знака рассогласования и входам 16, 17 систем 8 и 9 фазового управления. Вход 18 системы 8 фазового управления соединен с выходом 19 системы фазового управления 9, вход 20 которой соединен с выходом 21 системы 8 фазового управления. Выходы 22 и 23 систем 8 и 9 фазового управления соединены со входами формирователя 10 импульсов торможения, один из входов которого соединен с выходом задатчика 11 интенсивности торможения. Выходы формирователей 10 и 5 соединены соответственно со входами 24, 25 и 26, 27 дополнительных логических блоков 12 и 13, входы 28 и 29 которых соединены соответственно с дополнительными выходами 30 и 31 систем 8 и 9 фазового управления. Входы 32 и 33 дополнительных логических блоков 12 и 13 соединены с выходами формирователя 7. Выход дополнительного логического блока 12 соединен с дополнительным входом 34 системы 8 фазового управления и входом логического блока 14, выход 35 которого подключен ко входу 36 системы 8 фазового управления, а выход 37 - ко входу 38 системы 9 фазового управления, вход 39 которой соединен с выходом 40 логического блока 15, выход 41 которого соединен со входом 42 системы 8 фазового управления. Вход логического блока 15 соединен с выходом дополнительного логического блока 13 и дополнительным входом 43 системы 9 фазового управления, выход 44 которой и выход 45 системы 8 фазового управления соединены соответственно со входами вентильных групп 3 и 2 тиристорного преобразователя. Электропривод работает следующим образом. Исходное состояние соответствует отсутствию сигналов на входах суммирующего усилителя 6 и формирователя знака истинной скорости 5. При этом с выходов 22 и 23 систем 8 и 9 фазового управления поступают пилообразные напряжения, которые сдвинуты друг относительно друга на 60 эл. град. Из задатчика 11 интенсивности тормо5кения поступает постоянное напряжение, величина- которого подбирается при регулировке. На выходах формирователя 10 интенсивности торможения вырабатываются непрерывные последовательности импульсов торможения Х, которые сдвинуты друг относительно друга на 60 эл. град.Фаза импульсов XT зависит от величины постоянного напряжения, поступающего от задатчика П интенсивности торможения. Так как на входах суммирующего усилителя 6 и формиррвателя 5 знака истинной скорости сигналы отсутствуют, то на их выходах также отсутствуют сигналы, а следовательно, и на выходах формирователя знака рассогласования 7 сигналов нет. Сигналы с выходов суммирующего усилителя 6 поступают на входы 16 и 17 систем 8 и 9 фазового управления, которые, сравнивая их с пилообразными напр5исениями, вырабатывают с выходов 30 и 31 импульсы управления Х, поступающие на дополнительные логические блоки 12 и 13. Дополнительные логические блоки работают по следующему алгоритму: ( Х - Х). Это означает, что дополнительные логические устройства пропускают на выход импульсы Хч, если на входах присутствуют логические сигналы Х при одновременном отсутствии логических сигналов Xi, или пропускают на вход импульсы X , если на входах присутствуют сигналы Х и Хл. Если сигналы Х отсутствуют, то на выходе дополнительного логического блока сигналов нет.

Так как в данном режиме сигналы равны нулю, то на выходах дополнительных логических блоков 12-и 13 сигналы X отсутствуют.

При подаче положительного сигнала выходе суммирующего усилителя о появляется сигнал рассогласования йМ, следовательно, на выходе формирователя 7 знака рассогласования появляется логический сигнал Х, который поступает на вход 32 дополнительного логического блока Т2 одновременно на вход 28 которого поступают с выхода 30 системы 8 фазового управления импульсы Х, полученные при сравнении пилообразного напряжения и сигнала рассогласования ДУ, Так как на входе 26 дополнительного логического блока 12 логический сигнал Х„ отсутствует, а на . входе 32 есть логический сигнал Х«, то оно пропускает на выход импульсы Х, которые поступают на вход ЗА системы 8 фазового управления и на вход логического блока 14.

Логический блок работает так, что при подаче на вход импульсного сигнала, на его выходе 35 присутствует логический сигнал, причем он поддерживается в течение времени t после снятия входного сигнала. При подаче на вход логического блока импульсного сигнала на выходе 37 появляется сигнал (назовем его сигнал Запрета который пропадет с задержкой после прекращения подачи входного импульсного сигнала спустя время . Время t составляет примерно 2/3 от времени t.

Гак как в этот период с выхода формирователя 7 знака рассогласовани на дополнительный логический блок 13 сигнал Х не поступает , то на выхо де дополнительного логического блока 15 нет сигнала запрета, поступающего на вход 42 системы 8 фазового управления, а наличие логического сигнала на ее входе 36 обеспечивает прохождение импульсов с выхода 45 системы фазового управления 8 на вентильную группу 2.

Двигатель 11 начинает вращаться, тахогенератор 4 выдает сигнал, ,в результате чего на выходе формирователя 5 знака истинной скорости, связанном со входом 27 дополнительного логического блока 13, появляется сигнал Хп, а на другом выходе продолжает сохраняться его отсутствие. Следовательно, дополнительный логический блок 12 продолжает пропускать на выхо импульсы Ху и не пропускать импульсы XT в то время какна выходе дополнительного логического блока 13 сигнал X продолжает отсутствовать.

При смене знака задающего воздействия появляются сигнал рас согласования ДУ на выходе суммирующего усилителя 6 и логический сиг нал Х на выходе формирователя 7 знака рассогласования, а на входе 32 дополнительного логического блока 12 он пропадает.

Так как сигнал Х на входе дополнительного . логическоро блока 12. отсутствует, то на его выходе нет импульсного сигнала. На входах допОлнительного логического блока 13 есть сигналы Х и X,.j,следовательно, он пропускает импульсы торможения Х, которые подаются на логический блок 15 и на вход 43 системы фазово го управления. При этом на выходе 44 системы 8 фазового управления продолжают отсутствовать импульсы, так как не снят сигнал запрета, которьй продолжает подаваться с выхода 37 логического блока 14 на .вход 38 системы 9 фазового управления, логический блок 14 с выхода 37 осуществляет временную задержку снятия потенциального сигнала запрета на время t при снятии подаваемого на его вход импульсного сигнала. В.течение времени t с выхода 35 логического блока 14 продолжает поддерживаться сигнал разрешения, поданаемый на вход 36 системы 8 фазового управления, благодаря чему ее выходные импульсы продолжают поступать на вентильную группу 2. По истечении времени с выхода 37 логического блока 14 снимается сигнал запрета и с выхода 44 системы 9 фа.зового управления проходит сигнал на включение вентильной группы 3 импульсами торможения Х-р. При этом работа вентильной группы 2 запрещена, а группа 3 преобразователя работает в инверторном режиме до те пор пока скорость вращения вала элетродвигателя 1 не уменьшится до нуля. При этом сигнал X/j на выходах формирователя 5 знака истинной скорости переключается и, следовательно, дополнительный логический блок 13 прекращает пропускать импульсы торможения Х и начинает пропускать импульсы управления Х,, то есть режим торможения на этом кончается и переходит в режим разгона в обратно направлении. На выходе дополнителького логического блока 12 продолжает сохраняться отсутствие сигналов, так как сигнал Х на его входе продолжает отсутствовать.

Ограничение перегрузок достигает ся за счет того, что при работе в инверторном режиме на вьтрямитель подаются не импульсы управления Х, а импульсы торможения Х-р, фаза которых не соответствует максимальной степени открытия инверторной группы выпрямителя. В результате торможения ток, а, следовательно.

и момент на валу двигателя меньше максимального, что повьшает качество динамических процессов.

Формула изобретения

Реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, включенный нагрузкой тиристорного преобразователя с двумя вентильными группами и раздельным управлением от двух систем фазового управления, входы которых .соединены с выходами двух логических блоков и суммирующего усилителя, и тахогенератор, выход которого соединен со входом суммирующего усилителя, другой вход которого соединен с источником задающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества динамических процессов электропривода, в него дополнительно введен задатчик интенсивности торможения, формирователи знака рассогласования и знака истинной скорости, формирователь импульсовторможения, два логических блока, причем входы формирователязнака рассогласования подключены к соответствующим выходам суммирующего усилителя, а его выходы - к четвертым входам дополнительных логических блоков, вторые входы которых подключены к выходам формирователя знака истинной скорости, вход которого соединен с тахогенератором, а третьи и первые входы дополнительных логических блоков соединены с дополнителными выходами системы фазового управления и с выходами формирователя импульсов торможения соответственно, выходы дополнительных логических блоков подключены ко входам логических блоков и дополнительным входам систем фазового управления, вторые выходы которых подключены ко входам формирователя импульсов торможения, один из входов которого подключен к выходу задатчика интенсивности торможения .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Поздеев А.В. и др. Принципы построения структур вентильного электропривода постоянного тока. Труды ВНИИР, вып. 4, М., 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 509966, кл. Н 02 р 5/06, 1976.