Реверсивный тиристорный электропри-ВОд C PEBEPCOM пОля Советский патент 1981 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электри- технике и может быть использовано для регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока. Известен двухзонный вентильный электропривод с реверсом поля двигателя, содержащий нереверсивньй тиристорный якорный преобразователь, реверсивный тиристорный возбудитель с системами импульсно-фазового управ ления, двигатель постоянного тока независимого возбуждения, тахогенеpaTOt), задатчики частоты вращения и ДС двигателя, регуляторы частоты вращения и тока возбуждения, блок логики раздельного управления возбудителем, в которых реверс и торможение двигателя осуществляется за счет изменения направления тока возбуткдення , 03-. Недостатками этого электропривода являются сложность, пониженная надежность и трудность получения ишрокого д пазона регулирования частоты вращения Известен также реверсивный тиристорный электропривод с реверсом поля, содержащий двигатель постоянного тока с обг откой независимого возбуждения, подключенный к нереверсивному якорному преобразователю и ре-. версивному возбудителю с узлами импульсно-фазового управления тиристорами, регулятор частоты вращения, ко входу которого подключены задатчик частоты и тахогенератор, а выход через инвертор и .ключ или непосредственно через ключ связан со входом узла импульсно-фазового управления якорного преобразователя, узел токоограничения на транзисторах, входы которого соединены с задатчиком и датчиком тока якрря двигателя, регуля- тор тока возбуждения, входы которого подключены к задатчику и датчику тока возбуждения двигателя, а выход - ко входу блока логики раздельного управления возбудителем, а так,Же через инвертор и ключ или непосредственно через ключ - ко входу узла импульсно-фазового управления возбудителя, датчик и задатчик ЭДС двигателя, нуль-орган, подключенный между выходом регулятора частоты и задатчиком тока возбуждения, узел останова двигателя, причем выходы блока логики связаны с управляющими входами ключей Г2. Недостатком этого технического р шения являются низкое быстродействие, наличие перерегулирования ЭДС двигателя в переходных режимах. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик электропри вода ., Поставленная цель достигается те что в известный реверсивньм тиристорный электропривод с реверсом поля дополнительно введены два развязьшающих и два блокирующих диода, инвертор, два параллельно включенных транзистора, соединенные коллек ,торами со входом узла импульсно-фазового управления возбудителями, и управляющий орган, при этом коллекторы транзисторов узла токоогран чения подключены к выходу регулятора частоты вращения через развязывающие диоды, а соответствующие входы этих транзисторов непосредственно и через инвертор и блокщэующие диоды соединены с выходом упра ляющего органа, входы которого подключены к блоку логики и к выходу узла останова двигателя, причем одного из параллельно включенHbix транзисторов соединен с выходом инвертора, а вход второго - с задат .чиком и датчиком ЭДС. На чертеже приведена схема электропривода. .. ; В;;Этом э.лектроприводе задатчик частоты вращения 1 и тахогенератор 2 подключены на входу регулятора ча стоты вращения 3 (регулятор 3 может представлять собой ПИ или ПИД-регулятор) . Выход регулятора 3 подключен через инвертор 4 и ключ 5 или непосредственно через кЛюч 6 на вход узла импульсно-фазового управления 7 якорным преобразователем 8. К якорному преобразователю 8 подключен якорь двигателя 9. Через диоды 10 и 11 к выходу регулятора 3 подключен узел 12 токоограничения на транзисторах 13, 14 разнополяр,ной проводимости, базы которых соед 0-4 нены с задатчиком тока якоря 15 и непосредственно через инвертор 16 и диоды 17, 18с управляющим органом 19. Узел ограничения ЭДС двигателя содержит задатчик 20 ЭДС, входные резисторы 21-23 трайзисторов 24, 25 и резистор 26. Выходы датчика тока якоря 27, подключенного входом к трансформаторам тока 28, соединены с соответствующими входами узла 12. База транзистора 24 подключена к выходу датчика ЭДС якоря 29 и к задатчику 20 ЭДС. Коллекторы транзисторов 24 и 25 соединены с входом узла 30 импульсно-фазового управления возбудителя, выходы которого через ключи 31 и 32 подключены к тиристорному возбудителю 33, питающего обмотку возбуждения 34 двигателя, в цепи которой стрит датчик 35 тока возбуждения. Вход реверсивного нуль-органа 36, к выходу которого подключен задатчик 37 тока возбуждения, может подключаться или к выходу регулятора 3 (фиг. 1), или через соответствующие нелинейные к задатчику 1 частоты вращения и тахогенератору 2. Входы регулятора тока возбуждения 38 соединены с задатчиком 37 и датчиком тока возбуждения 35, а выход через инвертор 39 и ключ 40 или ключ 41 и резистор 26 со входом узла 30. Входы -управляющего органа 19 подключены к выходу блока логики 42 и к выходу узла останова двигателя 43, подключенного через контакты реле направлений В и Н к источнику положительного напряжения. Входы блока логики 42 связаны с тиристорным возбудителем 33 и с выходом регулятора тока возбуждения. Выходы блока логики 42 соединены с управляющими входами ключей 5, 6, 31, 32, 40, 41. Электропривод работает следующим образом. 1. Пуск на номинальную частоту вращения .. При включении одного из реле наравлений Вперед или Назад :(В ли н) на входы регулятора 3 и нульоргана 36 поступает задающее напряение. Кроме того, на вход узла останова двигателя 43 поступает сигнал, оторый воздействует через управлящий орган 19 на узел токоограничения 12. При этом расшунтируется выход регулятора 3 и разрешается перевод управляющих импульсов в обоих узлах импульсно-фазового.управления 7 и 30 с максимального угла регулирования . Полярность задающего сигнала определяет срабатывание блока логики 42 в направлениях Вперед или Назад, блок логики замыкает ключ 5 или 6 на выходе регулятора 3, ключ 41 или 42 на выходе регулятора тока возбуждения и ключ 3-1 или 32, подавая управляющие импульсы на один из комплектов тиристоров возбудителя 33 Ток возбуждения и напряжение на якор двигателя возрастает до номинальных значений и двигатель разгоняется до номинальной частоты вращения. Величина выходного напряжения датчика ЭДС якоря 29 в этой зоне меньше ве лйчины напряжения задатчика ЭДС 20, транзистор 24 закрыт и влияния на ра боту электропривода не оказывает. В этом случае, ток возбуждения имеет но минальное значение, а регулирование частоты вращения двигателя осуществляется за счет изменения напряжения якоря двигателя 9. Ток якоря во время переходных режимов ограничивается на уровне, определяемом задатчи ком 15. При пуске на максимальную частоту вращения при достижении номинальной частоты вращения сигнал с датчика 29 становится равным сигналу задатчика 20 ЭДС и транзистор 24 начинает от.крываться, снижая входное напряжение узла 30, и уменьшая тем самым ток возбуждения двигателя. Частота двигателя 9 увеличивается и регулирование «е во второй зоне осуществляется при постоянстве ЭДС двигателя (по зависимости принципу ослабления поля). 2. Реверс с максимальной частоты вращения на максимальную. При реверсе размыкается контакт Вперед и замыкается контакт Назад , Сигнал на выходе регулятора 3 меняет знак и через узел 7 запирает якорный преобразователь. Меня-„ ется знак и на выходе нуль-органа 36, что приводит через регулятор 38 к реверсированию тока возбуждения В момент лереключения блока логики 42 на управляющий орган 19 с блока логики 42 поступает положительный импульс, который запирает через узел 12 регулятор 3. Тем самым разрешается работа канала регулирования напряжения, якоря только после прохождения потока через нуль. После выдержки времени блока 42 открывается канал регулирования напряжения якоря . Под .действием тока якоря и потока двигатель разгоняется в первой зоне за счет увеличения напряжения якоря. При достижении номинальной частоты вращения двигателя 9 дальнейшее ее увеличение происходит за счет ослабления потока возбуждения. В предлагаемом устройстве не требуется реверсирование обратной связи по ЭДС двигателя, так как использу-. ется обратная связь по ЭДС двигателя однополярного знака. Исключение переключателя обратной связи с нульорганом и замена регулятора транзистором - практически безынерционным элементом позволяют упростить электропривод и повысить надежность. Исключение инерционности при регулировании ЭДС исключает перерегулирование ЭДС двигателя и повьш1ает быстродействие при работе с ослабленньтм полем. Для вентильного электропривода по двухконтурной системе подчиненного регулированием имеются сложности с оптимизацией динамики из-за наличия двух режимов тока: непрерывного и прерывистого. Для вентильного электропривода по одноконтурной структуре с узлом токоогранйчения такой проблемы нет, и она проще. К тому.же узел токоогранйчения 12, кроме ограничения тока якоря в переходныхрежимах на заданном урозне, вместе со специально введенным управляющим органом 19 обеспечивает нулевые начальные условия потока и, как следствие, плавный пуск в оба направления вращения и отсутствие при -нулевом задающем сигнале. правляющий орган 19 обеспечивает положительный сигнал на выходе при наличии задающего сигнала и отрицаельный сигнал - при отсутствии заающего сигнала. Формула изобретения Реверсивный тиристорный электроривод с реверсом поля, содержащий вигатель постоянного тока с обмотой независимого, возбуждения, подлюченный к нереверсивному якорному реобразованию и реверсивному возбудителю с узлами импульсно-фазового управления тиристоргши, регулятор частоты вращения, ко входу которого подключены задатчик частоты вращения и тахогенератор, а выход через инвертор и ключ или непосредственно через ключ связан со входом узла импульсно-фазового управления якорного преобразования, узел токоограничения на транзисторах, входы которого соединены с задатчиком и датчиком тока якоря, двигателя, регулятор тока возбуждения, входы которого подключены к задатчику и датчику тока возбуждения двигателя, а выход - ко входу блока логики раздельного управления возбудителем, а также через инвертор и ключ или непосредственно через ключ - ко входу узла импульсно-фазового управления возбудителя, датчик и задатчик ЭДС двигателя, нуль-орган, подключенный между выходом регулятора частоты и задатчиком тока возбуждения, узел останова двигателя, причем выходы блока логики связаны с управляющими входами ключей, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик

электропривода, в него дополнительно введены два развязьшающих и два блокирующих диода, инвертор, два параллельно включенных транзистора, соединеннь1е коллекторами со входом узла импульсно-фазового управления тиристорами возбудителя, и управляющий орган, при этом коллекторы транзисторов узла токоограничения подключены к выходу регулятора частоты вращения через развязыва1р1цие диоды, а соответствующие входы этих транзисторов непосредственно и чере инвертор и блокирующие диоды соединены с выходом управляющего органа, входы которого подключены к блоку логики и к выходу узла останова двигателя, причем вход одного из паралельно включенных транзисторов соединен с выходом инвертора, а вход врого - с задатчиком и датчиком ЭДС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 601794, кд. Н 02 р 5/06, 1978..

2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 2462631/07,

кл. Н 02 Р 5/06, 1978.