Электропривод постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивных быстродействующих электроприводах постоянного тока, предназначенных для механизмов, работающих с частыми пусками, реверсами и торможениями и питающихся от однофазной, сети переменного напряжения.

Известен электропривод постоянго тока с двигателем независимого возбуждения, якорь которого подключен к трехфазной сети через индуктивно-емкостный преобразователь, трансформатор и неуправляемый выпрямитель, а управление и регулирование осуществляется по цепи возбуждения

D Недостаток известного электропривода - низкое быстродействие при обработке управляющих и возмущающих воздействий из-за относительно большой постоянной времени цепи обмотки возбуждения.

Наиболее близок к предлагаемому электропривод постоянного тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого гюдключена к тиристорному преобразователю, вход тиристорного преобразо вателя через трансформатор подключен к индуктивно-емкостному преобразователю, нуль-орган, релейный элемент, вход которого соединен с выходом

10 сумматора, к одному входу последнего подключен источник задающего напряжения и блок ввода-вывода, а к другому тахогенератор, вал которого сочленен с валом электродвигателя, и датчик

15 наличия и направления вращения, выходы которого, а также релейного элемента и блока ввода-вывода подключены ко входам логического распределителя, выходы которого подключены к

20 согласующим элементам f2j.

Недостаток данного технического . решения - сложность системы управления3 Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что тиристорный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных выпрямителя, входом подключенного к трансформатору,и реверс ра, выполненного на тиристорах, соединенных по мостовой , управляющие электроды которых подключены к выходам согласующих элементов, в диагональ мостовой схемы реверсора включена якорная обмотка электродвигателя , а к общим точкам выпрямителя и реверсора подключен вход нуль-ор-, гана, выход которого подключен к логическому распределителю. На чертеже представлена структурная схема электропривода. Электропривод содержит двигатель 1 независимого возбуждения, якорь которого подключен к однофазной сети переменного напряжения через реверсор 2, собранный на тиристорах 2 2 диодный выпрямитель 3 согласующий трансформатор k и индуктивно-емкостный преобразователь 5, а также релейный элемент 6, вход которого со единен с выходом сумматора 7 причем к одному входу последнего подключен источник 8 задающего напряжения, а к другому - тахогенератор 9. Входы блока 10 ввода-вывода и дат чика 11 наличия и направления вращения соединены соответственно с выходом источника 8 задакяцего напряжения и тахогенератора 9, а по два их выхода, соответственно М, N и К, R, подключены совместно с выходом релей ного элемента 6 ко входам логического распределителя 12, выходы которого связаны через согласующие элементы 13 16 с управляющими электродами тиристоров реверсора 2. Электропривод содержит также быстродействующий гальванически развязанный по входу нуль-орган 17 выпрямленного напряжения диодного выпрямителя 3. Этот нуль-орган вырабатывает сигнал синхронизации )(, подаваемый на вход логического распределителя 12. Сигнал синхронизации необходим для осуществления переключений тиристоров реверсора 2 лишь в точках естественной коммутации с целью обеспечения нормального режима работы индуктивно-емкостного преобразователя, представляющего собой резонансное устройство. 8 Устройство работает следующим образом. Сигнал обратной связи по скорости УР снимается с тахогенератора 9 и подается на элемент сравнения - сумматор 7, куда также поступает аналоговый сигнал источника 8 задающего напряжения. Сигнал с выхода сумматора 7AU поступает на вход релейного элемента 6. Датчик 11 наличия и направления . вращения представляет собой два разнополярных по входу нуль-органа, реагирующих соответственно на положительное и отрицательное напряжения , поступающие с тахогенератора 9. Датчик 11 вырабатывает сигналы К HR, комбинация которых в соответствии с табл.1 позволяет контролировать как вращение двигателя, так и направление этого вращения. Влок 10 ввода-вывода предназначен для преобразования аналогового сигнала и в сигналы Н и N, при помощи которых закодированы внешние команды управления в соответствии с табл.2., Таблица 1 : Таблица 2 5 - . Блок 12 является логическим распределителем и представляет собой комбинационную логическую схему с элементами памяти, вырабатывающую выходные сигналы 1 - W, подаваемые через согласующие элементы 13 16 на управляющие электроды тиристоров реверсора 2. Минимизированные логические урав нения выходных сигналов распределителя 12 имеют вид: W. N(MK vr KR)- Z t W N(MK V KR)j W M(NR V KR) ;. 4 Я (NR V KR) ; С целью обеспечения нормального режима работы индуктивно-емкостного преобразователя, подача выходных сигналов W - W на тиристоры ревер сора 2 осуществляется в точках есте ственной коммутации тиристоров. С целью на вход логического распределителя гюдается сигнал синхрон зации X распределитель сна&кается элементами памяти, при помощи внешние управляющие сигналы М, N и Z осуществляют выработку выходных сигналов Wj - W лишь в определенны моменты времени. Если команда управления электроприводом - , то распределител импульсов 12 обеспечивает работу ти ристоров 2. и 2jj реверсора 2. При включении упомянутых вентилей проис закорачивание выхода индуктив емкостного преобразователя и создание режима холостого хода нагрузки (двигателя). При этом ток в якоре практически равен нулю и вращение якоря отсутствует. По команде Пуск влеред появляется аналоговый сигнал напряжения задания скорости U, а также сигнаш Н t и N 0. Сигналом Щрелейный элемент 6 устанавливается в состояние, при котором на его выходе вырабатываетс сигнал Z « О. При такой комбинации сигналов М, MHZ распределитель импульсов вырабатывает сигналы упра ления на тиристоры 2 и 2. Сигнал управления с тиристора 2 снимается в точке естественной коммутации он выключается и раскорачивает выход и 8 точника тока, при этом в якоре двигателя устанавливается ток положительной полярности. Двигатель разгоняется с постоянным ускорением, так как индуктивно-емкостный преобразователь автоматически поддерживает в якоре неизменное среднее значение выпрямленного тока. По мере разгона двигателя напряжение тахогенератора U. сравнивается по абсолютной величине cQ и при сигнале на выходе сумматора, равном ди УЗ - U Si Unopor (MJпорог напряжение чувствительности релейного элемента), релейный элемент переключается и вырабатывает сигнал Z 1. При поступлении сигнала Z 1 на вход логического распределителя, последний вырабатывает сигнал/ управления Wa,поступающий на тиристор 2 реверсора 2. С включением тиристора 2з источник тока закорачивается, а двигатель на выбеге тормозится. При &Uj iLUpQpor Двигатель получает очередную порцию энергии. Таким образом, включением и выключен нием тиристора 2 осуществляется стабилизация положительной скорости на уровне, определяемом задающим напряжением, посредством модуляции тока Якоря, среднее значение которого определяется приведенным моменто 4 инерции привода и статическим моментом на валу двигателя. При реверсе электропривода, т.е. по команде Пуск назад, устройство ввода-вывода вырабатывает сигналы О и N 1, при поступлении кото рых на вход распределителя 12 снимаются сигналы управления с тиристоров 2. и 2 2. реверсора 2 и подаются в точке естественной коммутации на тиристоры 2 d и 24.. 2з После включения диагонально противоположных тиристоров 2з и 2 реверсора 2, ток в якоре изменяет свою полярность, двигатель тормозится, а затем разгоняется в.обратном натфавлении до скорости, определяемой напряжением задания, когда привод . входит в режим стабилизации отрицательной скорости. Этот режим осу1Чествляется посредством подключения в трчках естественного открывания тиристора 2j( реверсора 2 аналогично стабилизации |юложительной скорости. По команде Стоп, например, при торможении с отрицательной скорости до нуля, на входе логического распределителя действуют сигналы М О N 0, К 0, 0. При наличии такой комбинации сиг налов распределителем подключаются тиристоры 2, и 2 реверсора 2 на участке спадания скорости до нуля. В якоре устанавливается ток противо положной (положительной) полярности который форсированно тормозит двига тель, и при достижении нулевой скорости на входе распределителя 12 на чинает действовать другая комбинаци сигналов , , , и Z О, которой соответствует режи короткого замыкания источника тока 2,. реверсора 2. тиристорами 2. и Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю, вход тиристорного преобразователя через трансфйрматор подключен к индуктивно-емкостному преобразователю, нуль-орган, релейный элемен г, вход которого соединен с выходом сумматора, к однопв входу последнего подключен источник эадаюS3щего, напряжения и блок ввода-вывода, а к другому - тахогенератор, вал которого, сочленен с валом электродвигателя, и датчик наличия и направления вращения, релейного элемента и блока ввода-вывода подключены ко входам логического распределителя, выходы которого подключены к согласующим элементам, отличаю- . щ и и с я тем, что, с целью упрощения электропривода, тиристорный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных выпрямителя, входом подключенного к трансформатору, и реверсора, выполненного на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, управляющие эпектроды Koropbfx подключены к выходам согласующих элементов, в диагональ мостовой схемы реверсора включена якорная обмотка электродвигателя, а к общим точкам выпрямителя и реверсора подключен вход нуль-органа, выход которого подключен к логическому распределителю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If 89189, кя. Н 02 Р 5/06, Т975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2756300, кл. Н 02 Р 5/Об, 1979.

r