Электропривод Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

ТТОллекторе в рассмотренном переходном ре) торможения с реверсом тока в обмотке возбуждения снижает срок службы двигателя, и в результате электропровода в целом.

Наиболее близким к пpeдлaгaeмo y является электропривод, содержащий электродвигатель Лостояпного тока, якорная обмотка которого подключена к нереверсивному тиристорному преобраз-ователю,вход которого через блок управления током якоря подключен к объединенным выходам выпрямителей, блок управления частотой вращения, один выход которого соединен с входом инверсного элемента, а другой через блок управления реверсом с одним из входов тиристорного реверсора, другой вход которого подключен к источнику питания обмотки возбуждения, а также источник, питания элементов управления L21.

Недостатком известного устройства является то, что в этом электроприводе имеет место большая крутизна нарастания тока якоря в начале процесса торможения, определяемая установленным уровнем токоограничения, т.е значением максимального напряжения на выходе блока управления частотой вращения, и быстродействием блока управления током якоря. Большая крутизна нарастания тока в якоре приводит к увеличению реактивной ЭДС в коммутирующей секции якоря двигателя и ухудшению условий коммутации на коллекторе. Следствием этого является повышенное искрение на коллекторе, прежде всего на больших частотах вращения при реверсе момента в переходном режиме с реверсом тока возбуждения.

Повьаиенное искрение на коллекторе сокращает срок службы исполнительного двигателя, а следовательно и всего электропривода.

Цель изобретения - увеличение срка службы электродвигателя и повышение надежности путем улучшения , условий коммутации на больших частотах вращения в переходных режимах.

Поставленная цель достигается, тем, что в устройство дополнительно введены два задатчика интенсивности два звена подзаряда и два ключа, прчем входы ключей соединены с блоком управления реверсом, а выходы - сооветственно со входами первого и второго задатчиков интенсивности, второй вход каждого из задатчиков интенсивности через звено подзаряда подключен к источнику питания элементов управления, третьи входы пер вого и второго залатчиков интенсивности подключены соответствено ко входу блока управления частотой вра цения и к инверсному элементу, а выход каждого из задатчиков интенсивности соединен со входом соответствукяцего выпрямителя.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг. 2электрические схемы конкретного исJ полнения задатчиков интенсивности с звеньями подзаряда и ключами.

Электропривод содержит блок 1 управления частотой вращения, к выходу которого подключены инверсный элемент 2 и вход задатчика 3 интенсивности, а к выходу инверсного элемента 2 - вход задатчика 4 интенсивности. Задатчики 3 и 4 содержат накопители 5 и 6 электрических зарядов соответственнб. Выход задатчика 3 подсоединен к входу выпрямителя 7, г выход задатуика 4 - к входу выпрямителя 8. Выпрямители 7 и 8 объединены по выходам и подключены к входу блока 9 управления током якоря, К накопителю электрических зарядов 5 задатчика 3 подсоединены выход звена 10 подзаряда и ключ 11, а к накопителю 6 электрических зарядов задатчика 4 - выход звена 12 подзаряда и

5 ключ 13. Входы звеньев 10 и 12 подключены к выходам источника 14 питания элемента управления, а входы ключей 11 и 13 - соответственно к двум выходам блока 15 управления реQ версом.Вход блока 15 управления реверсом подключен к выходу блока 1 управления частотой вращения, а третий выход - ко входу тиристорного реверсора 16.

, Выход блока 9 управления током якоря соединен с нереверсивным тиристорным преобразователем 17, подключенным к якорю двигателя 18, а выход .реверсора 16 подключен к обмотке возбуждения. Вход реверсора 16 соединен

0 с источником 19 питания обмотки возбуждения.

Задатчик 3 интенсивности выполнен в виде резистора 20 (фиг.2) включенного между блоком 1 управления частотой вращения и выпрямителем 7, и однополярного накопителя 5 электрических зарядов, состоящего из последовательно соединенных диода 21

0 и конденсатора 22. Задатчик 4 интенсивности выполнен в виде резистора 23, включенного между инверсныг элементом 2 и выпрямителем 8, и однополярного накопителя б электриf ческих зарядов, состоящего из последовательно соединенных диода 24 и конденсатора 25. Диод 21 подключен к точке соединения резистора 20 и выпрямителя 7, а диод 24 - к точке соединения резистора 23 и выпрямителя 8. Выпря№1тели 7 и 8 выполнены в виде двух диодов, подключенными одноименными электродами к входу блока 9 управления током якоря. Диоды 21 и 24 в точках подключения к резисторам 20 и 23 соединены с вып.; ямителями 7 и 8 также одноименньЦЛИ :а;шк7родами (на фит. 2 - анодами), а противополохсными электродами подключены соответственно к конденсато рам 22 и 25.Вторые выводы конденсат ров 22 и 25 соединены с общей точко схемы управления. Звено подзаряда 10 выполнено в виде резистора, подключенного одним выводом к точке соединения диода 21 и конденсатора 22. Звено подзаряда 12 также выполнено в виде резистора, подключенног одним выводом к точке соединения диода 24 и конденсатора 25, Вторые выводы резисторов звеньев подзаряда 10 и 12 соединены с выходом источника 14 питания элементов управления. Ключ 11 подключен параллельно конденсатору 22, а ключ 13 - параллельно конденсатору 25. Электропривод работает следующим образом. Выходное напряжение блока 1 управ ления частотой вращения поступает на вход блока 9 управления токок якоря через згщатчик 3 интенсивности выпрямитель 7 или через инверсный элемент 2, задатчик 4 интенсивности и выпрямитель 8 в зависимости от знака напряжения на выходе блока 1. В исходном состоянии электропривода ключи 11 и 13 замкнуты и шунтируют входы выпрямителей 7 и 8, при этом потенциалы конденсаторов 22 и 25 накопителей электрических зарядов 5 и 6 равны нулю. При включении электропривода н.а выходе блока 1 управления частотой вращения появляется напряжение положительной полярности При этом на входе блока 15 управления реверсом имеет гтесто напряжение при котором на ynpaвляfx ий вход реверсора 16 от блока 15 подается сигнал, обеспечива:ощий направление тока в обмотке возбу хдения двигателя 18 от источника 19, соответствующее заданному направлению вращения. Одновременно разЕлык&ется ключ 11 и начинается заряд конденсатора 22 и однополярного накопителя 5 электри ческих зарядов. Заряд конденсатора 22 осуществляется по цепи резистора 20 задатчика 3 и диода 21 накопителя 5 от блока 1 управления, а такхсе по цепи звена подзаряда 10 от источнику 14 питания с напряжением, большим максимального выходного напряхсения блока 1. Когда потенциал на конденсаторе 22 накопителя 5 станет рав ным выходному напряжению блока 1 управления (за вычетом падения на диоде 21 ),диод 21 накопителя 5 запи рается, и дальнейший заряд конденсатора 22 накопителя 5 осуществляется только по цепи звена подзаряда 10 от источника 14. Напряжение, формируемое на выходе задатчика интенсивности 3 в точке подключения диода 21 накопителя 5 к выпрямителю 7, через выпрямитель 7 поступает на вход блока 9 управления током якоря. Это напряжение определяет величину и крутизну нарастания тока в якоре двигателя 18, который питается от тиристорного преобразователя 17. Выходное напряжение преобразователя 17 определяется величиной напряжения управления на его входе, поступающего от блока 9 управления током якоря 9. После запирания диода 21 накопителя 5 электрические заряды от блока 1 в цепи накопителя 5 не поступают, и задатчик 3 интенсиности не оказывает влияния на характеристики электропривода. При торможении электропривода меняется полярность выходного напряжения блока 1 управления частотой вращения ,выпрямитель 7 запирается, и меняется полярность сигнала на входе блока 15 управления реверсом. Блок 15 осуществляет бестоковое переключение реверсора 16 и одновременно меняет сигналы на управляющих входах ключей 11 и 13. При этом ключ 11 замыкается, а ключ 13 размыкается. Происходит разряд конденсатора 22 на копителя 5, и начинается заряд конденсатора 25 по цепи резистора 23 задатчнка 4 и диода 24 накопителя 6 от блока 1 управления через инверсный элемент 2, а также по цепи звена подзаряда 12 от источника 14 питания . Когда потенциал на конденсаторе 25 накопителя 6 станет равным выходному напряжению инверсного элемента 2 (за вычетом падения напряжения на диоде 24 ) накопителя 6 запирается, и дальнейший заряд конденсатора 25 осуществляется только по цепи звена подзаряда 12 от источника 14. Напряжение, формируемое на выходе задатчика 4 интенсивности в точке подключения диода 24 накопителя 6 к однополупериодному выпрямителю 8, через выпрямитель 8 поступает на вход блока 9 управления током якоря и определяет величину и крутизну изменения тока в якоре двигателя 18. После запирания диода 24 накопителя 6 электрические заряды от инверсного элемента 2 в цепь накопителя 6 не поступают, и задатчик 4 интенсивности не оказывает влияния на работу электропривода. Ограничение крутизны нарастания тока в якоре двигателя 18 после изменения направления тока в обмотке возбуждения обеспечивается выбором постоянных времени цепей заряда и подзаряда конденсаторов 22 и 25 однополярных накопителей 5 и 6 задатчиков 3 и 4 интенсивности. Эти постоянные времени выбираются так, чтобы при максим 1льном напряжении на выходе блока 1 управления частотой вращения обеспечить необходимое ограничение крутизны нарастания тока в якоре двигателя 18 в процессе нарастания тока возбуждения. Звенья подзаряда ю и 12 устраняют влияние задатчиков 3 и 4 интенсивности на работу электропривода в установвившемся режиме и в переходных процессах, не связанных с изменение I знака момента двигателя 18, иэти звенья уменьшают время действия задатчиков интенсивности и увеличиваю крутизну нарастания напряжения на входе блока 9 после реверса тока в обмотке возбуждения при малых значе ниях напряжения на выходе блока , В результате уменьшается влияние задатчиков 3 и 4 интенсивности на крутизну нарастания при малых значе ниях токов в-якоре двигателя 18. Таким образом, в предлагаемом электроприводе осуществлено огранич ние крутизны нарастания тока в якор при малых значениях тока возбуждени в переходном процессе после изменен направления тока в обмотке возбужде ния. Следствием уменьшения крутизны нарастания тока в якоре является уменьшение величины реактивной ЭДС в коммутирующей секции якоря двигателя и улучшение условий коммутации на его коллекторе. Это приводит к уменьшению степени искрения на коллекторе двигателя в переходных режи мах с реверсом тока возбуждения пре де всего при торможении на высоких частотах вргццения. Формула изобретения Электропривод , содержащий электр двигатель йостояиного тока, якорная обмотка которого подключена к нербверсивному тиристорному преобразоваг телю, вход которого через блок управления током якоря подключен к объединенным выходам выпрямителей, блок управления частотой врс1щения,один выход которого соединен с входом инверсного элемента,а другой - через блок управления реверсом с одним из входов тиристорного реверсора, другой вход которого подключен к источнику питания обмотки возбуждения, а также источник питания элементов управления, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы электродвигателя и повышения надежности путем улучшения условий коммутации на больших частотах вращения, в него дополнительно введены два задатчика интенсивности, два звена подзаряда и два ключа, причем входы ключей соединены с блоком управления реверсом, а выходы - соответственно со входами первого и второго задатчиков интенсивности, второй вход каждого из задатчиков интенсивности через звено подзаряда подключен к источнику питания элементов управления, третьи входы первого и второго задатчиков интенсивности подключены соответственно ко входу блока управления частотой вращения и к .инверсному- элементу, а выход каждого из йадатчиков интенпивности соединен со входом соответствующего выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 592001, кл. Н 02 Р 5/06, 1978. 2.Андреев Г.И, Босинон М.А., Кондриков А.И. Электроприводы главного движения металлообрабатывающих станков с ЧПУ.М., Машиностроение. 1980, с. 98-107.

ГГ--

/7

TLT

N