Электропривод постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/16 

(5) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электроприводах металлорежущих станков, станков с ЧПУ и других механизмов.

Известен электропривод постоянного Тока, содержащий задатчик интенсивности, регулятор частоты вращения, регулятор тока, регулятор напряжения, тиристорный преобразователь, двигатель, тахогенератор, индикатор нуля задания, воздействующий на ключи в цепях обратной связи регулятора частоты вращения и регулятора тока в момент времени, когда сигнал задания и частота вращения равны нулю С11. . - ,

Недостатки известного электропривода - отсутствие блокировки импульсов управления тиристорами при включении схемы, что приводит к повороту вала двигателя, а также.отсутствие уменьшения коэффициентов усиления регуляторов в момент включения привода при сигнале задания, не равном нулю, что также ведет к первоначальному рывку вала двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является „ электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к усилителю мощности, пороговый элемент, соединенный с датчиком тока в цепи

10 якоря электродвигателя, два управляемых кл,юча, цепи управления которых подключены к выходу порогового элемента, широтно.-импульсный модулятор с зоной нечувствительности,

15 выходы которого подключены к формирователям управляющих импульсов, одни непосредственно, другие - через управляемые ключи, а вход широтноимпульсного модулятора подключен к

20 регулятору частоты вращения 12.

Недостатком данного электропривода является наличие поворота вала двигателя в момент включения схемы.

что не позволяет обеспечить точность регулирования.

Цель изобретения - повышение точноЬти регулярования.

Поставленная цель достигается тем что в электропривод постоянного тока дополнительно введены блок сравнения и тахогенератор сочлененный с валом электродвигателя и подключенный к блоку сравнения, выход которого подключен к ругулятору частоты вращения,, цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и третьего управляемого ключа, включенная между выходом и инверсным , входом регулятора частоты вращения, цепь управления введенного ключа подключена к выходу порогового элемента, элемент временной задержки, вход которого подключен к источнику питания, а выход - к входу порогового элемента.

В момент включения схемы пороговый элемент блокирует входы двух формирователей управляющих импульсов тиристоров и одновременно воздействует на управляемый ключ, подклю4ающий резистор между выходом и инверсным входом регулятора частоты вращения на время, задаваемое элементом временной задержки. «

Подключение резистора между выходом и инверсным входом регулятора частоты вращения позволяет избежать рывка вала двигателя при снятии блокировки при сигнале задания, отлич-. ном от нуля.

На фиг. 1 изображена структурная схема электропривода; на фиг. 2 пример выполнения элемента временной задержки. .

Электропривод постоянного тока содержит последовательно соединенные узел 1 сравнения-, регулятор 2 частоты вращения, между выходом и инверсным входом которого включена последовательная цепь из резистора 3 и управляемого ключа ;, широтно-импульсный модулятор 5 с зоной нечувствительности, соединенный с входами формирователей 6 и 7 управляющих импульсов тиристоров и через управляемые ключи 8 и 9 с входами формирователей 10 и 11 управляющих импульсов тиристоров. Выходы формирователей 6, 7, 10 и 11 управляющих импульсов тиристоров подключены к усилителю 12 мощности с поочередной коммутациейсодержащей четыре тиристора, включенные по мостовой схеме, четыре обратных диода и устройство искусственной коммутации тиристоров.

К импульсному усилителю 12 мощности подключен якорь двигателя 13 постоянного тока. Тахогенератор 14, связанный с валом двигателя 13, своим выходом подключен к узлу 1 сравнения. Датчик 15 якорного тока включен в цепь якоря двигателя 13 и своим выходом подключен к входу порогового элемента 16, выход которого соединен с управляемыми ключами 4, 8 и 9. К другому входу порогового элемента подключен выход элемента 17 временной задержки, вход которого соединен с источником питания. Резистор 18 элемента 17 временной задержки включен между источником питания и входом порогового элемента 16.

Ключ 19, цепь управления которой соединена с источником питания, и конденсатор 20 подключены параллельно входу порогового элемента 1б.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питания схемы управления пороговый элемент 1б находится в исходном состоянии и ключи 8 и 9 разомкнуты, а ключ 4 замкнут. Элемент 17 временной задержки формирует фиксированный интервал времени, в течение которого пороговый элемент 16 находится в исходном состоянии. Это время выбирается достаточным, чтобы при его истечении закончились переходные процессы в регуляторе 2 частоты вращения и широтноимпульсном модуляторе 5 с зоной нечувствительности. Формирователи 6 и 7 управляющих импульсов тиристоров включены между широтно-импульсным модулятором 5, и усилителем.12 мощности. При размыкании ключей 8 и 9 формирователи 10 и 11 управляющих импульсов тиристоров отключаются от широтно-импульсного модулятора 5 с зоной нечувствительности. Следователно, на два тиристора различных диагоналей Мостового тиристорного усилителя 12 мощности импульсы не поступают что достаточно для отключения якоря двигателя 13 от источника питания. Поворот вала двигателя 13 исключен, сопротивление резистора 3 выбирается достаточно малым, чтобы даже при наличии напряжения задания, соответствующего малым и средним частотам вращения, выходное напряжение не превышало, зону нечувствительности широтно-импульсного модулятора 5 При срабатывании порогового элел мента 16 ключи 8 и 9 замыкаются, а ключ размыкается. Так как сигнал на выходе регулятора 2 частоты вращения в момент замыкания системы автоматического регулирования меньше зоны нечувствительности широтноимпульсного модулятора 5 при напряжении задания, соотв.етствующем малым и средним частотами вращения, то происходит плавный пуск двигателя .13 без первоначального рывка вала, недоп устимого в системах, копирования и слежения. При разгоне напряжение с тахогенератора 1 поступает на узел 1 сравнения, где суммируется с напряжением задания. При напряжении задания, соответствующем высоким частотам вращения, фактический смысл первоначального рывка теряется, так как происходит интенсивный разгон двигателя 13. Пороговый элемент 16 срабатывает также при сигнале токоограничения, . поступающем с датчика 15 якорного то ка. При этом срабатывают ключи Ц, 8 и 9. Подключение резистора 3 между выходом и инверсным входом регулятора 2 частоты вращения в этом режиме не оказывает влияния на динамический процесс, так как регулятор 2 частоты вращения работает в зоне больших сиг налов (режим насыщения) . При cpa6aiтывании ключей 8 и 9 импульсы управления поступают только на один из тиристоров работающей диагонали. Якорь двигателя 13 оказывается отклю ченным от источника питания, в результате чего отсутствует режим противовключения. В результате чередования режимов динамического и рекупе ративного торможения происходит огра ничение тока якоря двигателя 13. При отключении схемы управления и быстром повторном включении процес блокировки повторяется, так как поро говый элемент 16 находится в исходном состоянии благодаря специальной схеме элемента 17 с временной задерж кой . При подаче на вход напряжения питания ключ 19. разомкнут и сигнал управления пороговым элементом 16 формируется в течение некоторого промежутка времени, регулируемого резистором 18 и конденсатором 20. При исчезновении напряжения питания ключ 19 замыкается и конденсатор 20 мгновенно разряжается, В результате чего пороговый элемент 16 мгновенно переходит в исходное состояние и подготовлен к последующему включению схемы. Таким образом, при использовании предлагаемого устройства повышается точность регулирования, а именно, исключается поворот вала при включении схемы, исключается первоначальный рывок двигателя по истечении времени блокировки при напряжении задания, соответствующего малым и средним частотам вращения, а также-происходит срабатывание блокировки при исчезновении и повторном появлении питания через короткий интервал времени. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к усилителю мощности, пороговый элемент, соединенный с датчиком тока в цепи якоря электродвигателя, два управляемых ключа, цепи управления которых подключены к выходу порогового элемента, широтно-импульсный модулятор с зоной нечувствительности, выходы которого подключены к формирователям управляющих импульсов, одни - непосредственно, другие - через управляемые ключи, а вход широтно-импульсного модулятора подключен к регулятору частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены узел сравнения и тахогенератор, сочлененный с валом электродвигателя и подключенный к .узлу сравнения, выход которого подключен к регулятору частоты вращения, цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и третьего управляемого ключа, включенная между выходом и инверсным входом регулятора частоты вращения, цепь управления.введенного ключа подключена к выходу порогового элемента, элемент временной задержки, вход которого подключен к источнику питания, а выход - к входу порогового элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сложаноеский О,В, и др. Унифицированные системы управления элект