Устройство для регулирования скорости электродвигателей Советский патент 1982 года по МПК H02P7/68 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в миогодвигательном электроприводе с электродвигателями постоянного тока, питаемыми от сети переменного тойа через управляемый выпрямитель.

Известно устройство для управления вентильным многодвигательным электроприводом, в котором питание якорных цепей электродвигателей постоян- ,д ноге тока импульсным напряжением осуществляется через индивидуальные для каждого двигателя тиристоры, включенные на,выход общего для всех электродвигателей тиристорного базового j выпрямителя 1.

В этом устройстве частота импульсов строго определе1ча и равна произведению частоты напояжения питающей сети на число фаз выпрямления, а ре- 20 гулирование скорости электродвигателей осуществляется путем изменения фазового угла открывания тиристоров базового выпрямителя (общее регулирование скорости всех электродвигателей одновременно -или индивидуальных тиристоров (регулирование скорости каждого электродвигателя отдельн.о).

Недостатком этого устройства для импульсного регулирования является снижение энергетических показателей (в частности коэффициента мощности и КПД) по мере .увеличения фазового угла открывания тиристоров, а также малое быстродействие, присущее всем системам фазового управления.

Наиболее близким по. технической сущности является устройство для регулирования скорости двигателей постоянного тока, содержащее управляемый выпрямитель с узлом принудительной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр и через управляемые вентили якорные обмотки электродвигателей с подключенными параллельно диодами, выход потенциометра подключен к первому входу блока управления узла принудительной 3945 коммутации, элементы задержки импульсое по числу электродвигателей, выход каждого из которых подключен к управляющему электроду соответствующего управляемого вентиля, генератор импульсов, выход которого подключен к входу каждого элемента задержки импульсов и к управляющему входу управляемого выпрямителя 2J. Недостатком этого устройства являются низкие функциональные возможности, заключающиеся в отсутствии средств, позволяющих раздельно регулировать скорость электродвигателей при регулировании устройством несколь ких электродвигателей. Цель изобретения - расширение функциоиальных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены амплитудный детектор с числом входов, равным числу электродвигателей, и элементы сравнения, выходы каждого из которых подключены к управляющему входу соответствующего элемента задержки импульсов, а первые входы элементов сравнения объединены с соответ ствующими входами амплитудного детектора и подключены к источнику управл ющего напряжения, выход амплитбудного детектора подключен к второму входу блока управления узла принудительной коммутации и к вторым входам элементов сравнения . На фиг. 1 показана структурная сх ма устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжения на выходе выпрямителя и на якорях электродвигателей. Устройство для регулирования скорости электродвигателей содержит управляемый выпрямитель 1 с узлом 2 пр нудительной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр 3, и через управляемые вентили 4,5 и 6 - якорные обмотки электродвигателей 7 8 и 9 с подключенными параллельно диодами 10, 11 и 12, выход потенциометра 3 подключен к первому входу бл ка 13 управления узла 2 принудительной коммутации, элементы 14, 15 и 16 задержки импульсов, генератор 17 импульсов, амплитудный детектор 18 и элементы 19, 20 и 21 сравнения, выходы каждого из которых подключены к управляющему входу соответствующего элемента 1-), 15 и 16 задержки импуль сов. 4 Узел 2 осуществляет принудительную коммутацию управляемого выпрямителя 1 по командам, получаемым от блока 13, на вход которого подается напряжение с потенциометра 3 и амплитудного детектора 18. Управляющие напряжения U , U. Uj , определяющие величину напряжений Ug , Ug, Ug, U на выходе выпрямителя 1 и на зажимах якорей электродвигателей 7. 8 и 9 соответственно подаются на входы амплитудного детектора 18 и на первые входы элементов 19, 20 и 21 сравнения управляющих напряжений., а на вторые входы последних- напряжение..и« с выхода амплитудного детектора 18. Сигналы с выходов элементов 19 20 и 21 подаются на управляющие входы соответствующих элементов задержки импульсов 14, 15 и 16. Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов 17 (фиг. 1) генерирует короткие импульсы в моменты времени (фиг. 2) tp, tp , to,..., , -о j o Частота этих импульсов fn (fj - to)- (to -t )... ( - t,-) постоянна в несколько раз превышает частоту пульсаций выпрямленного напряжения f Гй обусловленную частотой напряжения питающей сети и схемой выпрямления. 8 моменты времени t, t , t ,..., . ...,. импульсь генератора 17 подаются на управляющие входы управляемого выпрямителя 1 и на входы элементов14, 15 и 16 задержки. При этом в управляемом выпрямителе 1 открывается тот из вентилей, на аноде которого в данный момент наибольшее мгновенное напряжение сети. При открывании любого управляемого вентиля выпрямленное напряжение и„ соответствующей фазы сети А, В, С прикладывается к потенциометру 3, а некоторая часть этого напряжения кир,где К 5- 1 - коэффициент пропорциональности, с потенциометра 3 подается на первый вход блока 13 управ- . ления узлом 2 принудительной коммутации. Блок 13 управления узлом 2 принудительной коммутации вентилей рсуще ствляет сравнение управляющего напряжения и, с вольтсекунднын интегралом напряжения KUn и в моменты време«- «- «.ч. ни t, t t. л, Ч. и„ подает управляющие импульсы на вход узла 2 принудительной коммутации управляемого выпрямителя 1, осуществля принудительное закрывание вентилей выпрямителя. При работе выпрямителя 1 напряжение Ug на его выходе имеет форму, пр веденную на фиг. 2. Импульсное напряжение U, среднее значение которого за период равно 1%Р , подается при открывании управля емых вентилей 4, 5 и на якорные об мотки электродвигателей 7, 8 и 9 постоянного тока. Амплитудный детектор 18 выделяет из поданных на его входы управля1ощих напряжений, и , U,,2, и,з наибольшее и выдает его на выходе в. виде напряжения Uy. Последнее подается на вход блока 13 управления узлом 2 принудительной коммутации и на вторые входы элементов 19, 20 и 21 сравнения управляющих напряжений. V. Примем. ДЛЯ примера, что U« , Uy, . В этом случае получим и., Uv,. Уто напряжение и определяет величину выпрямленного напряжения U, (фиг. 2а). В элементах 19 20 и 21 сравнения осуществляется вычитание управляющих напряжений U, U из напряжения и. При принятом условии Uy Uy на выходах элементов 1;, 20 и 21 сравнения имеем следующие разности напряжений: и - AUyi Uy - ли,, Uv - U, ; c.Uy 0 AUy2 ДЦул . Поскольку на управляющем входе эл мента 1 задержки напряжение ; О этот элемент передает входной импульс без задержки, управляемый вентиль открывается одновременно с управляемым выпрямителем 1 и к якорной обмотке электродвигателя 7 прикладывается напряжение , Up, форма которого приведена на фиг. 26. На вход элемента 15 задержки подается напряжение uUyj. О, поэтому им пульс генератора 17 задерживается на время О (фиг. 2в), управляемый вентиль 5 открывается на время tji позже вентиля 4, и на якорную обмотку электродвигателя 8 подается . напряжение Hjj. , форма которого приведена на фиг. 2в. . Элемент 16 задерживает импульс на время, ta, 7 , поскольку на его вход подано напряжение ди%,,7 поэтому на якорную обмотку электродвигателя Э подается напряжение U(3, UgiJ имеющее форму, приведенную на фиг. 2г. Если в процессе работы электропривода наибольшим станет напряжение и или Uy, в этом случае именно эти напряжения выделяются амплитудным детектором 18 и соответственно элементы 15 или 16 передают импульсы без задержки. Управляющиенапряжения Uy., Uyj и. U./j, в устройстве представляют собой разности соответствующих задающих напряжений и напряжений обратных связей (на фиг. 1 не показаны), поэтому устройство может работать и при наличии в электроприводе обратных связей. Предлагаемое устройство для регули-. рования скорости электродвигателей постоянного тока позволяет обеспечить индивидуальное регулирование скорости каждого электродвигателя, что расширит функциональные возможности многодви гательного электропривода в целом. Формула изобретения Устройство для регулирования скорости электродвигателей постоянного тока, содержащее управляемый выпрямитель, с узлом принудительной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр и через управляемые, вентили - якорные обмотки электродвигателем с подключенными параллельно диодами, выход потенциометра подключен к первому входу блока управления узла принудительной коммутации, элементы задержки импульсов по числу электродвигателей, выход каждого из которых подключен к управляющему электроду соответствующего управляемого вентиля, генератор импульсов, выход которого подключен к входу каждого элемента задержки импульсов и к управляющему входу управляемоговыпрямителя, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможно стей,, в него дополнительно введены . амплитудный детектор с числом входов фавным числу электродвигателей, и элементы сравнения, выходы каждого из которых подключены к управляющему входу соответствующего элемента задержки импульсов, а первые входы элементов сравнения объединены с соответствующими входами амплитудного детектора и подключены к источнику управляющего напряжения, выход амплитудного детектора подключен к второму входу блока управления узла принуди9Лтельной коммутации и к вторым входам элементов сравнения. Источники информации, принятые -во внимание при экспертизе 1,Автооское свидетельство СССР ff 672717, кл. Н 02 Р 7/68, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке.№ 27961А8/24-07, кл.. Н 02 Р 7/68, 1980.