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

395 элементов И второго распределитепя с вторым выходом этого преобразователя выходы элементов И первого распределители связаны с соответствующими по фазе напряжения пита1гая тиристоракли катодной группы, а выходы элементов И второго распределителя - с тиристорами анодной группы. Распределение импульсов управления осуществляется с помощью подаваемых на другие входы элементов И распределителей стробируюЛ1ЮС импульсов щириной около 120 эл. град 1 . Недостатками этого технического решения являются невысокие энергетические характеристики привода из-за необходимости запаса по напряжению пиfaния тиристорного вьшрямителя вследствие ог раниченности диапазона изменения углов управления тиристорами, а также пониже ная надежность привода, обусловленная ВОЗМОЖНОСТЬЮ прорыва инвертора при значительном снижении напряжения сети за счет возможного исчезновения импульсов управления тиристорами при рез ком выходе привода из режима ntyiTopмаживания. Кроме того, в электропривод невозможно предельных динамических характеристик прежде всего полосы пропускания при значительных ЭДС двигателя, наличия зоны нечувствительности по управлению, определяемой величиной ЭДС. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная, обмотка которого подключена к тирксторному вьшрямителю с катодной и анодной группами, датчик частоты вращения, жестко связан ный с валом электродвигателя, регулято соединенный с выходом датчика частоты вращения, систему импульсно-фазовохо управления, включающую в себя одноханальный аналого-импульсный преобразователь с двумя аналоговыми и двумя импульсными входами и двумя выходами гп-фазный источник синхронизирующего напряжения, элементы сравнения по числ тиристоров вьшрямителя в каждой групп причем первый вход i -го элемента соединен с 1-ым выходом т-Ц)азного источника синхронизирующего напряжения, фазо-имзтульсный детектор, каждый i -ы Вход которого подключен к выходу i -го элемента сравнения, два формирователя синхронизирующих импульсов, выходы которых соединены с импульсными входами аналого-импульсного преобразова4еля, а также согласующего элемента, ход которого подключен к датчику ЭДС, а выход - к вторым входам элементов равнешта системы импутшсно-фазового упра1Утения, первый и второй однополупериодные вьтрямители с входами, третий и четвертый однополупери- од1Еые вьтрям1тгели с инверсными входами и два распределителя икотульсов, каждый из которых составлен из элементов И, по числу тиристоров вьшрямителя в каждой группе, при этом входы первого и третьего однополупериодньгх выпрямителей подключены к выходу регулятопа, выходы первого и второго однополуперидных вьтрямителей подключены к ОДНОМУ аналоговому входу, и выходы третьего и четвертого вьтрямителей, - к другому аналоговому входу аналого-импульсного преобразователя, выходы элементов И первого распределителя импульсов связаны с соответствующими тиристорами катодной группьГ, а Выходы элементов И второго распределителя - с соответствую щими тиристорами анодной группы Г2 . Недостатками этого технического рещения являются пониженные энергетические и х .инамические харакггеристики в электроприводе с щестифазным (трехфазным мостовым) тиристорным вьшрямителем из-за недоиспользования выпрямителя по углу управления, а также ограниченность технологических возможностей электропривода вследствие ограничения максимального угла управления тиристорами при инвертировании в зависимости от ЭДС двигателя, что не позволяет осушествлять режим торможения с малы« ми значениями тока якоря при больших значениях ЭДС. Пониженные энергетические и динамические характеристики электропривода обусловлены тем, что диапазон изменения фазы импульсов на выходе аналого-импульсного преобразователя, отсчитываемой от фазы синхронизирующих импульсов, для щестифазного тиристорного выпрямителя составляет не более 6О эл. град., 8 диапазон изменения фазы синхронизирующих импульсов ограничен значением, соответствующим ЭДС двигателя. Цель изобретения - улучщение энергетических и динамических характеристик электропривода. Поставленная цель Достигается тем, что в электропривод дополнительно введены датчик тока якоря, звено зависимого от тока якоря ограничения максимальных углов открытия тиристоров, вьтолненное с -двумя выходакш, согласующий элемент вьшолнен в виде двухвходового сумматора, и выход регулятора подсоединен к второму входу согласующего элемента, а также введен блок ограниче ния фазы синхронизирующих и шyльcoв, выполненный с аналоговыми и импульсными входами и прямыми и инвepcньnvIИ выходами, при этом аналоговые входь блока ограничения фазы синхроннзирзпющих импульсов подключены к нечетным выходам источника синхронизирующего напряжения, а импульсные входы - к выходам фазош тульсного детектора. входы одного формирователя синхронизирующих импульсов соединены с прямыми, а входы второго - с инверсными вькодамн блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, второй и третий входы i-rc элемента И первого распределителя импульсов соединены соответственно, с i-ым прямым и ( i -1)-ым инверсным выходами блока ограничения фазк синхронизирующих импульсов, а второй и третий Входы i-го элемента И второго распреде лителя импульсов соединены, соответстве но, с л-ым инверсным и (1-1)-ым прямы выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов,. выход Д0Тт чика ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика тока - к второму входу звена зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров, первый и второй выходы которого подсоединены, соответственно, к входам второго и четвертого однополупериодных вьшрямителей, где i-порядковый номер элементов, связанных с одной и той же фазой источника питания .тиристорного вьтрямителя- при npsiMOM порядке следования фаз. Блок ограничения фазы синхронизирую щих импульсов содержит три компаратора с прямыми и инверсными выходами, входы которых образуют аналоговые входы блока ограничения фазы синхронизируюших импульсов, первую группу из шести двухвходовых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов, вторУХ) группу из щести двухвходовых элементов И-НЕ, первый вход каждого i -го элемента которых соединен с i -ым инверсным выходом фазоимпульсного детектора и образует -ый импульсный вход блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, и щести схем И с прямым и инверсным выходами, о азуюшими выходы блока ограничения фазы сйнхронизирующ 1Х импульсов, при этом выход -го элемента И-НЕ первой группы подключен к второму входу (1-3)-го элемента И-НЕ второй группы и второму входу i -ой схемы И, первый вход которой подключен к выходу i -го элемента И-НЕ второй группы, при этом входы i-ro элемента И-НЕ первой группы с нечетным порядковым номером (, 3, 5) подключены к прямым, а входы i-ro элемента И-НЕ этой .группы с четным, порядковым номером (, 4, 6) - к инверсным выходам двух компараторов, входы которых соединены с ()-ым и (i-4)-ым нечетными выходами источника синхронизирующего напряжения. Звено зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров выполнено в виде двух диодов и двух резисторов, при этом одни разноименные электроды соответственно первого и второго диодов объединены и подк выходу датчика тока якоря, ключены другие разноимеинью электроды этих диодов офазуют выходы звена и соедийены соответственно с входами второго и четвертого однополупериодных выпрякпггелей и через резисторы подключены к выходу датчика ЭДС. На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода постоянного тока7 на фиг. 2-4 - примеры конкретной реализации звена зависимого от тока якоря ограничения максимального утла открытия тиристоров, фop /rиpoвaтeля синхронизирующих импульсов, и аналого-импутшсного преобразователя соответственно. Электропривод содержит электродвигатель 1, тиристорный вьшрямитель 2 с катодной и анодной г Зуппами 3 и 4, Датчик 5 частоты вращения, жестко связанный с валом электродвигателя 1, датчик 6 ЭДС электродвигателя 1, регулятор 7, соединенный с выходом датчика 5 частоты вращения, систему импульснофазового управления, состоящую из одноканального аналого импульсного преобразователя 8 с двумя аналоговыми и двумя импульсньп га входами и двумя выходами, m-фазный источник 9 синхронизирующего напряжения, элементы 1О сравнения по числу тиристоров вьшрямителя 2 в каждой группе 3 и 4, причем первый вход -i -го элемешга 10 соединен с i -ым выходом m-фазного источника 9 синхронизирующего напряжения, фазоимпульсный детектор 11, каждый i-ый входкоторого подключен к выходу i -го элемента 10 сравнения, формирователи 12 и 13 синхро шзирующих импутшсов, выходы ; . .7959 которых соединены с импульсными вхо- дами аналого-импульсного преобразоватьля 8, согласующий элемент 14, вход которого подключен к датчику 6 ЭДС, а выход - к вторым входам элементов 10 сравнения ср9темь1 импульсно-фазового управления, однополупериодные выпрямители 15 и 16 с прямыми входами, однополупериодные выпрямители 17 к 18 с инверсными входами, даа распределителя 19 и 2О импульсов, каждый из которых составлен из элементов И по : числу тиристоров выпрямителя 2 в каждой грухше 3 и 4, при этом входы однополупериодных вьшрямителей 15 и 17 подключены к выходу регулятора 7, выходы однополупериодных в трямителЬй 15 и 16 подключены к одному, аналоговому входу, и выходы однополупериодных выпрямителей 17 и 18 - к другому аналоговому входу анапого-импульсного преобрааователя 8, выходы элементов И распределнтеля 19 импутяьсов связаны с соответствуюошми тиристорами катодной группы 3, а выходы элементов И распределителя 2О импульсов - с соответствующими тиристорами анодной группы 4, блок 21 ограничения фазы синхронизирующих импульсов, датчик 22 тока якоря, звено 23 зависимого от тока якоря ограничения максимальных углов открытия тиристоров, согласующий элемент 14 вьшолнен с двумя вхо дами и выход регулятора 7 подсоединен к ;второму входу согласующего элемента 14 блок 21 выполнен с аналоговыми и импульсными входами , и прямыми и инВерсвзмми выходами, при этом аналоговые .входы блока 21 пошопочены к нечетным выходам источника 9, а импульсные входы - к выходам фазоимпульсного детектора 11, входы формирователя 12 соединены с прямыми, а входы формирователя 13 - с инверсными выходами блока 21, второй и третий входы i-ro элемента И распределителя 19 соединены соответственно с Н-ым прямым и ()-ым инверсным выходами блока 21, а второй и третий входы i -го элемента И распределителя 2О соединены соответственно с i-ым инверсным и (1-1)-ым прямым выходами блока 21, выход датчика

6 ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика 22 г тока - к второму входу звена 23, первый и второй выходы KOTOpt ro подсоединены соответствен но к входам однополупериодных вьшрями.тетей 16 и 18.

Блок 21 содеряогг компараторы 24 с Прямыми и инверсными выходами, входы

а ьыход элемента ИЛИ соединен с вторым импульсным входом преобразоватег ля 8.

Аналого-импульсный преобразователь 8 содержит (фиг. 4) два интегратора 39 и 40. Интеграторы 39 и 40 выполнены на интегральных усилителях 41 и 42 и имеют по три входа. Первый вход 8 которых образуют аналоговые входы блока 21, группу 25 из шести двухвходовых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов 24, группу 26 из шести двухвходовых элементов И-НЕ, первый вход каждого i -го элемента которой соединен с i -ым инверсным выходом фазоимпульсного детектора 11 и образует i -ый импульсный вход блока 21, группу 27 из шести схем И с прямым и инверсным выходами, образующими выходы блока 21, при этом выход i -го элемента И-НЕ группы 25 подключен к второму входу (i-3)-rp элемента И-НЕ группы 26 и второму входу i -ои схемы И группы 27, первый вход которой подключен к выходу 1 -го элемента И-НЕ группы 26, при этом входы i-го элемелта И-НЕ группы 25 с нечетным погрядковым номером (, 3, 5) подкшочены к прямым, а входы .л -го элемента И-НЕ этой группы с четным порядковым номером (, 4, 6) - к инверсным выходам двух компараторов 21, входы которых соединены с (1-2)-ым и (1-4)-ым нечетными выходами источника 9. Звено 23. (фиг. 2) содержит диоды 28 и 29 и резисторы 30 и 31, при этом одни разноименные электроды диодов 28 и 29 объединены и подключены к выходу датчика 22 тока якоря, другие разноименные электроды этих диодов образуют выходы звена 23, соединены соответственно с выходам1 выпрямителей 16 и 18 и через резисторы ЗО и 31 подключены к выходу датчика 6 ЭДС. Формирователь 13 синхронизирующих импульсов (фиг. 3) содержит шесть дифференцирующйх Ммпулзьсв§, выполненных на Р -С цепочках 32-37, выходы которых подключены к входам щестквходового элемента ИЛИ 38. Входы этих цепочек соединены с инверсными выходами блока 21 ограничения фазы (фиг. 1), а выход элемента ИЛИ 38 соединен с первым импульсным входом преобразователя 8 (фиг. 1). Аналогичным образом выпол:нен формирователь синхронизирукадих импульсов 12, входы дифферендирующих . элементов которого соединены с прямыми . выходами блока 21 ограничения фазы. Г){) интетратора ЗГ образует nefisjbifi аналоговый вход п 1еобразователя Я и подсоединон к выходам одиополупсриодных выпрямителей 17 и 18, а второй вход этого интегратора обрчоует первый импульсный вход преобразователя 8 и подсоединен к ВЫХОДУ формирователя 13 синхронизирующих импульсов. Первый вход интегратора -Ю образует второй аналоговый вход преобразователя 8 и нодключен к выходам однополупериодных выпрямителей 15 и 16, а второй вход этого интегратора образует второй импульсный вход преобразователя 8 и подклктчен к выходу форммровате;и ,12 синхро1шзирую1иих импульсов. 1ретьи входы интеграторов 20 и 40 подключены к источникам смещения соответствен но 1 с 7 Последовательно соединен ные диод 13 и резистор 14 образук/г цепь однонаправленной положительной обратной связи усилителя 41 интегратор 39, при этом диод 13 подключен катодом к прямому входу, а резистор 44 к выходу усшштеля 41. Последовательно соединенные диод 45 и резистор 46 обр зуют цепь однонаправленной положительной обратной связи усилителя 42 интегратора 40, причем диод 45 подключен катодом к прямому входу, а резистор 46- к выходу усилителя 42. Выход интегратора 30 подключен к входу дифг11ере1ширукщего элемента 47, вьшолненног в виде R-С цепочки, а выход элемента 47образует первый выход преобразователя 8 и соединен с входами элементов И распределителя 19 импульсов. Выход инегратора 4О подютючен к входу диф(|1е ренцирующего элемента 48, выполненного также в виде R -С цепочки, а выход элемента 4 8 образует второй выход пре офазователя 8 и соединен с входами элементов И распределителя 2 О импульсов. Электропривод работает следукшим образом. При пуске элеютропривода направление врашентгя вала электродвигателя 1 и, следовательно, выбор работающей груп пы 3 или 1 тиристоров вьmpя ЛIтeля 2 осущестгшяется в соответствии с полярнос;тьт) сигнала управления на выходеретуллтогш 7. При одной полярности этого сигнале проводит однополупериодный выпрямитель 15с входом, при другой - бднополупериодный вьпгрямктель 17с инверсирлм входом. Напряжение управлоняя от вьшрямителей 15 или 17 ft10 поступает на первый или второй аналоговые входы преобразовите;ы 8j образуемые аналогов111м входом ёоответственно интеграторов 39 и 40 (фиг. 4). Каждый из этих интеграторов представляет гобой одноканпльный преобразовате.пь напряжения управления в и тульсы, фаза которых относительно фазы форктароиания синхронизирукэщнх импульсов определяется величиной напряжения управле шя. Синхронизирующие иктпуяьсы от формирователей 13 и 12 поступают на tiNmyjaaCHbie входы соответстпукяних ит1тограторов 39 и 40. При этом по д;ште.ггьности С1Шхронизирушиие иктул1 сы имекП- положительную полярность и попокугс я соответственно на инворк-.ШзЮ входы усилителей 41 и 42, па которые нсх.тупактг также напряжения управле1гая и напряжение смещения (с ( и иалишн синхротш- зирующего импульса нап яжойие на выходе, например интеграторп 39 скачком становится отрт1ателып: 1К1 и рапным напряжению насыще1шя угишггеля 41. Напряже1ше управлетш и нси-ряжение U(имеют отрицательную полярность и в п омежутке между синхрошкпфующими имnynbcat m напряжение на выходе интегратора 39 уменьщается по ве7П1чине. При переходе этого напряжения через нулевое значение вступает в действие однонаправленная по::ожт1тельная обратная связь, вьшолненная на резисторе 44 и диоде 43, подключенном катодом к прямому входу усилителя 11. В результате напряжение на выходе интегратора 39 скачком становится paBHbnvi напряжению насыщешш усилителя 41 положительной полярности. Образующийся на выходе уси литёля 41 импульс поступает на вход диф()еренцирующего элемента 47, вьтолненного на R -С цепочке, выход которого образует первый выход преобразователя 8. Напряжение смещения определяет начальную фпзу импульсов управления на выходе преобразователя 8 при нулевом, значении напряжения управления, соответствующую концу интервала между синхронизирующими импульсами. Аналогичным образом формируются импульсы на выходе интегратора 4 О, которые поступают на вход )ере1щирующего элемента 48. Выход двух диф(ЬеренцирУ1спшх элементов 47 li 48 представляют собой два выхода одноканаяьного преобразовате ля 8 в соответствии с двумя группами 3 и 4 тиристоров. При этом на первом и втором выходах преобразователя 8 формируются импульсы управления всеми тиристорами соответственно катодной 3 и анодной 4 групп тиристоров. Переменное синхронизирутсацее напряжение на каждом -ом выходе источника 9 совп адает по фазе с HJaлpяжeниeм на аноде i -го ргиристора катодной группы 3 тирнсторного выпрямителя 2, а мгновенное значение этого напряжения определяется из соотношения -(i-ijfcoj .эл.град.При этом пераменное синхронизирующее напряжение на каж дом i -ом выходе источника 9 отстает от напряжения на (i-1)-ом выходе на $0 эл. град., а напряжение на последнем выходе ( 1 6) опережает на 6О эл. град, напряжение на первом выходе {-)). Напряжение 1-го з&ыxo fe источника 9 подается на -ый из эдементов Ю сравнения. С выхода этого элемента разность между синхронизирук щим напряжением и напряжением от согласующего элемента 14, пропоркиональгрым в соответствующих масштабах сумме напряжений от датчика ЭДС 6 и регу лятора 7, поступает на вход канал фазоимпульсного детектора. 11. При этом в двигательном установивщекюя режиме работы электропривода напряжения датчика ЭДС 6 и регулятора 7 имеют одинаковую полярность и сумлот руются на входе согласующего элемента 14. От выхода элемента 14 напряжение поступает на входы элементов Ю сравнения полярностью, определяемой работакицей группой тиристоров выпрямителя 2 А именно при работе тиристоров катодной группы 3 напряжение на выходе сог ласующего элемента 14 имеет .отрицател ную полярность, а при работе тиристоров анодной группы 4 это напряжение имеет положительную полярность. На инверсных выходах детектора 11 имеет место сигнал 1, когда напряжен на выходе элемента 14 по величине боль ше мгновенного значения синхронизирующего напряжения. При этом на выходах групп 26 элементов И-НЕ сигнал 1 формируется, когда мгновенное значение синхронизируклдего напряжения по: величине больше напряжения на выходе согласующего элемента 14. Таким образом, на выходах каждого и -го канала детектора 11 формируются прямоугольные импульсы, положение переднего и заднего фронтов которых от- косительно момента перехода через ноль напряжения на соответствующем ,1 -ом выходе источника 9 определяется велияиной напряжения на выходе согласую- шего элемента 14, т.е. величиной ЭДС двигателя Е и напряжением на выходе регулятора 7. Величина напряжения на выходе датчика 6 ЭДС выбирается таким образом, чтобы отношение амплитуды синхронизирующего напряжения на выходе источника 9 и напряжению на выходе согласующего элемента 14 при нулевом значении напряжения от регулятора 7 было равно отношению амплитуды напряжешет питания вьшрямителя 2 к ЭДС исполнительного двигателя 1. При этом фаза заднего фронта импуттьсов на ныходах каждого i -го канала детектора 11 соответствует углу управления тиристорами катодной группы 3, а переднего фронта - анодной группы 4 в.режиме холостого хода дпигателя. Импульсы с инверсных выходов детектора 11 поступают на вход элемента группы , а с их выхода - на вход элементов групп 2 7 блока 21 ограничения фазы синхронизирующих импульсов. В формирователе 13 синхронизируюших импульсов импульсы от инверсных выходов элементов группы 27 блока 21 дифференцируются и собираются в одну последовательность, которая затем поступает на первый импульсный вход преобразователя 8. При этом фаза синхронизирующих импульсов соответствует фазе заднего фронта импульсов от элементов И-НЕ группы 26. Аналогичная операция производится с импульсами, поступающими от прямых выходов элементов группы 27 блока 21 в формирователе 12, с выхода которого последовательность импульсов поступает на второй импульсный вход преобразователя 8. В формирователе 13 синхронизирующих импульсов (фиг. 3) импульсы от щести элементов группы 27 блока 21 поступают на вход шести дифферешшруюших элементов, выполненных на R -С цепочках 323 7. Импульсы с выходов R -С цепочек 32-37 подаются на шесть входов элемента ИЛИ 38, обр азующего выход формирователя 13 . С выхода элемента 38 последовательность импульсов подается на первый импульсный вход преобразователя 8. Аналогично формируются синхронизирующие импульсы в формирователе 12, поступающие на второй импульсный вход преобразова1еля 8. В результате на каждый из импульсных вкодоп преобразователя 8 подается последовательность синхронизирующих HNTflJTIbCOB, причем в установившемся режиме промекной сдвиг между импульсами в каждой последовательности составляет 6Оэл:рра На второй вход согласующего элемента 14 подается напряжение с вькода регулятора 7. Таким образом, осуществляется дополнительное изменение фазы синхронизирующих импушсов, обеспечиваюшее полный диапазон изменения углов открытия тиристоров выпрямителя 2. Величина напряжения на выходе регулятора 7 определяет падение напряжения в якорной цепи двигателя или в установившемся режиме электропривода ток якqpя. Обеспечение полного диапазона изменения углов открытия тиристорного выпрямителя существенно улучшает энергетические и динамические характеристики привода с шестифазным (трехфазным мостовым) выпрямителем. Так как диапазон изменения фазы импульсов на выходе преофазователя 8 относительно фазы синхронизирующих импульсов составляет 6О эл. град, то диЕшазон изменения фазы синхронизирующих импульсов должен составлять jt60 эл. град., что обеспечивает полный диапазон углов открытия тиристоров, сос тавляющий ISO эл. град. При этом однако необходимо обеспечить ограничение изменения фазы синхронизируюших импульсов значением -60 эл. град. Для обеспечения этого ограничения синхронизирующее напряжение от трех нечетных выходов (, 3, 5) источника 9, соответствующее фазам А, В, С сети, поступает на входы соответственно трех компараторов 24 с прямыми и инверсными выходак-ги. Входы этих компараторов образуют три аналоговых входа блока 21 ограничения фазы синхронизирукедих импульсов. На входы каждого элемента И-НЕ группы 2 5 блока 21 поступают с выходов компараторов 24 два тмпульса щириной 18О эл. гр передние фронты которых сдвинуты по фа зе на 12О УЛ. град. В результате на вы ходе каждого из элементов И-НЕ группы 25 имеет место пауза длительностью 6О эл. град, в течение каждого периода напряже1-гая сети. При этом пауза нп выходе 1 -го элемента гпуппы 25 отстает от паузы на выходе ()-ro элемента группы 25 на 60 эл. град. Это достигается подключением двух входов п -го элемента М-НЕ с нечетным порядковым номером (, 3, 5) к прямым, а входов i -го элемента И-НЕ с четным порядковых номором (, 4, 6) - к инворснмм выходам двух коктараторов 24, ВХОДЫ которых соединены с (i-2)-biM и (1-4)-ым нечетными выходами источника 9 синхронизирующего напряжения. При этом (i -2)-ый и (i -4)-ый нечетные выходы источника 9 связаны с фазой источника питания выпрямителя 2, опережакядей -ую фазу соответственно 120 и 240 эл. град. Импульсы от выхода i -го эпемет-а группы 25 поступают на вторые входы i-ro элемента группы 27 и (i-3)-ro элемента группы 26, на первые входы которого подаются импульсы от детектора 11. При этом (i -3)-ый элемент 26 связан с фазой источника питания выпряктителя 2, опережакяцей фазу на 18О эл. град. В результате навтором входе i элементов rpyim 2 6 и 27 в течение каждого периода напряжения сети имеют вcтo иютульсы длительностью ЗОО эл. град., фаза переднего фронта которых отстает на 120 эл. град, от начала положительной полуволны напряжения сети на аноде i-го тиристора соответственно катодной 3 и анодной 4 группы. Вследствие этого на втором входе i-ro элемента И-НЕ группы 26 формируется сигнал О в интервале от 6О до 120 эл. град, относительно начала положительной полуволны напряжения источника питания ТВ 1 на аноде i -го тиристора катодной группы 3. При этом на выходе i-ro элемента группы 26 и прямом выходе i -го элемента группы 27 формируется сигнал , а на инверсном выходе -го элемента группы 27 сигнал О даже при сигнале 1 от i-го канала детектора 11. Таким образом, если отрицательное напряжение на выходе согласующего элемента 14 меныие мгновенного значения синхронизирующего напряжения от источника 9, соответствующего углу 60 эл. град., то фаза переднего и заднего фронтов импульса на выходе элементов групп 26 н 27 определяе1ч:я значением напряжения на выходе элеме1гта 14. Если же отрицательное напряжение на выходе элемента 14 превыщвает мгновенное значение синхронизирующего напряжения, соответствующее углу 60 эл. град., то фаза переднего фронта импульса на выходе -i -го элеме1тта группы 26 постоянна и составляет 6О эл. град по отношению к анодному нштряжению на i -ом тиристоре котодной группы 3, а длительность иьтульса также составляет 60 эл. град. При этом на BTOpoNi входе i -го элемента И группы 27 сигнал О с выхода i-го элемента группы 25 форм1фуетс;я со сдвиго на 18О эл. град, по отношению к сигналу HQ втором входе i -го элемента груп пы 26. Так какк этому моменту не вы 1 ( ходе -i -го элеме)гга группы 26 формируется сигнал О, то импульсы от элемента группы 25 на выходе элеме гтов тфутшы 27 не оказьгоают влияния на работу электропривода. При изменении знака напряжения на выходе согласующего элемента 14, например, при изменении направления вращения вала двигателя 1, не оказывают влияния на работу электропривода импульсы от элементов группы 25 на выходе элементов-группы 2в. Это является следствием того, что в интервале фор мирования паузы на входе i-го элемента группы 26 от (-3)-го элемента гру пы 25 на выходе -i-го канала детектор 11 имеет место сигнал О, при этом на выходе элемента группы 26 - сигнал 1. На втором входе i -го элеме1д:а труп пы 27 формируется сигнал О в инте : вале от 6О до 120 эл. град, относитель но начала положительной полуволны напряжения источника выпрямителя 2 на аноде i-го тиристора анодной группы 4. В этом случае, если положительное нащшжение на выходе элемента 14 по к еньше отрицательного синхронизирующего напряжения, соответствукяцего углу 240 эл. град., то фазя переднего и заднего фронтов импулзЕ са на прямом и инверсном выходах i -го элемента группы 27 определяется значе нием напряжения на выходе элемента 14 Если же положительное напряжение на выходе элемента 14 по величине больше отрицательного синхронизирующего напряжения от источника Q, соответствующего углу 240 эл. град.; то фаза импульсов на прямом и инверсном выхотдах А-го элемента группы 27 постояттha. При этом фаза переднего фронта имп-ульса на инверсном выходе i -го элемента группы 27 составляет 60 эл. град по отношению к началу положительной полуволны напряже шя источника питания вьтрякштеля 2 на аноде i -го тиристора анодной группы 4, а длительность иктульса также составляет 6,О эл. град. Таким образом, в электроприводе осу ществляется ограничение фазы синхронизирующих импупьсоп при любых значетшях напряж( на выходе сот лас тощого элемен1а 14, гго улу штает энертотические и динамические харпктерт1стики электропривода с щетифазным тиристорным вьтрямителем за счет полного использования тиристорного выпрямителя .с обеспечением высокого быстродействия электропривода и его надежности. Распределение импульсов управления от преобразователя 8 по тирис торам производится в распределителях 19 и 20 при помощи прямоугольных импульсов, модулированных по ширине и фазе, поступающих с выходов элементов групп 27 на второй и третий входы элементов И распределителей 10 и 20. Эти импульсы определяют интервал возможного изменения УГЛОВ упрачлеютя -ым тиристором катодной 3 или анодной 4 групп вьтрякгителя 2 при текущем значении напряжегшя от согласующего элемента 14. В установившемся режиме работы электропривода этот инте(звал равен 60 эл. град. При этом на второй и третий входы i-го элемента И распределителя 19 nocrynajcrr .льcы соответственно от прямого выхода i -го элемента группы 27 и инверсного пыхода (i-l)-ro элеме1гга группы, 27 блока 21 ограничения фазы синхронизирующих импульсов. На второй и третий входы -го элек-;ента И распределителя 20 подаются импульсы соответственно от инверсного вьгхода i-го элемента группы 27 и прямого выхода (i-l)-ro элемента группы 2 7 блока 21. Однополупериодные вьшрямители 1 8 и 16 обеспечивают поддержание угла безопасного инвертирования для инворторной группы тиристоров. Напряжение с выхода звена 23 зависимого от тока , якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров поступает на вход аналого-импу.пшсного преобразователя 8 через один из однополупериодных выпрямителей 18 или 16 в зависимости от полярности вьЕсодного напряжения звена 23. Полярность и значение нап.Яжения на выходе звена 23 определяется неа1 яжением на вьосоде датчика 6 ЭДС и ограничивается в зaвиcи ocти от пешгчины токав якоре двигателя. Притщипиальная электрическая схе.ма конкретного исполнения 23 зависимого от тока якоря ограничеш-1я максимального угла открытия тиристоров припедена на фиг.. Напряжение от датчика 6 ЭДС 1тод.-)( я через резисторы 30 и 31 соответтигнгно тта катод диода 28 и анод диодп .., офазуюпшх выходы звена 23. На другие электроды диодов 28 и 29 поступает напряжение от датчика 22 тока. В двигательном режиме работы эпек.тропривода угол открытия тиристоров вы прямятельной -грутпы (отсчет ведется относительно угла, срответствукинего холостому ходу двигателя) определяется напряжением, поступающим от регулятора 7 через однополупериодный выпрямитель 17 или 15 на соответствующий вход аналого-и.мпульсного преобразователя 8, а также непосредственно от регулятора 7 на второй вход согласукицего элемента 14, выполненного в виде двухвходового сумматора. Напряжение на другом входе аналого-импульсного преобразователя 8 определяется напряжением, пропррциональньшг Величине выходного напряжения звена 23, поступающим через однополупериодный выпрямитель 16 или 18. При переходе электрсетривода в режим подтормаживания полярность напряжения на выходе регулятора 7 меняется и проводивший до этого однополупериодный вьгарямитель 17 или 15 запирается. Напряжение йа выходе выпрямителя 15 или 17 при этом становится болыпе напряжения на вькоде однотюлупериодного вьгарямителя 16 или 18. В резутЕьтате выпрямитель 16 или 18 оказьгоается заврытым, а угол управления тиристорами инверторной группы определяется напряжением регупятора 7. При выходе из подтормаживания снова меняется полярность напряжения на выходе регулятора 7, запирается однополупериодный выпрямитель 15 или 17, и на вход аналого-импульсного преобразователя 8 поступает напряжение от одно полупериодного выпрямителя 16 или 18, величина которого пропорциональна напря жению на выходе звена 23. Так как фаз синхронизирукяцих импушьсов определяетс не только ЭДС двигателя 1, но и значением напряжения на выходе регулятора 7, то при выходе из подтормаживания эта фаза может принимать предельное максимальное значение, отсчитываемое от угла естественного открытия тиристог ров. Для обеспечения безопаснсяг-о инверг тирования напряжение от датчика 6 ЭДС поступающее на вход звена 23, должно подаваться в значительно большем масштабе по сравнению с известным. Использование в качестве составляющей определяющей угол безопасного инвертирования , напряжения на выходе регулятора 8 не обеспечивает безопасного ин-. 9 S вертировання иэ-за дискретного изменения фазь1 синхронизирующих импульсов и возможности ступенчатого изменения на выходе регулятора 7. Большое значение напряжения, пропорционального ЭДС двигателя, на входе звена 23 приводит к увеличению динамического отклонения частоты вращения в переходных режимах при подтормаживашга, и даже может привести к появлению автоколебаний. В схеме предлагаемого электропривода увеличение динамического отклонения частоты вращения при подтормаживании устраняется ограничением выходного напряжения звена 23 с помощью напряжения, поступающего на второй вход этого звена от датчика 22 тока. При работе тиристорного выпрямителя в инверторном режиме полярность напряжения на выходе датчика ЭДС и датчика 22 тока одинакова и определяется работающей группой тиристоров вьшрямителя 2. Знак и величина напряжения на выходе звена 23 определяется знаком и величиной ЭДС двигателя, а величина этого напряжения в инверторно м режиме дпя работающей группы тиристоров при больших .значениях ЭДС двигателя 1 зависит от величины тока в якоре двигателя 1..В результате осуществляется изменение угла безопасного инвертирования в зависимости от величины тока в якоре, чем обеспечи вается безопасное инвертирование без увеличения динамического отклонения частоты вращения двигателя 1. Кроме тото, при использовании эвена зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров возможно инвертирование энергии при больших значеюшх ЭДС. и малых значениях тока якоря двигателя, что расширяет технологические возможности электропривода. Таким образом, достигается улучшение энергетических и динамических хара1ргериЬтйк электропривода с шестифазным (трехфазным мостовым) управляемым выпрямителем, а также надежное функционирование этого электропривода. Кроме того, предлагаемый электропривод имеет расширенные технологические возможности, так как может работать в режиме подтормаживания с малыми . значениями тока якоря при значительных ЭДС двигателя, что позволяет, например, осуществлять спуск неуравновешеннохч) : груза с большой скоростью при малых значениях тормозного момента. Фйрмупа изобретения 1. Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная )бмотка которого подключена к тиристорному вьшрямителю с катодной н анодной группами, датчик частоты вращения, жестко связанный с валом электродвигателя, датчик ЭДС электродвигателя , регулятор, соединенный с выходом датчика частоты вращения, систему импульсно-фазового управления, включающую в- себя одноканальный аналого-импульсный преобразователь с двумя аналоговыми и двумя импульсными входами и двумя выходами, m-фазный источник синхронизирующего напряжения, элементы сравнения по числу тиристоров выпрямителя, в каждой группе, причем первый вход -го элемента соединен с i -ым выходом шгфазного источника синхронизирующего напряжения, фазо-нмпупьсный детектор, каждый 1-ый вход которого подключен к выходу i -го элемента сравнения, два формирователя синхронизирующих импульсов, выходы которых соединены с импульсными входами аналого-импутгьсного преобразователя, а также согласукигий элемент, вход которого подкточен к датчику ЭДС, а выход - к вторым входам элементов сравнения системы импульснофазового управления, первый ивторой однополупериодные выпрямители с прямыми входами, третий и четвертый однополупериодньте выпрямители с инверсными входами и два распределителя импульсов, каждый из которых составлен из элементов И по числу -тиристоров выпрямителя в каждой группе, при этом входы первого и третьего однополупериодных вьшрямителей подключены к выход регулятора, выходы первого и второго однополупериодных выпрямителей подклю чены к одному аналоговому входу, а выходы третьего и четвертого вьшрямите- лей - к другому аналоговому входу аналого-импульсного преобразователя, выходы Элементов И первого распреДегоггел импульсов связаны с соответствующими тиристорами катодной группы, а выходы элементов И второго распределителя с соответствукнцими тиристорами анодной группы, отли чающи йся тем, что, с целью улучшения энергетиче ких и динамических характеристик электропривода, в него дополнительно введены датчик тока якоря, звено зависимого от тока якоря ограничения максиьтальных углов открытия тиристоров, вьшолненное с двумя выходами , согласующий элемен вьшолнен в виде двухвходового сумматора, и выход регулятора подсоединен к второму входу согласующего элемента, а также введен блок ограничения фазы синхронизирующих импульсов, выполненный с аналоговыми и импульсными входами и тхрямымн и инверсными выходами, при этом аналоговые входы блока ограничения фазы скихронизирующих импульсов подключены к нечетным выходам источника синхронизирующего напряжения, а импульсные входы - к выходам фазоимпульсного детектора, входы одного формирователя синхронизирующих импульсов соединены с прямыми, а входы второго - с инверсными выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, второй к третий входы i -го элемента И первого распределителя импульсов соединены соответственно с i-ьш прямым и (1-1)-ым инверсным выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, а второй и третий входы i -го элемента И- второго распределителя импульсов соединены соответственно с i-ым инверсным и (1-1)-ым прямым выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, выход датчика ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика тока. К второму входу звена зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров, первый и второй выходы которого подсоединены со-, ответственно к ёходам второго и чет- . вертого однополупериодных вьшрямителей, где -. порядковый номер элементов, связанных с одной и той же фазой источника питания тиристорного выпрямителя при прямом порядке следования фаз. 2. Электропривод поп.1, отлич ающийся тем, что блок ограничения фазы синхронизирующих импульсов содержит три компаратора с прямыми и инверсными выходами, входы которых образуют аналоговые входы блока огра-. ничения фазы синхронизующих импульсов, первую группу из щести двухвходо|Вых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов, вторую группу из щести двухвходовых элементов И-НЕ, пербый вход каждого i -го элемента которых соединен с i -ым инверсньш выходом фазоимпульсного детектора и образует -t -ый импульсный вход блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, и шести схем И с прямым и инверсным выходами, образующими вы21

ходы блока ограничения фазы синхронизирукяцих импутшсов, при этом выход 1-го элемента И-НЕ первой группы подключен к второму входу (i-3)-ro алв мента И-НЕ второй группы и второму входу л -ой схемы И, первые вход которой подключен к выходу i -го элемента И-НЕ второй грутшы, при этом входы -го элемента И-НЕ первой группы с нечетным порядковым номером (, 3, 5) подключены к прямым, а входы i-го элемента И-НЕ этой группы с четным порядковым номером, (i 2, 4, 6) к инверсным выходам двух компараторов ВХОДО1 которых соединены с (i-2)-iitM н Х1-4)-ым нечетным выходами исто нЕка синхронизирующего напряжения.

3, Электропривод по п. п. 1 и 2, i отличающийся тем, что, звено . зависимого от тока якоря ограничения

22

959248

максимагаьного угла открытия тиристоров выполнено в виде двух диодов и двух резисторов, при этом одни разноименные электроды соответственно первого и втек рого диодов объединены и подключены к выходу, датчика тока якоря, другие разноименные электроды этих диодов обрензукэт выходы звена и соединены соответ ственно с входами второго и четвертого однополупериодных выпрямителей и через рвзевсторы подключены к выходу датчика ЭДС.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе 1. Трехфазный тиристорный электропривод В 6О/8О А. Руководство фирмы B.oscti PNr.3192)Dl (Fetor. 76).

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2821О34/24-О7, кл. Н 02 Р 5/06. 1979.

Вт 21 S/iOKa2l