Электропривод постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

3 ход блока соединен с управляющим входом управляемого ключа С 2, Однако снижение бросков тока якоря достигается за счет введения дополнительных контуров регулирования что усложняет электропривод. Цель изобретения - упрощение устройства и улучшение качества регулирования электропривода. Поставленная цель достигается тем что в него введены блок смещения и дополнительный управляемый ключ с выдержкой времени на возврат, причем выход блока смещения соединен через дополнительный управляемый ключ с третьим входом первого узла сравнения, а управляющий вход дополнительного управляемого ключа соединен с вторым выходом блока логики. На чертеже приведена блок-схема электропривода постоянного тока с ре версивным преобразователем в цепи возбуждения. Электропривод содержит последо.вател но соединенные электродвигатель 1 постоянного тока с обмоткой 2 независимого возбуждения, тиристорный преобразователь 3, регулятор k тока, узел 5 сравнения, блок 6 выделения модуля, управляемый ключ 7, регулятор 8 скорости, узел 9 срав нения, задатчик 10 интенсивности, второй вход узла 9 соединен с тахогенератором 11, второй вход узла 5 соединен с датчиком 12 тока якоря электродвигателя 1, выход регулятора 8 соединен с блоком 13 выделения знака и с последовательно соединенными узлом 1 сравнения, регулятором 15 тока возбуждения, тиристорным преобразователем 16 тока возбуждения и с обмоткой 2, второй вход узла 1 соединен с датчиком 17 тока возбуждения и с блоком 18 выделения знака, выход которого соединен с первым входом блока 19 логики, второй вход которого соединен с выходом блока 13, а выход блока 19 соединен с управляющим входом управляемого ключа 7. Блок 20 смещения соединен через дополнительный уп равляемый ключ 21 с выдержкой времени на возврат с третьим входом узла 5, а управлящий вход дополнительного управляемого 21 соединен со вторым выходом блока 19. Устройство работает следующим образом, З 4 Анализ работы электропривода с ре версом поля электродвигателя в установившемся режиме показывает , что нахождение электроприводов в двигательном, (I и 1М квадранта механичёской характеристики) или тормозном (М и IV квадранты)режимах полностью определяется соотношением зна ка сигнала на выходе регулятора 8 скорости () и знака тока возбуждения двигателя (Ig). В табл.1 приведены соотношения знаков параметров электропривода в установившемся режиме работы для раз личных квадрантов. Из анализа этой таблицы следует, что для построения блока 19 и управления электроприводом необходимо использовать сигналы Upc и Iр с учетом соотношения их знаков (sign Upc, sign Q )определяемых с помощью блоков 13 и 18 выделения знака. Математическое описание и синтез схемы блока 19 могут быть осуществле ны на основании табл.2 состояний, в которой приведены входные, промежуточные и выходные сигналы для характерных режимов работы. В табл. 2 болы шими буквами (Up., Ig) обозначены аналоговые значения входных сигналов Малыми буквами X/i - д обозначены соответствующие им промежуточные значения сигналов нуль или единица. При появлении положительных значений Ucp, I (ь соответствующие промежуточные сигналы Х, Х принимают значения единицы, а сигналы Хг., v принимают значения нуля. При изменении знака входных параметров промежуточные параметры Х/л, Хд принимают : значение единицы, а параметры Х, XT,- нуля. Малыми буквами у., уjSjpzfxtzs wbahjdst pzfxtzby обозначены цифровые значения выходных сигналов блока 19, управляющих соответствующими ключами 7 и 21. Пользуясь известными правилами, на основании приведенной табл. состояний можно записать следующие вы-, ражения для выходных величин у ,у„: V-f ЧЯ У- При этом единичному состоянию параметров у , у„-соответствует замк, ,. - J л нутое состояние ключей 7 и 21, а нулевому состоянию у , у,, - разомкнутое положение соответствующих ключей.

При работе в 1-ом квадранте меха-, нической характеристики в двигательном режиме UftcH в положительно. При этом ключ 7 замкнут, а ключ 21 разомкнут.

Реверс направления вращения электродвигателя 1 осуществляется за сче изменения полярности задающего напряжения на входе регулятора 8. При это практически мгновенно изменяется знак сигнала на выходе регулятора 8 скорости.

Начиная с этого момента дается команда на реверс тока возбуждения. Одновременно блок 19 размыкает ключ 7 и замыкает ключ 21. Начинается бестоковая пауза, во время которой задающее напряжение на входе регулятора 4 и напряженке обратной связи по току якоря становятся равными нулю, а регулятор 4 начинает интегрировать отрицательное напряжение, подаваемое от блока 20 смещения. В результате этого управляющее напряжение на входе тиристорного преобразователя 3 смещается в инверторную область, подготавливая его к работе в инверторном режиме.

По окончании бестоковой паузы ток возбуждения и поток электродвигателя t изменяют свой знак, блок 19 замыкает ключ 7 и дает команду на размыкание второго ключа 21, который .размыкается с некоторой выдержкой врёмени. На задающий вход регулятора ЧГ скачком подается выходное напряжение регулятора 8. В связи с тем, что управляющее напряжение находится в области, соответствующей глубокому ин верторному режиму тиристорного пре образователя, ток якоря электродвигателя 1 нарастает плавно.

В дальнейшем работа электропривО да во втором квадранте механической характеристики с рекуперацией энергии в сеть определяется суммарным действием сигналов и.,ри обратной связи по току якоря. По мере снижения ;

;скорости электродвигателя 1 осуществляется плавный переход к двигательному режиму в третьем квадранте механической характеристики.

При подтормаживании или торможении до нуля процессы проходят аналогично за исключением того, что при торможении до нуля электропривод ос танавливается, а при подтормаживании происходит плавный переход из второго в первый квадрант механической характеристики.

Работу электропривода в IМ и IV. квадрантах проанализируем применительно к механизму с активным или потенциальным моментом, как это име ет место в приводе буровой лебедки.

При спуске груза привод разгоня-ется в tII-м квадранте механической характеристики, Upc и I отрицательны. Электродвигатель 1 под действием активного момента сопротивления разгоняется до скорости, превышающей скорость, заданную величиной После этого изменяется Up и дается команда на реверс Ig. Привод продолжает разгоняться. Одновре менно блок 19 размыкает ключ 7 и за-, мыкает ключ 21. Начинается бестокова|я пауза, во время которой обратная связь по току якоря разомкнута, ток возбуждения, а,следовательно, и ЭДС снижаются до нуля и изменяют свой знак на противоположный. Управляющее напряжения смещается в инверторную зону.

Применение блока смещения и допо/iнительного управляемого ключа с выдержкой времени на возврат, управляемого от блока логики, обеспечивает плавное изменение управляющего сигнала на входе тиристорного npdобразователя, а следовательно, и снсжение бросков тока якоря. Уменьшение бросков тока якоря, в свою очередь, | повышает надежность работы электропривода, его долговечность и экономическую эффективность использования.

Таблица 1

Сигнал обратной связи по .

скорости Upj-g

Сигнал на выходе регулятора скорости U-J.

Скорость двигателя п..

АР

Ток возбуждения- Ig

в

8

с Ф

Подторнаживание при вращении Вперед

«Тормошение до остаиоакн при О 1 101 011 О1 1 1О, )Ь 0,1О ОО 000 Реверс из Зперед - Наза 1О1 101 аII 011 1ОИ и о 9Г О 1ОMl Пуск Жазад при активном И

964935

8 Продолжение табл. 1

++

+Исходное состояние.

Подача командм на пуск вперед

Начало разгона

Раагон и работа tt уст.скорости

Исходное состояние Торм жение(аыбвг) Рекуперация

Вращение вперед на пониженной скорости ии Вперед Исходное состояние Тормомение (еыбег Рекуперация Останоака Исходное состояние Торможение (яыСве) Рекуперация Вращение Назад

О О

1 О О Формула изобретения Электропривод постоянного тока с реверсивным преобразователем в це пи возбуждения, содержащий последовательно соединенные электродвигате постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, тиристорный пре образователь, регулятор тока, первый узел сравнения, блок выделения модуля, управляемый ключ, регулятор скорости, второй узел сравнения, задатчик интенсивности, второй вход второго узла сравнения соединен с т хогенератором, второй вход первого узла сравнения соединен с датчиком тока якоря электродвигателя, выход регулятора скорости соединен с блоком выделения знака и с последовательно соединенными третьим узлом сравнения, регулятором тока возбужд ния, тиристорным преобразователем в цепи обмотки возбуждения, вторЪй вход третьего узла сравнения соединен с датчиком тока возбуждения и с вторым блоком вь1деления знака, выход которого соединен с первым вхоПроАолмеми табл.2

Исх( состояние

Подача ка пуск Разгон ( силовой спуск/

III

поА собственным весом .

Рвмулврвция it спуск

IV «устоявшейся оеО- ;

PPCTR . ДОМ блока логики, второй вход которого соединен с выходом первого блока выделения знака, а выход блока логики соединен с управляющим входом управляемого ключа, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и улучшения качества регулирования, в него введены блок смещения и дополнительный управляемый ключ с выдержкой времени на возврат, причем выход блока смещения соединен через дополнительный управляемый ключ с третьим входом первого узла сравнения, а управляющий вход дополнительного управляемого ключа соединен с вторым выходом бло-. ка логики. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электротехническая промышленность, серия Электропривод, вып. 1(10), 1972, с. 3-6. 2.Электротехническая промышленность серия Электропривод, вып. k.S7), 1977, с. 10-12.