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

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока и предназначено для применения в металлорежущих станках и других приводных механизмах.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий импульсный мостовой тиристорный усилитель мощности, в одну диагональ которого включен выпрямитель, шунтированный конденсатором, а в другую - якорь электродвигателя 1 .

В известном электроприводе в режиме токоограничения имеет место приток энергии от двигателя к конденсатору, шунтирующему выпрямитель и для ограничения перенапряжений на нем необходимо специальное разрядное устройство, которое усложняет электропривод и ухудшает его энергетические и массогабаритные показатели.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, шунтированный встречно-параллельно включенными тиристорами последовательно соединенными с резистором и подключенный к импульсному усилителю мощности, управляющий вход которого соединен с

Еыходом формирователя импульсов, один вход которого соединен с датчиком тока электродвигателя, а другой с выходом узла сравнения, один вход которого соединен с задающим блоком, а второй - с тахогенератором 2.

Недостатком известного электропривода является низкая надежность, обусловленная тем, что в режиме пре10рывистых токов под действием ЭДС электродвигателя возможно включение одного из встречно-параллельных тиристоров и при последующем включении мостовых ключей через них и ранее включенный тиристор происходит замыкание источника питания на резистор.

При этом ток, как правило, достигает недопустимо высокого уровня.

20 При выполнении мостовых ключей на транзисторах последние выходят из состояния .насыщения, что обычно приводит к выходу их из строя. При выполнении мостовых ключей на тиристорах устройство искусственной коммутации, будучи не в состоянии выключить тиристоры при чрезмерном токе через них, срывается, чтсэ приводит к режиму короткого замыкания источника питания устройства искусствен30

ной коммутации. Целью изобретения является повыLjeuHe надежности электропривода. Поставленная цель достигается тем что в него введены последовательно соединенные ключ и дополнительный формирователь, выход которого соединен с управляющими выводами встреч но-параллельно включенных тиристоров выход ключа соединен с тактовым выходом формирователя импульсов, а управляющий вход ключа соединен с датчином тока. На чертеже п иведена принципиальная схема электропривода. Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1 постоянного тока, шунтированный встречнопараллельно включенными тиристорами 2 и 3, последовательно соединенными с резистором 4 и подключенный к импульсному усилителю 5 мощности, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя б импульсов, один вход которого соединен с датчиком 7 тока электродвигателя 1, а дру гой - с выходом узла 8 сравнения, один вход которого соединен с задающим блоком, а второй с .тахогенератором 9, последовательно соединенные ключ 10 и дополнительный формировате 11, выход которого соединен с управляющими выводами встречно-параллельно включенных тиристоров 2 и 3, выход ключа 10 соединен с тактовым выходом формирователя б, а управляющи вход ключа 10 соединен с датчиком 7 Импульсный усилитель 5 мощности состоит из четырех ключей 12-15 с односторонней проводимостью и четырех обратных диодов 16-19, которые подключены к источнику 20 постоянного тока, шунтированному конденса-г тором 21, Управляющие цепи ключей 1 15 подключены к выходам формирователя 6 . Формирователь 6 импульсов содержит широтно-импульсный модулятор, состоящий из тактового генератора и пороговых устройств, и импульсные усилители для управления ключами 12 15 импульсного усилителя 5 мощности Датчик 7 тока представляет собой ус лительный элемент с зоной нечувстви тельности. Электропривод работает следующим образом. Пусть на входах узла 8 сравнения полярность задающего сигнала и сигнала тахогенератора 9 такова, что с формирователя б импульсов поступают управляющие импульсы на импульсный усилитель 5 мощности, при включении которого источник 20, шунтированный конденсатором 21, подключается к якорю электродвигателя 1 через токо вую цепь датчика 7. При включении ключа 12 ток электродвигателя 1 под действием ЭДС самоиндукции Е|, замыкается через ключ 15 и диод 17, при выключении ключа 15 - ток замыкается через диод 18 и ключ 12, а при выключении обоих ключей 12 и 15 ток под действием ЭДС самоиндукции замыкается через диод 18, конденсатор 21 и диод 17, напряжение на конденсаторе 21 при этом повышается. Если ток электродвигателя 1 достигает уровня токоограничения, то выходной сигнал датчика 7 достигает УРОВНЯ, при котором ключ 10 замыкается, а поступление управляющих импульсов на ключи 12, 15 прекращается. Одновременно с выключением ключей 12, 15 тактовые импульсы с выхода формирователя 5 замкнутый ключ 10 поступают на вход дополнительного формирователя П, с выхода которого управляющие импульсы поступают на тиристоры 2 и 3. I Полярность ЭДС самоиндукции якорной цепи в данном случае такова, что включается тиристор 3 и через него и резистор 4 замыкается ток, минуя конденсатор фильтра 21. Когда ток электродвигателя 1 становится ниже уровня токоограничения, опять включаются силовые ключи 12 и 14, а тиристор 3 при этом выключается, так как он оказывается подключенным к источнику питания в обратном направлении. Последующее включение тиристора 3 произойдет при отключении силовых ключей 12 и 15 и включении управляющего ключа 10, что может иметь место, если ток электродвигателя 1 вновь достигнет уровня токоограничения. При другом направлении вращения происходит коммутация ключей 14 и 13, при выключении обоих - ток замыкается через диоды § и 19 на конденсатор 21 фильтра источника 20, а когда якорный ток превосходит уровень токоограничения, то включается тиристор 2, обеспечивая протекание якорного тока через резистор 4. Таким образом в электроприводе исключается возможность аварийного режима, при котором источник питания чере.з усилитель мощности и один из встречно-параллельно включенных тиристоров замыкается на резистор, тем самым повышается нащежность работы электропривода. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, шунтированный встречнопараллельно включенными тиристорами последовательно соединенными с резистором и подключенный к импульсному усилителю мощности, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, один вход которого соединен с датчиком тока электродвигателя, а другой - с выходом узла сравнения, один вход которого соединен с задающим блоком, а второй - с тахогенератором, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены последовательно соединенные ключ и дополнительный формирователь, выход которого соединен с управляющими выводами встречно-параллельно включенных тиристоров, выход ключа соединен с

тактовым выходом формирователя импульсов, а управляющий вход ключа с датчиком тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 3, с. 10-13.

2.Авторское свидетельство СССР № 421096, кл. Н 02 Р 5/06, 1970.