Электропривод стабилизированной частоты вращения

 

Союз Советскик

Социалистичесиик

Республик (»)1003283

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 04.09.81-(21) 3331740/24-07 с присоединением заявки РЙ— (23) Прноритет—

Опубликовано 07.03.83 Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (51) N. К.в.

Н 02 Р 5/06

Гевудврствеай двивтат (53 ) УД К 621 .31 6.

«71 8.5 (088.8) пе девам изобретении и вткрыткй (72) Автор изобретения

А. П. Инешин

Н аучно-исследовательский проектно-конструктордкйй

k и технологический институт электрических маши)т постоянного тока Прокопьевского завода "Электромашина (7! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ЧАСТОТо1

В РАШЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах (электромашинных преобразователях энергии, насосах и т. и.)-, где электропривод должен обеспечить стабилизацию частоты вращения выходного вала вне зависимости от изменений нагрузки или колебаний величины напря= жения питающего источника.

Известен электропривод стабилизированной частоты вращения, реализующий принцип управления электродвигателем постоянного тока путем соответствующего включения в цепь якорной обмотки силового импульсного регулятора напряжения при стабилизированном номинальном возбуждении электродвигателя (1 J .

Однако этот электропривод отличается высоким уровнем создаваемых элект ромагнитных помех (ввиду импульсного

20 потребления тока от питающего источника) и необходимостью исполнения силового регулятора на полную выходную мощность питаемого электродвигателя

2 (ввиду простого каскадного включения элементов привода по схеме: источниксиловой регулятор -якорная цепь электр двигателя).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод стабилизированной частоты вращения, содержащий электродвигатель постоянного тока, один вывод обмотки якоря которого через последовательно соединенные дибды и вторичную обмотку выходного трансформатора конвертора, пусковое сопротивление, шунтированное контактом контактора ускорения пускателя, пускатель соединен. с положительным выводом источника питания, отрицательный вывод. которого через пускатель связан с одним выводом обмотки возбуждения и вторым выво» дом обмотки якоря электродвигателя и выводом конвертора, входы которого соединены с контактором ускорения пускателя. и датчиками тока и частоты вращения электродвигателя t = j .

83 4

Электропривод работает следующим образом.

На начальном интервале 0+ t периода пуска выходное напряжение источника

9 через пускатель 8 подведено к обмотке 10 возбуждения через разделитель ный диод 13, а также к обмотке 1 якоря через пусковое сопротивление 6 и выходную цепь 2-3-4 конвертора 5, который при этом выключен-., т.е. не преобразует подаваемое на его вход напряжение постоянного тока.

В соответствии с временными графиками фиг. 2 на Интервале 0+t1 Напряжение на обмотке 1 якоря плавно увеличивеегся по мере его разгона, стремясь достигнуть величины U напряжения источника 9; ток обмотки 1 якоря бысгро достигнув максимального пускового значения, плавно уменьшается по мере разгона электродвигателя и роста величины его частоты вращения и противоЭДС,гок возбуждения электродвигагеля увеличивается по экспоненте в соот ветствии с электромагнитной постоянной времени обмотки 10 возбуждения, стремясь достичь значения Э, о, определяемого величиной питающего напряжения . источника 9 и сопротивлением обмотки 101 выходная частота о вращения двигателя плавно увеличивается, начиная с исходного нулевого значения.

Затем, с момента времени г.= замыкания контакта 7 контура ускорения пускателя, шунгирующего при этом пусковое сопротивление 6, начинается второй интервал t +4> периода пуска элек 1. гропривода, на котором конвертор 5 закрыт, а к цепи обмотки 1 якоря электродвигателя подведено полностью напряже ние источнике 9. При этом в соответствии в временными графиками фиг. 2 на интервале .1+1 напряжвние на обмотке

1 якоря электродвигателя скачком достигает значения напряжения источника 9, оставаясь, однако, меньшим номинальной величины; ток обмотки 1 якоря совершает второй пусковой бросок и затем плавно уменьшается по мере росте часготывращения и противо-ЭДС якоря

) ток обмотки 10 возбуждения ос:гаегся на постоянном, ранее досгигнутом уровне qg g меньшим, однако, номинальной величины; выходная частота вращения двигателя продолжает увеличиваться, достигая к концу интервала значения Ш1, меньшего, чем номинальная заданная величина.

3 10032

Основным недостатком электроприводе является необходимость в дополнигельном сгабилизированном источнике напряжения или дополнительном устройсгве сгебилизепии напряжения для питания обмогки независимого возбуждения электродвигателя.

Цель изобретения — упрощение электроприводе стабилизированной частоты вращения.

36

Поставленная цель достигается тем, что в элекгроиривод введены два разделительных диоде, катоды которых соединены между собой и с другим выводом обмотки возбуждения электродвигателя, 1$ анод одного разделительного диода соединен через пускатель с поло)кительным выводом источника питания, а анод другого разделительного диоде — с выводом обмотки якоря электродвигателя. 26

На фиг, 1 показана принципиальная электрическая схема элекгроприводе стабилизированной частоты вращения;

HB фиг. 2 — графики изменения напряжения (а), тока якоря электродвигателя И (б), тока возбуждения (в) и частоты вращения электродвигателя (г) .

Элекгропривод стабилизированной частоты вращения содержит электродвигатель gg постоянного тока, один вывод обмотки

1 якоря которого через последовательно соединенные диоды 2 и 3 и вторичную обмотку выходного трансформатора 4 конвертора 5, пусковое сопротивление 6, 35 шунтированное контактом 7 конгактора ускорения пускагеля 8, пускатель 8 сое-. динен с положительным выводом источника 9 пигания, отрицательный вывод которого через пускатель 8 связан с

40 одним выводом обмотки 10 возбуждения и вторым выводом обмотки 1 якоря электродвигателя и выводом конвертора

5, входы которого соединены с контактором ускорения пускателя 8 и датчика-. ми тока 11 и частоты 12 вращения

45 электродвигателя, разделительные диоды

13 и 14, катоды которых соединены между собой и с другим выводом обмотки 10 возбуждения электродвигателя, анод разделительного диода 13 связан через пускатель 8 с положительным выводом источника 9, а анод разделительного диода 14 соединен с выводом обмотки 1.

Конвертор 5 является вольгодобевочным устройством питания цепи обмотки

1 якоря, суммируясь с напряжением источника 9 питания.

5 10032

Далее, с момек1а времени 4 =1 HQ инается третий, заключительный ийтерBMI t2++) периода запуска электропривода, на котором начинается работа конвертора 5, запускаемого с выдержкой времени h4=(t - t, ) по цепи

2 управляюшей блокировки с замыкающимся контактом 7 KOHTBKTopft ускорения пускателя 8. При этом в соответствии с временными графиками фиг. 2 на ин- 10 тервале 2+ 4> и с учетом действия на управляюшие входы конвертора 5 напряжений датчика 12 частоты вращения и датчика 11 тока якоря выходное напряжение конвертора 5 плавно увеличивается и, суммируясь с. выходным напряжением источника 9, обеспечивает увеличение напряжения на обмотке 1 якоря до заданной номинальной величины НОм формируется оптимальная 2О (почти прямоугольная по заполнению) токовая диаграмма якорного тока электродвигателя, обеспечивающая его дальнейший разгон (б); начинает проводить ток разделительный диод 14 иээа превышения напряжения на обмотке

1 над напряжением источника 9, что в итоге приводит к увеличению тока в обмотке 10 возбуждения до номинальной величины у „определяемой подводиО но м мой со сторойы якоря номинальной величиной напряжения Ином (в); выходная частота вращения электродвигателя по мере его разгона достигает заданной номинальной величины юном(3S

Наконец, начиная с момента .=1 достижения номинальной величины частоты врашения, электропривод переходит в статический установившийся режим работы. При этом изменения напряжения ис- io точника 9, изменения нагрузки на валу электродвигателя и другие возмущающие факторы компенсируются соответствуюшим подрегулированием выходного напряжения конвертора 5, при котором частота врашения поддерживается на заданном номинальном уровне с высокой степенью . точности вследствие поддержания напряжения на обмотке 1 якоря электродвигателя на уровне близком к номинальному

83 d ,и практически постоянном номинальном магнитном потоке возбуждения электродвигателя.

TamM образом, введение разделительньх диодов исключает необходимость в отдельном стабилизированном источнике для электропитания обмотки возбуждения электродвигателя и, следовательно, приводит к упрощению электропривОда.

Формула и э обретения

Электропривод стабилизированной частоты вращения, содержащий электродвигатель постоянного тока, один вывод обмотки якоря которого через последовательно соединенные, диоды и вторичную обмотку выходного трансформатора конвертора, пусковое сопротивление, шунтированное контактом контактора ускорения пускателя, пускатель соединен с положительным выводом источника питания, отрицательный вывод которого через пускатель соединен с одним выво»

1 дом обмотки возбуждения и вторым выводом обмотки якоря электродвигателя и выводом конвертора, входы которогс соединены с контактором ускорения пуекагеля и датчиками тока и частоты Врашения электродвигателя, о т л и ч а— ю ш и и сятем,,что,,с целью его упрошения, в него введены два разделительных диода, катоды которых соединены между собой и с другим выводом обмотки возбуждения электродвигателя, анод одного разделительного диода соединен через пускатель с положительным выводом источника питания, а анод другого разделительного диода — с выводом обмотки якоря электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О. А. Усилители мощности

HB транзисторах в режиме переключений, M., Энергия", 1971, с. 366-367.

2. Моин В. С., Лаптев Н. Н.

Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия"; 1962, с. 206.

1003283

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1584/42

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Воробьев

Редактор Н. Безродная Техред С.Мигунова Корректор Н.Корспь