Электропривод постоянного тока

 

„.Я0„„1032576 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 Н 02 P 5 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ э (21) 3307076/24-07 (22) 21. 05. 81 (46) 30.07.83. Бюл. 9 28 (72) М. Е. Гольц, Б. В. Гулыманов, А.А. Прокопенко и Н.A. Процерова (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (53) 621 ° 316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 762128, KJI Н 02 Р 13/16, 14.08.78 °

2. Гольц М.E. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. M., - Энергия, 1972, . с. 60. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий электродвигатель и соединенные последовательно узел сравнения, формирователь импульсов управления, состоящий из последова" тельно включенных широтно-импульсного модулятора и блока усилителей импульсов управления, тиристорный усилитель мощности, выход которого подключен к электродвигателю, датчик скорости, выход которого подключен к второму входу узла сравнения, формирователь импульсов включения коммутирующих тиристоров, состоящий из делителя частоты, вход которого соединен с тактовым выходом широтноимпульсного модулятора, а выход через блок усилителей импульсов включения связан с вторым входом тиристорного усилителя мощности, датчик тока, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности,в него введены индикатор импульсов, элемент И, элемент ИЛИ, трехвходовой элемент И-НЕ и два нуль-органа, причем вход индикатора импульсов подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, первый вход элемента И подключен к входу щ

C делителя частоты, второй — к выходу трехвходового элемента И-НЕ, входы элемента ИЛИ соединены с выходами делителя частоты и элемента И, а эыход — с вхоДом блока усилителей импульсов включения, вход первого нуль. Я органа подключен к датчику тока, вход второго — к входу узла сравнения, а выходы нуль-органов и индика- ( тора импульсов соединены с входами трехвходового элемента И-НЕ.

3Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1032576 модулятора, а выход — через блок усиИзобретение относится к электротехнике и может найти применение в качестве электропривода металлорежущих станков и других механизмов, работающих в старт-стопном режиме, ког да относительное время стоянки двигателя велико.

Известен электропривод постоянного тока с широтно-импульсным управле нием, который содержит тиристорный усилитель мощности, нагрузкой которого является якорная цепь двигателя, широтно-импульсный модулятор, имеющий тактовый генератор импульсов с регулятором длительности. В укаэанном электроприводе в случае отсутствия модуляции регулятор длительности переходит в состояние, при котором частота генерируемых тактовым генератором импульсов понижается (1 ).

Недостатком устройства является сложность. Кроме того, изменение частоты тактового генератора в широких пределах приводит либо к изменению параметров широтно-импульсного модулятора и к неустойчивости электропривода, как системы автоматического регулирования, либо к увеличению зоны нечувствительности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и соединенные последовательно узел сравнения, Формирователь импульсов управленйя, состоящий из последовательно включенных широтно-импульсного модулятора и блока усилителей импульсов управления, тиристорный усилитель мощности, выход которого подключен и электродвигателю, датчик скорости, выход которого подключен к второму вхо. ду узла сравнения, Формирователь импульсов включения коммутирующих тиристоров, состоящий из делителя частоты, вход которого соединен с тактовым выходом широтно-импульсного лителей импульсов включения связан с вторым входом усилителя мощности, датчик тока 2 3Недостатком известного устройства являются низкие КНД И надежность.

Это обусловлено тем, что коммутирующий узел, входящий в состав тирис" торного усилителя мощности, работает с постоянной частотой коммутации да" же при отсутствии нагрузки. Для механизмов, работающих в старт-стопном режиме, относительное время стоянки велико, поэтому значительную величи-. ну составляют и потери в коммутирующем устройстве, которые приводят к снижению КПД, нагреву элементов и ухудшению показателей надежности.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности электропривода.

Поставленная цель дости гается тем что н электропринод постоянного тока, содержащий электродвигатель и последовательно соединенные узел сравнения, формирователь импульсон управления, состоящий из последовательно включенных широтно-импульсиого модулятора и блока усилителей импульсон управления, тиристорный усилитель мощности, выход которого

10 подключен к электродвигателю, датчик скорости, выход которого подключен к второму входу узла сравнения, формирователь импульсов включения коммутирующих тиристоров, состоящий иэ

15 делителя частоты, вход которого сое динен с тактовым выходом широтноимпульсного модулятора, а выход через блок усилителей импульсон включения связан с нторьп входом тиристорного усилителя мощности, датчик тока, введены индикатор импульсов, элемент И, элемент ИМИ, трехнходоной элемент И-НЕ и дна нуль-органа, причем вход индикатора импульсов подклю25 чен к выходу широтно-импульсного модулятора, первый вход элемента И подключен к входу делителя частоты, второй — к выходу трехвходового элемента И-НЕ, входы элемента ИЛИ соеди иены с выходами делителя частоты и элемента И, а выход — с входом блока усилителей импульсов включения, нход первого нуль-органа подключен к датчику тока, вход второго — к входу узла сравнения, а вы- ходы нуль-органов и индикатора импульсов соединены с входами трехнходового элемента И-НЕ.

На чертеже представлена схема устройства.

40 Электропринод постоянного тока содержит последовательно соединенные узел 1 сраннения, формирователь .2 импульсов управления, состоящий.из лоследовательно включенных широтно-импульсного модулятора 3 и блока 4 усилителей импульсов управления, тиристорный усилитель 5 мощности, электро двигатель б, датчик 7 скорости, выход которого подключен к второму входу узла 1 сравнения, Формирователь 2 импульсов включения коммутирующих тиристоров, состоящий из делителя 9 частоты, вход которого соединен с тактовым выходом широтноимпульсного модулятора 3, а выход че. рез блок 10 усилителей импульсон включения связан с вторым входом тиристорного усилителя мощности„ дат. чик 1.1 тока.

В электропривод нв,:ены индикатор

60 12 импульсов, элемент V, 13, элемент

ИЛИ 14, трехнходоной элемент И-НЕ 15 и два нуль"органа 6 и 17. Вход индикатора 12 импульсон поди. ;:ы.ен к выходу широтно-импульсно=о модулятора 3, первый вход элемеnòà И 13 под1032576 ключен к входу делителя 9 частоты, а второй — к выходу трехвходового элемента И-НЕ 15 ° Входы элемента

ИЛИ 14 соединены с выходами делите- ля 9 частоты и элемента И 13, а выход соединен с входом блока 10 усили телей импульсов включения. Вход первого нуль-органа 16 подключен к датчику 11 тока, вход второго нульоргана 17 — к входу узла 1 сравнения, а выходы нуль-органов 16 и 17 и ин- 70 дикатора 12 импульсов соединены с входами трехвходового элемента

И- НЕ 15.

Тиристорный усилитель Бвмощйости включает в себя коммутирующий узел

18 и тиристорный мостовой реверсор 19.

Электропривод работает следующим образом .

Задающий сигнал поступает на вход

7 узла 1 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал отрицательной обратной связи по скорости вращения электродвигателя б с выхода датчика

7 скорости, например тахогенератора.

Сигнал ошибки (Оз„=() -0 ) поступает на вход формирователя 2 импульсов управления, и на выходе широтно-импульсного модулятора 3 формируются импульсы, длительность которых пропорциональна величине сигнала ошибки. Эти импульсы поступают на вход индикатора 12 импульсов, который при наличии сигнала ошибки формирует на своем выходе сигнал, соответствующий логическому О. 35

Импульсы управления, усиленные в блоке усилителей импульсов 4 управления, подаются на тиристоры мостового реверсора 19 тиристорного усиля. теля 5 мощности. 40

С другого выхода широтно-импульсного модулятора 3 (тактового выхода) импульсы тактовой частоты поступают на вход делителя 9 частоты и пер вый вход элемента И 13. На входы трехвходового элемента И-НЕ 15 кроме сигнала с выхода индикатора 12 импульсов поступают выходные сигна- ° лы двух нуль"органов 16 и 17, которые подключены своими входными зажимами соответственно к выходу датчика 11 тока и входу узла 1 сравнения.

Выходные сигналы этих нуль-органов соответствуют логической 1, когда их входные сигналы и, соответственно, 55 якорный ток и сигнал задания (0 „„) равны нулю. Когда О Ф07 то выходной сигнал нуль-органа 17 соответствует логическому О. Аналогично, если Эя W 0 (3 -якорный ток), то выходной сигнал нуль-органа 16 соответ. ствует логическому О.

В случае, когда сигнал задания присутствует (О 770) иа выходе нульоргана 17 и на соответствующем входе трехвходового элемента И-НЕ 15

-сигнал соответствует логическому О, а íà его выходе — логической 1. Следовательно, импульсы тактовой частоты проходят через элемент И 13, элемент ИЛИ 14 и усиленные в блоке 10 усилителей импульсов включения посту пают на управляющие электроды тиристоров коммутирующего узла 18. Таким образом, коммутирующий узел 18 работает с тактовой частотой.

Если на выходах обоих нуль-органов 16 и 17 и индикатора 12 импульсов выходные сигналы одновременно соответствуют логической 1, то сигнал на втором входе элемента И 13 соответствует логическому О. В этом случае существует запрет. на прохождение импульсов тактовой частоты, и на выходе логического элемента

ИЛИ 14 частота импульсов понижена.

Соответственно коммутирующий узел

18 тиристорного усилителя 5 мощности работает на пониженной частоте.

Этот режим работы возможен лишь при одновременном соблюдении следующих условий:

Оз, = О (задающий сигнал отсутствует);

0в„=Уз А- О =О (сигнал ошибки отсутствует)1

3 --О (ток нагрузки отсутствует), что может иметь место лишь в статическом режиме при реализации команд Стсп — аз„„=О) .

Таким образом, в режиме Стоп после окончания переходного процесса коммутирующий узел работает с пониженной частотой, что уменьшает потери энергии и повышает КПД.

В предлагаемом устройстве работа на пониженной частоте в переходных режимах электропривода невозможна, поскольку одновременное выполнение трех вышеуказанных условий в переходных режимах не обеспечивается, что завышает надежность электропривода.

1032576

Составитель В. Поспелов

Редактор Н. Стащииина Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 5428/59 Тираж 687 Под1 исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и Открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., q. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная,. 4