Реверсивный электропривод постоянного тока

 

РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД . ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержа11Ц1й электро .двигатель постоянного тока, первый И второй .однофазные тиристорные выпрямители , включенные встречно параллельно и управляемые раздельно, и схему фазового управления, выходы которой соединены с управляющими электродами силовых тиристоров однофазных тиристорных выпрямителей, Отличающийся .тем, что, с целью его упрощения и повышения надежности в него введены дополни-: тельные диоды и резисторы и два силовых диода, управлякяцие переходы си1ЛОВЫХ тиристоров анодных и катодных групп выпрямителей шунтированы дополнительно введенными транэистора . ми р - пр и пр-п проводимости соответственно, причем база каждого транзистора катодной группы силовых тиристоров первого.выпрямителя и анодной группы второго подключена через соответствующие .последовательно соединенные дополнительные диод и резистор к катоду введенного первого силового диода, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно второго и первого выпрямителей, а база «g каждого транзистора анодной группы (Л силовых тиристоров первого выпрянштеля и катодной группЬ второго подключена через соответствующие последовательно соединенные дополнительные диод и резистор к катоду введенного второго силового диода, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно первого и второго выпрямителей , причем анод первого и анод втоNi: рого введенных силовых диодов соедиCD нены соответственно с первым и вторым якорными зажимами электродвигателя СХ) постоянного тока. 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D Н 02 P 7 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3400140/24-07 .(22) 25.02.82 (46) 07с10.83. Вюл. Р 37 (72) Ю;Ф.Михеев и С.Л.Пахомов (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Сборник "Электронная техника в автоматике". Под ред. 10.Н.Конева. — .

"Советское радио", вып ° 2„, 1971, с. 162-167.

2. Автоматизированный электропривод в промышленности ° Труды б-й

Всесоюзной конференции по .автоматизированному электроприводу. М., "Энергия", 1974, с. 162-165. (54)(57) РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электро.двигатель постоянного тока, первый ,и второй .однофазные тиристорные выпрямители, включенные встречно-параллельно и управляемые раздельно, и схему фазового управления, выходы которой соединены с управляющими электродами силовых тиристоров однофаэных тиристорных выпрямителей, отличающийся тем, что, ,с целью его упрощения и повышения надежности в него введены дополни-.

„„SU„„104-6889 тельные диоды и резисторы и два силовых диода, управляющие переходы си ловых тиристоров анодных и катодных групп выпрямителей шунтированы дополнительно введенными транзисторами р — п- р и и- р -n проводимости соответственно, причем база каждого транзистора катоднбй группы силовых тиристоров первого выпрямителя и анодной группы второго подключена через соответствующие,последовательно соединенные дополнительные диод и резистор к катоду введенного первого силового диода, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно второго и первого выпрямителей, а база g каждого транзистора анодной группы силовых тиристоров первого выпрямителя и катодной группы второго подключена через соответствующие пос- С ледовательно соединенные дополнительные диод и резистор к катоду введенного второго силового диода, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно первого и второго выпрямителей, причем анод первого и анод второго введенных силовых диодов соединены соответственно с первым и вторым якорными зажимами электродвигателя ,постоянного тока.

104б 889

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тиристорным электроприводам постоянного тока и может быть использовано в регулируемых устройствах автоматики, к которым предъявляются повышенные требования по надежности.

Известен ренерсивный тиристорный электропривод постоянного тока,- содержащий два выполненных по схеме с нулевым выводом тиристорных выпря- 1О мителя, управляемых раздельно, в котором с целью предотвращения возможности короткого замыкания (одновременного,включения тиристорных выпрямителей) при реверсе, в схему управ- 15 ления введен блок задержки, обеспечивающий постоянную. выдержку .времени между блокированием управляющих импульсов одного выпрямителя и их подачей на другой при смене знака управляющего сигнала (.1).

Недостатком известнага устройства является то, что время задержки должно превышать максимально возможную длительность открытого состояния тиристора после снятия импульсов управления. Введение блока задержки приводит к усложнению схемы упран ления, не устраняет возможность возникновения короткого замыкания в результате преждевременного включе- ЗО ния тиристорон неработающего выпрямителя, например, от помех или сбоев в схеме управления. Недостатком электропривода является также значительная зона прерывистых токов. 35

Наиболее близким к предлагаемому является реверсивный элеКтропривод .постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, два однофазных тиристорных выпрямителя, включенных встречно-параллельно и управляемых раздельно, и схему фазового управления, выходы которой. соединены с управляющими электродами силовых тиристоров однофазных тири торных выпрямителей. Для блокир вания управляющих импульсов опного вы рямителя и подачи их на другой при реверсе электродвигателя постоянного тока введен блок логики, блокирующий импульсы управления 5О работающего однофазного тиристорного выпрямителя при смене знака сигнала управления и разрешающий их прохождение на тиристоры неработающего выпрямителя после спадения тока в 55 силовой цепи до нуля. При этом контроль тока, осуществляется специаль; но введенным датчиком тока f 2 .

Недостатком y êàçàííîãî привода является сложность схемы управления 6О вследствие введения в нее блока логики и датчика тока, кроме того, в этом приводе не устраняется возможность возникновения короткого заыюкания в случае преждевременного 65 прихода импульсов на включение тирис- торов неработающего выпрямителя, например, от помех или в результате сбоев в схеме управления, что снижает надежность его работы.

Цель изобретения — упрощение электропривода и повышение надежнос" ти его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивном электроприваде постоянного тока, содержащем электродвигатель постоянного тока, первый и второй однофазные тиристорные выпрямители, включенные встречно-параллельно и уцравляеьые раздельно, и схему .фазового упранления, выходы которой соединены с управляющими электродами силовых тиристоров однофазных тиристорных . выпрямителей, введены дополнительные диоды и резисторы и два силоных. диода, управляющие переходы силовых тиристоров анодных и катодных групп выпрямителей шунтиронаны дополнительно введенными транзисторами р-и-р и и-р-и проводимости соответственно, причем база каждого транзистора катодной группы силовых тиристорон первого выпрямителя и анодной группы .второго подключена через соответствующие последовательно соединенные дополнительные диод и резистор к катоду введенного первого силового диода, включенного s силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно второго и первого выпрямителей, При этом база каждого транзистора анодной группы силовых тиристоров первого выпрямителя и катодной группы второго подключена через соответствующие последовательно соединенные диод и резистор к катоду введенного второго силового диода, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соотнетственно первого и второго выпрямителей. Анод первого и анод второго введенных силовых диодов соединены соответственно с первым и вторым якорными зажимами электродвигателя постеянного тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема реверсивного электропривода постоянного тока.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, первый 2 и второй 3 однофазные тиристорные выпрямители, включенные встречно-параллельно, и схему 4 фазо ного управления, выходы которой соединены с управляющими электродами сило вых тиристорон 5-12 однофазных тиристорных выпрямителей 2 и 3 ° Управляющие электроды силовых тиристоров

5-12 соответственно шунтированы дополнительно введенными транзисторами

1 1046889

13-20. Причем транзисторы 13, 15, .

18, 20 и-р-и типа, а транзисторы

14, . 16, 17, 19 р- п.-р типа. База каждого транзистора катодной группы силовых тиристоров первого однофаз5 ного тиристорного выпрямителя 2 и анодной группы второго однофазного тиристорного выпрямителя 3 подключена через соответствующие последовательно соединенные дополнительные диоды 21 (22, 23, 24) и резисторы. 25(26) (на . чертеже показан один иэ . вариантов возможного соединения, когда аноды дополнительных диодов анодных и катодных групп попарно объединены и подсоединены к общему 15 для каждой пары дополнительному резистору) с катодом введенного первого силового диода 27, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно вто- gg

Рого и первого однофазных тиристорных выпрямителей.

База каждого транзистора 14, 16, анодной группы силовых тиристоров первого однофазного тиристорного 25 выпрямителя 2 и каждого транзистора

18, 20 катодной группы второго однофазного тиристорного выпрямителя подключена через соответствующие последовательно соединенные диод

28 (29, 30, 31) и резистор 32(33) к катоду введенного второго силового диода 34, включенного в силовую цепь между катодной и анодной группами соответственно первого и второго однофазных тиристорных выпрями- З5 телей. Анод силового. диода 27 и анод силового диода 34 соединены соответственно с первым и вторым якорными зажимами электродвигателя 1 постоянного тока. 40 !

Реверсивный электропривод постоянного тока работает следующим образом. .При одной полярности напряжения управления 0 на выходах cxew 4 фазо-45 ного управления, соединенных с управляющими эл ктродами тиристоров

5-8 выпрямителя 2, в каждый полупериод питающего напряжения формируются импульсы на включение тиристоров. 5Q

В положительную полуволну питающего напряжения включаются тиристоры 5 и

8, в отрицательную — тиристоры 7 и

6, при этом регулирование среднего значения выпрямпенного напряжения на двигателе 1 происходит за счет изменения длительности включенного состояния тиристоров выпрямителя.

В известных электроприводах во время открытого состояния одной диагонали выпрямителя, например 5,8, воз-. можно включение тиристоров 9 и 12; другого выпрямителя, например, в случае помех или сбоев в схеме управления. При этом в силовой части . электропривода возникают два конту- 65 ра для протекания тока короткого запыкания. Первый контур: шина источника питания., тиристор 5, тиристор

9, другая шина источника питания, второй контур: шина источника питания, тиристор 12, тиристор S, другая шина источника питания.

В рассматриваемом электроприводе при положительной,полуволне питающего напряжения на аноде тиристора

5 ток от источника протекает через тиристор 5, двигатель 1, дополнительный диод 27, тиристор 8. При этом база транзистора 17 через диод

23, резистор 26 и открытый тиристор

8 будет соединена с его коллектором.

Транзистор 17 открывается и шунти- рует управляющий вход тиристора 9, запрещая его включение.

При открытых тиристорах 5 и 8 от источника питания через диод 34, резистор-33, диод 31 и базоэмиттерный переход транзистора 20 протекает ток, слеДовательно, транзистор открыт и шунтирует цепь управления тиристора 12.

В отрицательный полупериод питающего напряжения включены тиристоры

7 и 6. В этом случае через диод 24, резистор. 26,открытый тиристор 6 база транзистора 19 будет соединена с его коллектором. Транзистор 19 открыт и запрещает включение тиристора 11, шунтируя его цепь управления. Транзистор 18 также будет открыт по цепи: источник питания, тиристор 7, диод 34, резистор 33, диод 30, баэоэмиттерный переход транзистора

18, диод 27, тиристор 6, источник питания и запрещает включение тиристора 10.

При другой полярности напряжения управления работают тиристоры выпрямителя 3 и двигатель вращается в противоположную сторону. При этом, когда открыты тиристоры 9 и 12, аналогичным образом через тиристор 9, резистор 32, диод 29 будет открыт транзистор 16 и через дополнительный диод 27, резистор 25, диод 21 откроется транзистор 13. Следовательно, управляющие входы тиристоров 5 и 8 будут. зашунтированы, что практически исключает возможность включения этих тиристоров по цепи управления при наличии помех и сбоев в схеме управления во время работы выпрямителя 3. В другой полупериод напряжения питания, когда работают тиристоры 10 и 11, открыты транзисторы 14 и 15 и запрещают включение тиристоров 6 и 7 по цепи управления.

При реверсе двигателя, когда работал, например, выпрямитель 3, исчезают импульсы управления на тириоторах 9-12 и с выходов схем 4 фазового управления без задержки появ» ляются импульсы на включение тирис1046889 торов 5-8 выпрямителя 2. Однако до, тех пор,. пока протекает ток через двигатель 1 и, следовательно, находятся в проводяцем состоянии тиристоры 9-12, включение выпрямителя 2 не произойдет, так как в этом случае транзисторы 13-16 открыты и шунтируют . импульсы схемы фазового управления, т.е. запрещают их прохождение на включение тиристоров 5-8. Как только тиристоры 9-12 выпрямителя 3 10 закроются и ток в двигателе спадает до нуля, базы транзисторов 14, 16 будут отключены от их коллекторов тиристорами 9, 11, которые также отключают от шин источника питания 15 змиттеры транзисторов 13-15, а их базы будут отключены от источника тиристорами 10, 12. Транзисторы 13-16 закроются и разрешат прохождение импульсов на включение тиристоров в ып 20 рямителя 2. Происходит реверс дви- . гателя. В дальнейшем транзисторы 1316 находятся в закрытом состоянии и не оказывают влияние на работу выпрямителя 2, так как базы транзисторов 14, 16 будут отключены от их коллекторов диодом 34, а через базоэмиттерные переходы транзисторов

13, 15 ток в этом случае не протекает, и наоборот, транзисторы 17-20 будут залрецать включение тиристоров 9-12.

При реверсе в другую сторону исчезают импульсы на тиристорах

5-8 .и сразу же появляются импульсы на включение тиристоров выпрямителя

3 на выходах схемы фазового управ" ления. Однако включения тиристоров

9-12 и, следовательно, реверса двигателя не произойдет до тех пор, пока не закроются тиристоры выпрямителя 2 и соответственно транзисторы

17-20.

Таким образом,. в предлагаемом злектроприводе пока открыты тиристоры одного выпрямителя, невозможно включение тиристоров другого выпрямителя, тем самым устраняется воэможность возникновения сквозного замыкания при реверсах электродвигателя в случае возникновения помех и сбоях в схеме фазового управления а также обеспечивается автоматичесI ки задержка на переключение тиристорных выпрямителей при реверсе и

I следовательно, отпадает необходимость введения в схему управления ж блока фиксированных временных заде— ек или блока логики и специальных р датчиков тока, что позволяет упростить схему управления электроприводом и повысить надежность егo работы.

Необходимо отметить, что в каждой катодной группе тиристоров выпрямителей можно исполЬзовать IIQ одному шунтируюцему транзистору,подклю-: чив его коллектор к управляюцим цепям тиристоров через диоды.

ВНИИПИ Заказ 7748/54

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4