Устройство для регулирования вентильного электропривода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) зсмк Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482684/24-07 (22) 24.06.82 (46) 15.10.83, Бюл, N 38 (72) Е.А.Устинов и В.В.Попов (53) 621.316,718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 661702, кл, Н 02 Р 5/06, 1979, 2. Тиристоры. Технический справочник. M., "Энергия", 1971, с.242. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее трансформатор с одной обмоткой опорного напряжения и двумя вторичными силовыми обмотками, соединенными последовательно, общая точка которых подключена к одному выводу электродви гателя, второй вывод которого связан с катодами двух тиристооов, подключенных анодами соответственно ко вторым выводам вторичных силовых обмоток трансформатора, первая схема формирования отпирающих импульсов, выход которой соединен с управляющим электродом первого тиристора, о т л ич а .ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, в него дополнительно введен тахогенератор, вал которого сочленен с валом электродвигателя, схема коррекции нулевого уровня опорных напряжений, вторая схема формирования отпирающих импульсов, блок управления, а трансформатор снабжен второй обмоткой опорного напряжения, при этом один вход блока управления соединен с вторым выводом электродвигателя, а другой - с тахогенератором, соединенным также с одним входом схемы коррекции нулевого уровня опорных напряжений, второй вход которой соединен с выводами двух обмоток опорных напряжвний трансформатора, выходы схемы коррекции нулевого уровня опорных напряжений соединены соответствен но со входами первой и второй схемы формирования отпирающих импульсов, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, а выход второй схемы формирования отпирающих им( пульсов соединен с управляющим электродом второго тиристора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизирован" ному электроприводу, и может быть использовано в устройствах для регулирования электроприводом постоянного тока подъемно-транспортных и других механизмов.

Известно устройство для регулирования вентильным электроприводом, содержащее тиристорный преобразователь 1С с системой импульсно-фазового управ" ления,- тахогенератор; вал которого сочленен с валом электродвигателя, регуляторы тока и скорости (1)

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее трансформатор, с одной обмоткой опорного напряжения и двумя-вторичными силовыми об" мотками, соединенными последователь- 2п но, общая точка которых подключена к одному выводу электродвигателя, второй вывод которого соединен с катода" ми двух тиристоров, подключенных анодами соответственно ко вторым выво- 25 дам вторичных силовых обмоток трансформатора, первая схема формирования отпирающих импульсов, выход которой соединен с управляющим электродом первого тиристора f2)

Недостатком известных устройств является ограниченный диапазон регулирования злектропривода в режиме торможения противовключением, так как при постоянном управляющем сигнале в

35 режиме торможения противовключением угол отпирания тиристоров остается постоянным,, При угле регулирования равном 180, при котором тиристоры должны быть заперты, между анодом и катодом каждого тиристора действует. отличное от нуля напряжение, равное . ДС электродвигателя. Это напряжение вызывает протекание в якоре электродвигателя нерегулируемого тормозного тока.

Целью изобретения является расаирение диапазона регулирования скорости, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования вентильного электропривода, содержащее трансформатор с одной обмоткой опорного напряжения и двумя вторичными силовыми обмотками, соединенными последовательно, общая точка которых подключена к .одному выводу электродвигателя. второй вывод которого свя.

=-a с катодами двух тиристоров, подключенных анодами соответственно ко вторым выводам вторичных силовых обмоток трансформатора„ первая схема формирования отпирающих импульсов, выход которой соединен с управляющим электродом первого тиристора, дополнительно введены тахогенератор, вал которого сочленен с валом электродвигателя, схема коррекции нулевого уровня опорных напряжений, вторая схема формирования отпирающих импульсов, блок управления, а трансформатор снабжен второй обмоткой опорного напряжения, при этом один вход блока управления соединен с вторым выводом

;электродвигателя, а другой - с тахо генератором, соединенным также с одним входом коррекции нулевого уровня опорных напряжений, второй вход которой соединен с выводами указанных обмоток опорных напряжений трансформатора, выходы схемы коррекции нулевого уровня опорных напряжений соединены соответственно со входами первой и второй схемы формирования отпира.ощих импульсов, вторые входы

1 которых соединены с выходами блока управления, а выход второй схемы формирования отпирающих импульсов соединен с управляющим электродом второго тиристора.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для регулирования вентильного злектропривода; на фиг.25 и зображены диаграммы напряжений. устройство для регулирования вентильного электропривода содержит трансформатор 1 с. обмоткой 2 опорного напряжения и вторичными силовыми обмотка" ми 3 и 4, =îåäèíåííûìè последовательно, общая точка которых подключена к одному выводу электродвигателя 5, второй вывод которого связан с катодами тиристоров 6 и 7 подключенных анодами соответственно ко вторым выводам вто" ричных силовых обмоток 3 и 4, первую схему формирования отпирающих импульсов 8, выход которой соединен с управляющим электродом тиристора 6, тахогенератор Я, вал которого сочленен с валом электродвигателя 5, схему коррекции нулевого уровня 10 опорных напряжений,, вторую схему формирования отпирающих импульсов 11, блок управления 12. Трансформатор 1 имеет вторую обмотку 13 опорного напряжения.

Один вход блока управления 12. соедиветствует форме напряжений, действующих на анодах тиристоров 6 и 7.

Управляющий сигнал, поступающий с блока управления 12 на вторые входы (базы транзисторов) 41 и 4? двух схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11 позволяют изменять угол отпирания тиристоров 6 и 7 в пределах 0-180

При работе электродвигателя 5 в режиме торможения протиеовключением, например при спускании груза или при торможении сматывающего нитевидного материала с заданным тормозным усилием, направлением вращения вала электродвигателя 5 совпадает с направлением момента, приложенного к валу, и противоположно собственному моменту двигателя 5. При этом напряжение, поступающее с тахогенератора 9, имеет положительную, полярность относительно общей шины 14. Диод 26 открыт и на базе каждого из транзисторов 17 и 18 действуют результирующие потенциалы, складывающиеся из опорных напряжений> поступающих с обмоток 2 и 13 и напряжения тахогенератора 9, поступающего через резисторы 20 и 22. Между анодом и катодом каждого из тиристоров 6 и 7 приложены суммарные напряжения Ug, 0-> (фиг.2), складывающиеся из напряжений вторичных силовых обмоток 3 и 4 и собственной электродвижущей силы F> (фиг,4) электродвигателя 5.

Величина напряжения U тахогенера9 тора 9 изменяется прямопропорциональ" но величине электродвижущей силы Е электродвигателя 5.

Напряжение U< тахогенератора 9 вызывает смещение нулевого уровня опорных напряжений пропорционально величине электродвижущей силы Е электродвигателя

Форма напряжений, действующих на базах транзисторов 17 и 18, а следовательно, и опорных напряжений U g, Ug, поступающих на первые входы схем

Формирования отпирающих импульсов 8 и 11, повторяют форму напряжений Ug и ОТ, действующих на анодах тиристоров 6 и 7 относительно общей шины 14 во всем диапазоне регулирования частоты вращения электродвигателя 5.

3 1048558 нен с выводом электродвигателя 5, а другой вход - с тахогенератором 9, соединенным также с одним входом схемы коррекции нулевого уровня 10, второй вход которой соединен,с выводами обмоток 2 и 13, а выходы - соответственно со входами схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11, вторые входы которых соединены с выходами блока управления 12. Выход схемы фор- о

1 мирования отпирающих импульсое 11 соединен с управляющим электродом тиристора 7. Электродвигатель 5 соединен с общей точкой катодов тиристоров 6 и 7 общей шиной 14 через токойзмерительный шунт 15. Трансформатор 1 имеет первичную силовую обмотку 16.

Схема коррекции нулевого уровня

10 опорных напряжений содержит транзисторы 17 и 18 типа п-р-п, резисторы 19-24, источник питания 25 и доид 26.

Схемы формирования отпирающих импульсов 8 и 11 собраны на резисторах 27-36, конденсаторах 37 и 38, однопереходных транзисторах (двухбазовых диодах) 39 и 40 и транзисторах

41 и 42 типа р-п-р.

Устройство работает следующим об- зо разом.

При работе электродвигателя 5 е двигательном режиме, например при подьеме груза или наматывании нитевидного материала на барабан с задан- З5 ным натяжением, направление вращения вала электродвигателя 5 совпадает с его собственным моментом и противоположно направлению момента, приложенного к валу. При этом напряжение 40 поступающее с тахогенератора 9, имеет отрицательную полярность относительно общий шины 14. Диод ?6 заперт. На базы транзисторов 17 и 18 через резисторы 21 и 23 относительно общий 45 шины 14 поступают опорные напряжения с обмоток 2 и 13. Транзисторы 17 и

18 и резисторы 19 и 24 образуют каскады эмиттерных повторителей, Потенциалы на эмиттерах транзисторое 17 и 18 повторяют форму положительных полусинусоид опорных напряжений.

С эммитеров транзисторов 17 и 18 опорные напряжения относительно общей шины 14 поступают на первые входы (резисторы 27 и 36) двух схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11. Форма опорных напряжений соотОпорные напряжения, поступающие на входы схем формирования отпирающих импульсов Я и 11 ограничиваются напряжениями Uy> и 041 стабилитронов 43 и 44 (фиг.3 и фиг.5) и осущест вляют синхронизацию от пирающих импульсов с напряжением сети. Тран. зисторы 41 и 42 р-и-р типа являются генераторами тока, через которые осуществляется заряд конденсаторов 37 и 38. Заряд конденсаторов 37 и 38 начинается с приходом соответствующих импульсов опорного напряжения и продолжается до напряжения отпирания однопереходных транзисторов 39 и 40, После отпирания однопереходных транзисторов 39 и 40 происходит разряд конденсаторов 37 и 38 через резисторы 28 и 29 и 33 и 35. При этом на управляющие электроды тиристоров 6 и

7 поступают отпирающие импульсы через резисторы 30 и 28 и 34 и 35.

Время появления отпирающих импульсов определяется величной зарядных токов конденсаторов 37 и 28, которые в свою очередь зависят от базовых токов транзисторов 41 и 42, Блок управления 12 управляет величиной базовых токов транзисторов

41 и 42, а следовательно, и углом отпирания тиристоров 6 и 7.

Нв фиг.2 и 4 изображены графики напряжений Ug и От, действующих на анодах тиристоров 6 и 7 относительно общей шины l4 в режиме торможения про

048558 Ь тивовключением. На фиг.3 и 5 изображены графики опорных напряжений U y и U2g, действующих на первых входах схем формирования отпирающих импуль5 сов 8 и II относительно общей шины 14 в режиме торможения противовключением.

Наличие B устройстве токоизмерительного шунта 35, напряжение с которого подается на один из входов блока управления 12, позволяет осуществлять токоограничение в режиме стабилизации скорости вращения вала электродвигателя 5, а также управление .током якоря электродвигателя в режиме стабилизации момента на валу электродвигателя. Для обеспечения режима стабилизации скорости вращения вала электродвигателя 5 используется сигнал тахогенератора 9, поступающий на второй вход блока управления f2, Таким образом, при постоянном управляющем сигнале в режиме торможения противовключением угол поджига ти" ристоров не остается постоянным, а иэ. меняется в зависимости от изменения величины ЭДС электродвигателя, компенсируя тем самым изменение тока якоря электродвигателя. Это позволяет увеличить диапазон регулирования

-З0 электропривода, 1048558 048558

Составитель Ю, Воробьев

Редактор T.Êîëá Техред Т,Маточка Корректор A.Повх

Заказ 79М/58 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

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