Электропривод постоянного тока

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, шунтированный первым диодом и подключенный к вьшрямителю через тиристор , шунтированньй регулируемым делителем напряжения, средняя точка которого соединена с анодом второго диода, катод которого через зарядный конденсатор соединен с катодом тиристора, управляющий электрод которого соединен через полууправляемьм ключевой элемент с выходом формирователя опорного напряжения., вход которого подключен к вьтрямителю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены делитель опорного напряжения, конденсатор, третий и четвертьпЧ диоды, при этом катоды третьего и четвертого диодов соединены между собой и подключены к управляюему выводу полууправляемого ключевого элемента, анод третьего диода соединен с катодом второ9 го диода, анод четвертого диода через конденсатор соединен с катодом тиристора5 которьй соединен с выходом формирователя опорного напряжения через делитель опорного напряжения , средняя точка которого соединена с анодом четвертого диода. (30

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(5ц Н 02 P 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3589972/24-07 (22) 10.05.83 (46) 07.10.84. Бюл. N- 37 (72) Н.Е. Кириенко, Г.П. Шейна, В.Б. Демидов, E.À. Ходоренко, Л.М.Перлин и А.А. Ларин (7 1) Витебское специальное конструкторское бюро зубообрабатывающих шлифовальных и заточных станков (53) 621.316.7 18.5(088.8) (56) 1. Патент США ¹ 2981880, кл. Н 02 Р 5/16, 1860.

2. Патент Великобритании ¹960992, кл. Н 02 Р 5/16, 1964. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий электродвигатель, шунтированный первым диодом и подключенный к выпрямителю через тиристор, шунтированный регулируемым делителем напряжения, средняя точка которого соединена с анодом второго диода, катод которого через зарядный конденсатор соединен с катодом тиристора, управляющий электрод которого соединен через полууправляемый ключевой элемент с выходом формирователя опорного напряжения., вход которого подключен к выпрямителю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены делитель опорного напряжения, конденсатор, третий и четвертый диоды, при этом катоды третьего и четвертого диодов соединены между собой и подключены к управляюему выводу полууправляемого ключевого элемента, анод третьС2

его диода соединен с катодом второ- щ го диода, анод четвертого диода через конденсатор соединен с като— дом тиристора, который соединен с выходом формирователя опорного напряжения через делитель опорного на- Я пряжения, средняя точка которого соединена с анодом четвертого диода.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с электродвигателем постоянного тока, питаемым выпрямленным током от однофазной электрической сети, и может быть использовано, например, в электроприводе загрузочного устройства или устройства правки круглошпифовального бесцентрового станка и других механизмов. 16

Известен электропривод постоян-. ного тока, в котором обмотка якоря получает питание от однофазной сети через неуправляемый выпрямитель и тиристор с системой управления на 15 однопереходном транзисторе (1 .

Однако указанное устройство сложно и не обеспечивает устойчивую работу электропривода при изменении параметров элементов. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, шунтированный первым диодом и подключенный к выпрямителю через тиристор, шунтированный регулируемям делителем напряжения, средняя точка которого соединена с анодом второго диода, катод которого через зарядный конден-З< сатор соединен с катодом тиристора, управляющий электрод которого соединен через полууправляемый ключевой элемент с выходом формирователя опорного напряжения, вход которого подключен к выпрямителю (2) .

Недостатком известного электропривода является относительно невысокая надежность работы, связанная с изменением параметров элементов.

В схеме электропривода возникают сбои управления (пропуски открывания тиристора), если за время разряда конденсатора через управляющий переход тиристора ток якоря электродвигателя

45 не нарастет до величины, обеспечи= вающей удержание тиристора в открытом состоянии.

:Целью изобретения является повышение надежности электропривода. 50

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, шунтированный первым диодом и подключенный к выпрямителю через тирис- 55 тор, шунтированный регулируемым делителем напряжения, средняя точка которого соединена с анодом второго диода, катод которого через зарядный конденсатор соединен с катодом тиристора, управляющий электрод которого соединен через полууправляемый ключевой элемент с выходом формирователя опорного напряжения, вход которого подключен к выпрямителю, дополнительно введены делитель опорного напряжения, конденсатор, третий и четвертый диоды, при этом катоды третьего и четвертого диодов соединены между собой и подключены к управляющему выводу полууправляемого ключевого элемента, анод третьего диода соединен с катодом второго диода, анод четвертого диода через конденсатор соединен с катодом тиристора, который соединен с выходом формирователя опорного напряжения через делитель опорного напряжения, средняя точка которого соединена с анодом четвертого диода.

На чертеже приведена схема электропривода постоянного тока.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, шунтированный диодом 2 и подключенный к вьптрямителю 3 через тиристор 4, шунтированный регулируемым делителем напряжения и резисторы 5 и 6. Средняя точка делителя соединена с ано" дом диода 7, катод которого через зарядный конденсатор 8 соединен с катодом тиристора 4, управляющий электрод которого соединен через, â€,oëóóïpaâëÿåìûé ключевой элемент 9 с выходом формирователя 10 опорного

=::àëpÿæåHHH, вход которого подключен к выпрямителю 3, делитель опорного напряжения на резисторах 11 и 12, конденсатор 13 диоды 14 и 15, при этом катоды диодов 14 и 15 соединены между собой и подключены к управляющему выводу полууправляемого клю"- евого элемента 9, анод диоца 14 соединен с катодом диода 7, анод диода il5 через конденсатор 13 соединен с катодом тиристора 4, который соединен с выходом формирователя 10 опорного напряжения через делитель опорного напряжения на резисторах 11 и -,2, средняя точка которого соединена с анодом диода 15. В качестве полууправляемого ключевого элемента

9 может быть использован, например, однопереходный транзистор. Вход выпрямителя 3 подключен к источнику

16 переменного тока

1117811

Регулируемый электропривод рабо— тает следующим образом.

При включении источника 16 переменного тока на вход выпрямителя 3 на выходе последнего получают пульсирующее двухполюсное напряжение, которое подается на формирователь 10 опорного напряжения и через якорь электродвигателя 1 на параллельно соединенные тиристор 4 и регулируемый делитель напряжения на резисторах 5и 6.

В начале каждого полупериода изменения напряжения тиристор 4 нахоцится в закрытом состоянии, и зарядный конденсатор 8 начинает заряжаться через якорь электродвигателя 1,. резистор 5 и диод 7. При повышении

10!

5 напряжения на кбнденсаторе 8 до уров20 ня открывания однопереходного транзистора 9, который определяется величиной напряжения на второй базе, однопереходный транзистор 9 открывается, и путем разряда зарядного конденсатора 8 через диод 14, переход 25 эмиттер — первая база однопереходчого транзистора 9 и управляющий переход тиристора 4 на последний подается управляющий импульс. Необходимая длительность управляющего импульса тиристора 4 определяется временем нарастания тока якоря до величины,обеспечивающей удержание тиристора 4 в открытом состоянии. Это время зависит от параметров элементов силовой цепи электропривода, образованной источником 16 переменного тока, выпрямителем 3, якорем электродвигателя 1 и тиристором 4. Так, с увеличением мощности электродвигателя 1 увеличивается индуктивное и уменьшается омическое сопротивление силовой цепи,что приводит к замедлению нарастания тока якоря и, следовательно, для обеспечения надежного отпирания

45 тиристора 4 требуется увеличение длительности упр авляющего импульса. При установке тиристора низкой чувствительности, т.е. с большим током удержания, время нарастания тока якоря

Ф 50 также возрастает и также требуется увеличение длительности управляющего импульса.

Для обеспечения устойчивой работы рах элементов силовой цепи (различных типах и мощностях электродвигателей, тиристорах различной чувстви-:.электропривода при различных парамет-55 тельности, т. е. с различным током удержания) и неизменной величине емкости зарядного конденсатора 8 длительность управляющего импульса тиристора 4 увеличена за счет подачи на эмиттер однопереходного транзистора 9 через диод 15 части опорного напряжения с делителя опорного напряжения на резисторах 11 и 12, последний из которых зашунтирован конденсатором 13. Это напряжение, определяемое параметрами резисторов 11 и 12 и конденсатора 13, по величине меньше напряжения открывания однопереходного транзистора и открыть его не может.

Однако при открывании однопереходного транзистора 9 под воздействием напряжения на зарядном конденсаторе

8 оно вместе с этим напряжением поступает на управляющий переход тиристора 4 и поддерживает аднопереходный транзистор 9 и тиристор 4 в открытом состоянии до окоччания палупериода напряжения источника 16 переменного тока. Этим обеспечивается надежное отпирание тиристора, а следовательно.-, устойчивая работа электроприЗода при различных параметрах элементов силовой цепи, неизменной величине емкости зарядного конденсатора 8 и различных углах отпирания тирпс тора (различной частоте вращения электродвигатятя), .задаваемых резистором 5.

Величина емкости конденсатора 13 берется такой, чтобы напряжение на выходе формирователя 10 опорнoãо напряжения сохранило прерывистую форму а.

Поддержание частоты вра..:,-.-.,-;- :.=, электродвигателя при изменe;-:. ьг грузки в . электр оприводе происходк г следующим образом.

Так как зарядный конденсатор 8 заряжается напряжением на тиристоре

4, которое равно разности напряжений выпрямителя 3 и ЭДС якоря электродв-=гателя 1, то момент открывания зависит от величины ЭДС, а следовательно, от частоты вращения электродвигателя

1. При увеличении нагрузки на валу электродвигателя происходит. снижение частоты вращения, а следовательно, и уменьшение ЭДС, что приводит к ускорению заряда зарядного конденсатора 8 и уменьшению угла запаздывания открывания тиристора 4, а следовательно, к частичному восстановлению частоты вращения.

Составитель О -оообьев

Редактор Т.Кугрышева Техред С,Легеза Корректор М.Максимишинец

Заказ 7274/42 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб.,„ д. 4/S

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

ЭДС самоиндукции якоря электродвигателя 1 вызывает протекание тока через диод 2. При протекании его в начале каждого полупериода ЭДС не может появиться, и заряд зарядного конденсатора 8 осуществляется полным напряжением выпрямителя 3. Длительность интервала протекания тока через диод 2 зависит как от частоты вра-. щения, так и от величины тока якоря.

При малых частотах вращения и больших токах нагрузки длительность проводящего интервала больше, Это также ускоряет заряд зарядного конденсатора 8, а следовательно, приводит так.

5 же к частичному восстановлению частоты вращения электродвигателя 1.

Таким образом, электропривод обеспечивает надежное регулирование частоты вращения при различных параметрах силовой цепи.