Электропривод постоянного тока

 

Изо.бретение относится к электротехнике и может быть использов&но для управления двигателем электроприводов грузоподъемных механизмов. Повьшение надежности электропривода обеспечивается введением двух элементов 17 и 18 задержки, двух диодов 19 и 20 и порогового элемента 21, Инверсный выход датчика 16 напряжения через элемент задержки 17 и диод 19 соединен с входами .пороговых элементов. 13 И.21, соединенными также через диод 20 с датчиком 15 тока. Выход порогового элемента 21 соединен с вторым входом блока И 8. В результате обеспечиваются исключение автоколебаний при ослабленном поле двигателя и ограничение перерегулиг рования тока якоря при усилении поля двигателя. 2 ил. .25 сл №N9 (риг. /

„„SU„„1249682 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И .ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3852385/24-07 (22) 05.02.85 (46) 07.08.86. Бюл. Ф 29 (71) Всесоюзный научно- исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кранового и тягового электрооборудования (72) В.Н.Чумичев и Г.И.Шустова (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Крановое электрооборудование /

Справочник по ред. А.А.Рабиновича.—

М.: Энергия, 1979,, с. 218-221.

А.П.Богословский и др. Системы тиристорного управления судовыми электромеханизмами. Л.: Судостроение, 1978, с. 168-171. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к элект ротехнике и может быть использовано для управления двигателем электро.— приводов грузоподьемных механизмов.

Повышение надежности электропривода обеспечивается введением двух элементов 17 и 18 задержки, двух диодов

19 и 20 и порогового элемента 21.

Инверсный выход датчика 16 напряжения через элемент задержки 17 и диод 19 соединен с входами пороговых элементов 13 и..21, соединенными также через диод 20 с датчиком 15 тока.

Выход порогового элемента 21 соединен с вторым входом блока И 8. В результате обеспечиваются исключение автоколебаний при ослабленном поле двигателя и ограничение перерегулирования тока якоря при усилении поля двигателя. 2 ил.

РХ

ЬР .4h ! {вД)

Cb

;00

К) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1249682

Преобразователь 2 выполнен реверсивным, а возбудитель 11 является нерезерсивным преобразователем. Блок

3 может быть выполнен с задатчиком интенсивности, который при скачкообразном изменении сигнала на его входе плавно изменяет сигнал на своем выходе.

На фиг. 2 представлены электромеханические характеристики электропривода механизма подъема: характерис.тики 28 привода в режиме "Подъем" при полном поле двигателя в зависимости от положения блока 4 задания, характеристика 29 привода в режимеII 11

Подъем при ослабленном поле двигателя в крайнем подожении блока 4 задания, характеристики 30 привода в

II и режиме Спуск при полном поле двигателя в зависимости от положения блока 4 задания, характеристика 31 привода в режиме "Спуск" при ослабленном поле двигателя в крайнем положении блока 4 задания, нефиксированная характеристика 32 привода, до которой затормаживается двигатель при торможении снижением напряжения на якоре двигателя за время, пока поле двигателя остается ослабленным, характеристика 33 ограничения напряжения тиристорноГо преобразователя по инверторному режиму. Кроме того, обозначены

3 .ток Е в цепи якоря двигателя при спуске без груза в режиме ослабленно-. го поля, ток Е в цепи. якоря двигателя при спуске груза и при полном поле двигателя, ток I в цепи якоря з двигателя при подъеме без груза в режиме ослабленного поля, ток Е в . цепи якоря двигателя при спуске груза в режиме полного поля двигателя.

Из характеристик очевидно, что ток двигателя при подъеме без груза .с ослабленным полем I и ток двига«

3 теля при спуске груза Е с полным

2 полем соизмеримы. При торможении из т. А без задержки сигнала на усиление поля за счет броска тока имеет место опрокидывание преобразователя — т. С, находящаяся за пределами характеристики ограничения по инверсному режиму.

40

В качестве датчика 16 напряжения может быть использовано электромаг 50 нитное реле напряжения, катушка 22 которого через резистор 23, шунтированный размыкающим контактом 24 реле

1 включена на зажимы. якоря двигателя 1.

В качестве датчика 15 тока якоря двигателя 1 может быть использовано уст55 ройство, состоящее из трех трансформаторов 25 тока, трехфазного выпрямителя 26 и резистора 27, Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления двигатеЛями постоянного тока, и может быть использовано для управления двигателем электроприво- 5 дов грузоподъемных механизмов, например механизма подъема крана.

Цель изобретения — повышение надежности электропривода.

На фиг. 1.представлена схема 10 электропривода постоянного тока; на фиг. 2 — электромеханические характеристики электропривода °

Предлагаемый электропривод содержит (фиг. 1) двигатель 1, подклю- 15 ченный к реверсивному преобразователю 2 с блоком 3 управления, вход которого подключен к блоку 4 задания, соединенному с одними входами блока

И 5 и блока ИЛИ 6, блок ИЛИ 7,, бло- 20 ки И 8 и 9, обмотку 10 возбуждения двигателя 1, подключенную к возбудителю 11 с блоком 12 управления, пороговые элементы 13 и 14, инверсный выход порогового элемента 13 через z5 блок ИЛИ 6 соединен с входом блока

И 8, выход порогового элемента 14 соединен с входом блока 12 управления возбудителя.11, датчиком тока 15 и напряжения 16.якоря двигателя 1, два элемента 17 и 18 задержки, два диода 19 и 20.и пороговый элемент 21.

Инверсный выход датчика 16 напряжения через элемент 17 задержки и

35 диод 19 соединен с входами пороговых элементов 13 и 21, соединенными также через диод 20 с датчиков 15 тока.

Выход порогового элемента 21 соединен с вторым входом блока И 8. Выход блока ИЛИ 7 через блок И 5, элемент

18 задержки, блок И 9 соединен.с входом порогового элемента 14. Второй вход блока И 9 соединеы с выходом датчика 16 напряжения, а второй выход 45 элемента 18 задержки соединен с вторым входом блока ИЛИ 7.

При задержке подачи сигнала на усиление поля при торможении сначала за счет снижения напряжения рабочая точка перемещается из т. А в т. В на характеристике 34 ° Бросок тока при .торможении усилением поля из

1249682 т. В при пониженном напряжении к опрокидыванию инвертора не приводит (характеристика 35).

Устройство работает следующим образом. 5

При подаче сигнала управления с выходов блока 4 задания сигнала заданного направления и заданной величины поступает на вход блока 3 уп- 10 равления и на вход блока И 5, в случае работы в направлении подъема— на вход блока ИЛИ, 6. Датчик 16 напря жения настраивается на срабатывание прН напряжении, Равном по величине 15 номинальному напряжению двигателя

1. Пока это напряжение меньше, на инверсном выходе датчика 16 напряжения логический сигнал равен единице, и через элемент 17 задержки и диод 20

19 он поступает на входы пороговых элементов 13 и 21, при этом сигнал на инверсных выходах пороговых элементов 13 и 21 равен логическому нулю. Следовательно, на выходе блока 25

И 8 сигнал также равен логическому нулю. Через блоки 7, 5, 19, 9 и 14 сигнал логического нуля передается на вход блока 12 управления ослаблением поля. На выходе возбудителя 11 пдлное напряжение, т.е. номинальный ток возбуждения и, следовательно, номинальный магнитный поток двигателя 1. Сигналы с выходов датчиков

15 и 16 сравниваются на входе пороговых элементов 13 и 21. Пока нап35 ряжение на якоре двигателя 1 не достигло величины уставки датчика 16 1 напряжения, сигнал с выхода датчика

15 тока не влияет на работу схемы.

Когда .напряжение якоря двигателй достигает величины уставки, сигнал на инверсном выходе датчика 16 напряжения становится равным логическому нулю. На входах пороговых элементов

13 и 21 нуль сигнала от датчика 16 напряжения появляется через время задержки элемента 17 задержки. 3а время задержки ток в якоре двигателя.

1 снижается до статического значения, и с выхода датчика 15 тока через диод 20 на входы пороговых элементов

13 и 21 подается сигнал, пропорцио-... нальный величине тока якоря двигателя 1.

В зависимости от величины этого сигнала возможны три варианта работы привода: при подъеме и спуске груза пороговые элементы 13 и 21 остаются включенными, и сигнал на их инверсных выходах равен логическому нулю, и далее схема работает так, как описано вьппе, при подъеме порожнего грузозахватного устройства сигнал на входе порогового элемента 21 недостаточен по величине и сигнал на его инверсном выходе становится равным логической единице, состояние порогового элемента .13 остается прежним, т.е. сигнал на его инверсном выходе остается равным логическому нулю, так как пороговые элементы 13 и 21 имеют разный порог срабатывания; при спуске порожнего грузозахватного устройства сигнал на входах пороговых элементов 13 и 21 недостаточен для удержания их во включенном состоянии, следовательно, на инверсных выходах пороговых элементов 13 и

21 появляется сигнап, равный логической единице.

В режиме подъема порожнего грузозахвата .пороговый элемент 21 выключается, и на его инверсном выходе имеет место сигнал логической единицы, пороговый элемент 13 остается включенным. Этот сигнал поступает на вход блока И 8. На первый вход блока

ИЛИ 6 сигнал логической единицы поступает от блока 4 задания. Следовательно, поступают сигналы логической единицы на оба входа блока И 8. Далее через блоки 7, 5, 18, 9 и 14 этот сигнал поступает на вход блока 12, подается команда на снижение напряжения на выходе возбудителя 11, т.е. на ослабление поля двигателя 1 и увеличение его частоты вращения, В дальнейшем увеличение тока в цепи якоря за счет ослабления поля и увеличение сигнала на входах пороговых элементов

13 и 21, которое приводит к повторно-, му ложному включению порогового эле- . мента 21» не влекут за собой снятие сигнала на ослабление поля, так как введена обратная связь с второго выхода элемента 18 задержки на второй вход блока ИЛИ 7. При этом при появлении сигнала "0" на выходе блока И 8 сигнал на выходе элемента

18 задержки равен, логической единице, так как на втором входе блока

ИЛИ ? обратной связью поддерживается сигнал логической единицы, и поэтому

5 1249682 система остается в прежнем устойчивом состоянии, несмотря на увеличение тока в якоре двигателя 1 из-за ослабления его поля.

Таким образом, наличие пороговых элементов 13 и 21 с блоком ИЛИ 6 позволяет различить токи двигателя

1 в зависимости от избранного направления — подъема или спуска (направление тока при этом не меняется). 1О

Элемент 17 задержки обеспечивает прохождение. сигнала от датчика 15 тока на зходы пороговых элементов

13 и 21 только после завершения переходного процесса, когда величина !5 тока якоря двигателя 1 достигает статического значения. Элемент 18 задержки с охватывающей обратной связью устраняет колебательные процессы после ослабления магнитного 20 .потока и усиления тока якоря двигателя ° Кроме того, элемент 18 задержки обеспечивает надежную работу привода в тормозном режиме после спуска при ослабленном поле, устраняя опасность опрокидывания реверсивного преобразователя 2 в инверторном режиме. После снятия управляющих сигналов с блока 4 реверсивный преобразователь через блок 3 получает ко- 30 манду на снижение напряжения. Команды же на усиление магнитного потока не поступают, так как через блок

И 9, пороговый элемент 14 и блок,12 от датчика 16 напряжения проходит сигнал ослабления поля до тех пор, пока напряжение на якоре двигателя

1 не снизится до заданного значения.

Второй сигнал на вход блока И 9 с выхода элемента 18 задержки поступа- щ ет благодаря наличию временной за, держки. Благодаря этому сигнал на усиление поля двигателя 1 подается при пониженном напряжении на якоре е двигателя. Последнее обстоятельст- 45 во особенно важно при работе реверсивного преобразователя 2 в инверторном режиме, так как бросок тока в цепи якоря при торможении имеет место при пониженном напряжении, что улучшает коммутацию двигателя, кроме того, устраняется опасность опрокидывания реверсивного преобразователя 2 в инверторном режиме.

Таким образом, в электроприводе постоянного тока обеспечивается повышение надежности работы в режиме ослабленного поля за счет наличия независимых уставок по току в I u IV квадрантах, что особенно важно в механизмах подъема крана с соотношением масс порожнего и нагруженного грузозахвата, например, 1:3, за счет взвешивания. груза только в установившемся режиме, исключения автоколебаний при ослабленном поле двигателя и за счет ограничения выброса тока якоря при усилении, поля двигателя. формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, подключенный . к реверсивному преобразователю с блоком управления, вход которого подклю-. чен к блоку задания, соединенному с одними входами первых блока И и блока

ИЛИ, второй блок ИЛИ, второй и третий блоки И, обмотку возбуждения двигателя, подключенную к возбудителю с блоком управления, первый и второй пороговые элементы, инверсный выход первого порогового элемента через первый блок ИЛИ соединен с входом второго блока И, выход второго порогового элемента соединен с входом блока управления возбудителя, датчики тока и напряжения якоря двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два элемента задержки, два диода и третий пороговый элемент, при этом инверсный выход датчика напряжения через первый элемент задержки и первый диод соединен с входами первого и третьего пороговых элементов, соединенными также через второй диод с датчиком тока, выход третьего порогового элемента соединен с вторым входом второго блока И, выход второго элемента ИЛИ через первый. блок И, второй элемент задержки, третий блок

И соединен с входом второго порогово" го элемента, второй вход третьего . блока И соединен с выходом датчика,, напряжения, а второй выход второго элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ.

l249682. Составитель Ю.Воробьев

Техред Л.Олейник Корректор С.Черни

Редактор А.Шишкина

Заказ 4338/58

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4