Электропривод постоянного тока с независимым возбуждением

 

Изобретение относится к электротехнике . Повышение надежности и эффективности обеспечивается за счет того, что эмиттер транзистора 5 соединен с выходом регулируемого выпрямителя 2 и одним из выводов обмотки якоря 1. База транзистора 5 соединена с выводом выпрямителя 3 и одним из выводов обмотки 4 возбуждения , а коллектор транзистора 5 связан с другими выводами обмотки якоря 1 и обмотки 4 возбуждения. При исчезновении напряжения на обмотке 4 возбуждения, например вследствии неисправности выпрямителя 3, обмотка 4 возбуждения получает питание через эмиттерный переход транзистора 5 от регулируемого выпрямителя 2 ,и двигатель оказывается работающим в режиме параллельного возбуждения. 1 3.п. ф-лы. 3 ил. с $ (Л Г 4г Ю ;о ГС ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

21 0 А1 (19) (И) (51)4 Н 02 Р 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3981870/24-07 (22) 29.11.85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) В.В.Фомин (53) 621.316.718.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 142353, кл. Н 02 P 3/12, 1961.

Патент Японии № 23723, кл. 55 С 2/03, 1975. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Повышение надежности и эффективности обеспечивается за счет того, что эмиттер транзистора 5 соединен с выходом регулируемого выпрямителя 2 и одним из выводов обмотки якоря 1. База транзистора 5 соединена с выводом выпрямителя 3 и одним из выводов обмотки 4 возбуждения, а коллектор транзистора 5 связан с другими выводами обмотки якоря 1 и обмотки 4 возбуждения. При исчезновении напряжения на обмотке 4 возбуждения, например вследствии неисправности выпрямителя 3, обмотка 4 возбуждения получает питание через эмиттерный переход транзистора 5 от регулируемого выпрямителя 2 ,и двигатель оказывается работающим в режиме параллельного возбуждения.

1 з.п. ф-лы. 3 ил.

1 129

Изобретение относится к электротехнике, а имейно к автоматизированному электроприводу постоянного тока.

Цель изобретения — повышение надежности: и эффективности торможения.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема электропривода постоянного тока с независимым возбуждением для случая нереверсивного управления при однополупериодном питании обмоток якоря и возбуждения; на фиг. 2— то же, при двухполупериодном питании обмоток якоря и возбуждения; на фиг. 3 — принципиальная схема электропривода для случая реверсивного управления при двухполупериодном питании обмотки возбуждения и однополупериодном питании обмотки якоря.

Электропривод постоянного тока с независимым возбуждением (фиг. 1) содержит двигатель, обмотка 1 якоря которого через регулируемый выпрямитель 2 подключена к источнику питания, который через выпрямитель 3 подключен к обмотке 4 возбуждения, транзистор 5. Эмиттер транзистора 5 соединен с выходом регулируемого выпрямителя 2 и одним из выводов обмотки 1 якоря. База транзистора 5 соединена с выводом выпрямителя 3 и одним из выводов .обмотки 4 возбуждения, а коллектор транзистора 5 связан с другими выводами обмотки 1 якоря и обмотки 4 возбуждения.

Гезистор 6 включен в цепь коллектора транзистора 5 и выполняет функции тормозного резистора. В общем случае сопротивление резистора 6 может выбираться в пределах от нуля (что соответствует отсутствию резисторов 6 в цепи коллектора) до достаточно больших значений (что соответствует вырождению транзистора 5 в диод, равнозначный эмиттерному переходу). Выпрямитель 2 может быть подключен и к выходу выпрямителя 3.

Регулируемый выпрямитель 2 (фиг,2) образован двумя тиристорами, а выпрямитель 3 — четырмя диодами, по двум из которых протекает не только ток обмотки 4 возбуждения, но и ток обмотки якоря при отпирании тиристоров.

Регулируемый выпрямитель 2 (фиг. 3) образован четырьмя тиристорами, а выпрямитель 3 — четырьмя диодами.

Поскольку при реверсе напряжение на обмотке 1 якоря меняет знак, тран2150 2 зистор 5 и резистор 6 подключены к ней через выпрямительный мост 7 из четырех диодов. Если необходимо двухполупериодное питание обмотки 1 якоря, то регулируемый выпрямитель 2 может быть построен на восьми тиристорах с соответствующим управлением ими.

Электропривод работает следующим

1О образом.

При работе электропривода обмотки 1 якоря и возбуждения 4 получают питание соответственно от выпрямителей 2 и 3. При этом транзистор 5 заперт, поскольку напряжение на его эмиттерном переходе или равно нулю (если напряжение имеется на выходах обоих выпрямителей 2 и 3), или является запирающим (если напряжение имеется только на выходе выпрямителя 3). Благодаря этому цепь коллектор-эмиттер транзистора 5 отключена от обмотки 1 якоря. Для защиты транзистора 5 от воздействия напряжения

25 на выходе выпрямителя 3 в цепь базы транзистора 5 может быть включен диод»

При отключении источника питания и исчезновении напряжений на выходах выпрямителей 2 и 3, если якорь двигателя вращается, транзистор 5 открывается, поскольку через его эмит. терный переход и обмотку 4 возбуждения под действием противо-ЭДС начи35 нает протекать соответствующий ток.

При этом обмотка 1 якоря, обмотка 4 возбуждения и цепь коллектора транзистора 5 оказываются включенными параллельно и: обтекаются токами, соз,Ф о дающими тормозящий момент и существующими до полной остановки якоря.

При насыщении транзистора 5 (что принципиально возмойно только при нулевом сопротивлении резистора 6) к параллельно включенным обмотке 1 якоря и обмотке 4 возбуждения подключается резистор 6.

Тормозящий момент увеличивается также благодаря тому, что эмиттерный переход транзистора образует цепь для протекания через обмотку якоря тока, создаваемого ЭДС самоиндукции обмотки 4 возбуждения при отключении источника питания.

Принцип работы устройства сохраняется, если аноды и катоды у всех диодов и тиристоров одновременно поменять местами, а тип проводимос1292150 l0

) Е

М =С С (- — --)> ° то м в R +R

У (1+В)(1+->)

R мт R4

«б

М тО (1.(.В.).й.) 2 ку ти транзистора сменить на противоположный.

Параметры транзисторов 5 и резистора 6 могут быть выбраны так, что тормозящий момент М в процессе торможения имеет максимально возможное для конкретного двигателя значение, Такой оптимизирующий выбор основан на том, что при торможении транзистор 5 оказывается включенным по схеме с общей базой, причем в цепи эмиттера включена обмотка 1 якоря с сопротивлением К„и противо-ЗДС Е,. в цепи базы — обмотка 4 возбуждения с сопротивлением R и током I и в цепи коллектора — резистор 6 с сопротивлением R. Если считать магнитный поток Р обмотки 4 возбуждения, равным С Тз, и учесть, что ток

I в обмотке 1 якоря связфн с током

1 множителем (В + 1),: где  — коэффйциент усиления тока базы транзистора 5, то при любой величине Е > О имеет место соотношение

К

M = C I C I = С С (-----)> (В + 1 т мя ьв м еК+(В+1)К

При В = О, что равносильно исключению транзистора 5 (или бесконечно большому сопротивлению К резистора 6) и замыканию обяотки 1 якоря при торможении только на обмотку 4 возбуждения, тормозящий момент зависит только от параметров двигателя и определяется отношением

Отношение тормозящих моментов М /М имеет вид

Оно становится максимальным, что следует из приравниваиия к нулю производной правой части по В при

В = (К /К„) -1, причем

Ю Я к = (к, RÄ)/(к,-R„).

Таким образом, наибольшая эффективность торможения обеспечивается

55 при условии, что резистор 6 имеет сопротивление R = К /R = /R К )/(R "

-К„), если. транзистор 5 обладает коэффициентом усиления тока базы

 (R/R) — 1.

При выполнении этих условий максимальный тормозящий момент соизмерим с тормозящим моментом, возникающим при номинальном питании обмотки и номинальной скорости вращения якоря после переключения обмотки якоря с источника питания на соответствующий тормозной резистор.

При использовании электропривода для повышения эффективности торможения не требуется дополнительных затрат энергии от внешних источников питания, а также какого-либо усложнения устройства.

В электроприводе предотвращается выход двигателя из строя при исчезновении напряжения на обмотке 4 возбуждения (например, вследствие неисправности выпрямителя 3), поскольку при этом обмотка 4 возбуждения получает питание через эмиттерный переход транзистора 5 от регулируемого выпрямителя 2 и двигатель оказывается работающим в режиме параллельного возбуждения, т.е. повышается надежность электропривода.

Использование устройства позволяет улучшить свойства электропривода, когда напряжение на выходе выпрямителя 3 имеет пульсирующий характер (например, не сглажено). Тогда при вращении якоря на соответствующих интервалах периода переменного напряжения сети эмиттерный переход транэисхора 5 открывается и ток через обмотку 4 возбуждения определяется противо-ЭДС, генерируемой обмоткой 1 якоря. Улучшение свойств электропривода при этом связано, с одной стороны, с возникновением в суммарном магнитном потоке составляющей, пропорциональной противо-ЭДС двигателя и, следовательно, скорости вращения якоря, что равносильно охвату двига теля отрицательной обратной связью по скорости, а с другой стороны, с подтормаживанием якоря на соответствующих интервалах периода, напри- мер, при снижении напряжения на выходе регулируемого выпрямителя 2 и обмотке якоря 1. Для решения этих задач можно варьировать величину сопротивления резистора 6.

1292150

Формула из об ре те ния

Фиг.2

Фиа3

Составитель Ю. Воробьев

Техред А. Кравчук Корректор А. Тяско

Редактор Н. Иарголина э

Заказ 283/56

Тираж 661

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

1, Электропривод постоянного тока с независимым возбуждением, содержащий двигатель, якорная обмотка которого через регулируемый выпрямитель подключена к источнику питания, который через выпрямитель подключен к обмотке возбуждения, транзистор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с t0 целью повышения надежности и эффективности торможения, эмиттер транзистора соединен с выходом регулируемого выпрямителя и одним из выводов обмотки якоря, база транзистора соединена с выводом выпрямителя и одним из выводов обмотки возбуждения, а коллектор транзистора связан с другими выводами обмотки якоря и обмотки возбуждения.

2. Электропривод по п. 1, о тличающийся тем,что вцепь коллектора транзистора включен резистор с величиной сопротивления, равной (ц. К„)/(Кв-R ), где Кв, К вЂ” сопротивления обмотки возбуждения и обмотки якоря.