Электропривод постоянного тока
Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированном электроприводе постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит вспомогательный источник питания 9, к-рый включен входной цепью в цепь обмотки независимого возбуждения 8 и имеет низковольтное схемное упрощенное выполнение. Возможна упреждающая подготовка цепей управления силовым широтно-импульсным преобразователем 3, к началу процессов бестоковой коммутации силовых контактов 5 линейного контактора 6 с помощью логических схем 17, 18, а также защита от обрыва цепи обмотки возбуждения 8 электродвигателя 2 ил. i СО ™ :о 4; ;:о ел ё Фы.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А) (19) (11) (51) 4 Н 02 P 5 06
ИМЕЛА
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4058612/24-07 (22) 23.04.86 (46) 07.10.87. Бюл. N - 37 (71) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электрических машин постоянного тока завода нЭлектромашина" (72) Я.И.Волкомирский, В.A.Ãoðäîâîé, А.П.Инешин и В.А.Купер (53) 621. 316. 718. 5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 964936, кл. Н 02 Р 5/06, 1981.
Крайцберг М.И. и Шикуть Э.В.
Импульсные методы регулирования цепей постоянного тока с помощью тиристоров. — M.: Энергия, с. 60. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированном электроприводе постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит вспомогательный источник питания 9, к-рый включен входной цепью в цепь обмотки независимого возбуждения 8 и имеет низковольтное схемное упрощенное выполнение. Возможна упреждающая подготовка цепей управления силовым широтно-импульсным преобразователем 3, к началу процессов бестоковой коммутации силовых контактов 5 линейного контактора 6 с помощью логических схем 17, 18, а также(защита от обрыва цепи обмотки возбуждения 8 электродвигателя 1. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматиэируемом электроприводе постоянного тока.
Целью изобретения является повышение надежности электропривода.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема электропривода; на фиг. 2 — временные диаграммы работы
1О электропривода.
Электропривод постоянного тока (фиг. 1) содержит двигатель, обмотка 1 якоря которого шунтированная обратным диодом 2 через преобразователь 3 под15 ключена к источнику 4 питания через контакты 5 контактора, один вывод обмотки 6 которого через кнопки 7 управления подключен к положительному выводу источника 4 питания который
У 20 через контакт 5 контактора соединен с обмоткой 8 возбуждения. Вспомога,тельный источник 9 питания одним выходом 10 соединен через широтно-импульсный модулятор 11 с входом преоб- 25 разователя 3. Датчик 12 тока якоря
f двигателя и датчик 13 скорости соединены через блок 14.сравнения с входом широтно-импульсного модулятора 11.
Кроме того, электропривод имеет стабилитрон 15, блок 16 развязки, схему ИЛИ 17, схему И-НЕ 18. Вспомогательный источник 9 питания имеет второй независимый выход 19. Стабилитрон 15 подключен к второму выводу обмотки 6 контактора и к отрицательному выводу источника 4 питания и шунтирует вход блока 16 развязки,„ один выходной вывод которого соединен через контакт 5 контактора с от40 рицательным выводом источника питания, а второй вывод — с одними входами .схемы ИЛИ 17 и схемы И вЂ” НЕ 18, вторые входы которых соединены с вторым вы,ходом 19 вспомогательного источника 9 питания, третий вход схемы И вЂ” НЕ 18 соединен с выходом схемы ИЛИ 17, соединенным через резистор ?О с выходом широтно-импульсного модулятора 11, третий вход которого соединен с выходом схемы И вЂ” НЕ 18 ° Вспомогательный источник 9 питания включен между вторым выводом обмотки 8 возбуждения и контактом 5 контактора, соединенным с отрицательным выводом источника 4 питания.
Злектропривод работает следуюшим образом.
32 2
При включении кнопки 7 управления в момент времени " (фиг. 2) напряже1 ние первичного источника 4 питания подается в цепь обмотки 6. При этом практически безинерционно напряже-ение положительной полярности (фиг.2а) на стабилитроне 15 передается блоком
16 развязки с изменением полярности (фиг. 2б) на схемы ИЛИ 17, И-НЕ 18.
Указанные схемы передают соответственно отрицательное запирающее смещение (фиг. 2б) на преобразователь 3, а также запрещающий сигнал по выходу схемы И-НЕ 18 ввиду отсутствия на ее втором входе напряжения вспомогательного источника 9 питания на блокирующий вход широтно-импульсного модулятора 11. Тем самъм производится упреждающая подготовка преобразователя 3 с
его принудительным запиранием к моменту t замыкания контактов 5 кон2 тактора с целью их практически бестоковой коммутации и защиты устройства.
Замыкание контактов 5 контактора в момент времени t приводит к появ2 лению напряжения источника 4 питания (фиг. 2в), прикладываемого к закрытым транзисторам преобразователя 3 и к цепи обмотки 8 независимого возбужде-. ния двигателя, ток которой в соответствии с величиной электромагнитной постоянной времени этой цепи нарастает до номинального значения по апериодическому закону изменения (фиг. 2г).
В момент времени t соответствующий промежуточному, например половинному значению величины тока обмотки 8 возбуждения, срабатывает вспомогательный источник 9 питания.(фиг. 2д), имеющий релейную характеристику вход-выход, условно показанную на фиг, 1. При Этом1 появление двух стабилизированных напряжений постоянного гока положительной и отрицательной полярности соответственно на первом 10 и втором 19 его выходах (фиг. 2д) приводит к пода" че питания на широтно-импульсный модулятор 11 и появлению управляющего сигнала на входах схем ИЛИ 17 и И-НЕ
18, причем на выходе последней в результате появившегося совпадения управляющих сигналов отрицательной полярности как на ее первом, так и на втором входах происходит изменение полярности выходного сигнала (фиг.2е) и снятие таким образом исходного запрещающего сигнала на блокирующем входе широтно-импульсного модулятора 11.
1343532
Таким ооразом, после проверки йсправности цепи обмотки 8 независимого возбуждения двигателя (фиксируемой срабатыванием вспомогательного источника 9 питания, начинается работа широтно-импульсного модулятора 11, управляющего в функции сигналов задания и датчиков 12 и 13 электрическим состоянием ключевых транзисторов преобразователя 3, соответствующим изменением величины их скважности — времени относительного включения. При этом, на интервале времени t -t в реэуль3 1 тате управляемой подачи напряжения на цепь обмотки 1 якоря двигателя формируется практически прямоугольная пусковая диаграмма его якорного тока (фиг. 2ж) на заданном безопасном уровне, после чего переходный процесс запуска двигателя по цепям его якоря 1 и обмотки 8 возбуждения заканчивается.
На неопределенно долгом интервале -t установившегося режима работы двигатель работает с пониженным (по сравнению с пусковым) уровнем потребления тока (фиг. 2ж), определяемым моментом сопротивления нагрузки на
его валу, и со стабилизированной частотой вращения, определяемой сигналом задания.
В момент времени 1, соответствующий отключению кнопок 7 управления, размыкается цепь обмотки 6 контактора и исчезает напряжение на стабилитроне 15 (фиг. 2а), выходе блока 1б развязки (фиг. 2б) и на выходе сработавшей при этом схеме И-НЕ 18 появляется запрещающий сигнал (фиг. 2е), подводимый к входу широтно-импульсного модулятора 11. Это приводит соответственно к запиранию ключевых транзисторов преобразователя 3 и отключению цепи обмотки 1 якоря двигателя от источника 4 питания с замыканием, тока якоря в шунтирующем контуре обратного диода 2. Тем самым производится упреждающая подготовка к практически бестоковой коммутации (отключению) контактов 5 контактора, происходящей в момент времени t
iT,е. с временной задержкой по отношеи tt нию к моменту t нажатия кнопки Стоп обусловленной известным эффектом замедления отключения электромеханической системы контактора.
В момент времени г. размыкания контактов 5 контактора снимается напряжение источника 4 питания с цепей двигателя, при этом ток обмотки 8 независимого возбуждения замыкается, уменьшаясь по апериодическому закону (фиг. 2г) в контуре, образованном обратным диодом 2, обмоткой 8, входной цепью питания вспомогательного источника 9 питания преобразователем 3.
Причем активное запирающее смещение в резисторе 20 закрытых база-эмиттерных переходов транзисторов преобразователя 3 сохраняется в течение продолжительного интервала времени, до момента времени t (фиг. 2), когда при существенном снижении тока цепи обмотки 8 независимого возбуждения двигателя произойдет соответствующее релейное исчезновение выходных напряжений вспомогательного источника 9 питания на его обеих выходах 10 и 19.
Таким образом, эа счет практически бестоковой коммутации контактов контактора с помощью схем ИЛИ и И-НЕ, а также наличия защиты от обрыва цепи обмотки возбуждения двигателя повьппается надежность электропривода.
Формула изобретения
Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель с независимым возбуждением, обмотка якоря которого, шунтированная обратным диодом, через преобразователь подключена к источнику питания через контакты контактора, один вывод обмотки которого через кнопки управления подключен к положительному выводу источника питания, который через контакт контактора соединен с обмоткой возбуждения, вспомогательный источник питания, одним
40 выходом соединенный через широтноимпульсный модулятор с входом преобразователя, датчик тока якоря двигателя и датчик скорости, соединенные через .блок сравнения с входом широт45
- но-импульсного модулятора, о т л и1 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены стабилитрон, блок развязки, схема ИЛИ, схема И-HE а вспомогательный источник питания имеет второй независимый выход, при этом стабилитрон подключен к второму выводу обмотки контактора и отрицательному выводу источника питания и шунтирует вход блока развязки, один выходной вывод которого соединен через контакт контактора с отрицательным выводом источника питания, а другой вывод — с одними входами схемы
13" < 3 53?
О
Составитель Ю.Воробьев
Редактор Н.Гунько Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик
Заказ 4835/55 Тираж 659 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35р Раушская наб q д 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
ИЛИ и схемы И-НЕ, другие входы которых соединены с другим выходом вспомогательного источника питания, третий вход схемы И-HF. соединен с выходом схемы ИЛИ, связанным с выходом широтчо-импульсного модулятора, третий вход Knòор<и o (
