Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дли различных механизмов машиностроительного комплекса. Целью изобретения является упрощение и повьппение надежности . Электропривод содержит электродвигатель I, якорная обмотка к-рого включена между нулевыми вьгеодами вто ричных обмоток трехфазного согласующего трансформатора через два соединенных встречно-параллельно тиристора 21 и 22. Катоды вентилей первого выпрямителя 4 объединены и подключе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / .;

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C е (21) 4142993/24-07 . (22) 05.11.86 (46) 23.04.88. Бюл. Р 15 (71) Коммунарский горно-металлурги ческий:институт (72) В.Г.Дрючин, В.А.Ошега, В.С.Песоцкий, В.С.Заведия и В.В.П1ербак (53) 621.316.718.1(088.8)

Ф (56) Авторское свидетельство СССР

11 904168, кл. Н 02 P 5/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 811471, кл. Н 02 Р 5/06, 1979.

„„SU„„1390758 А1 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро- . технике и может быть использовано для различных механизмов машиностроительного комплекса. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности. Электропривод содержит электродвигатель 1, якорная обмотка к-рого включена между нулевыми выводами вторичных обмоток трехфазного согласующего трансформатора через два соединенных встречно-параллельно тиристора 21 и 22. Катоды вентилей первого выпрямителя 4 объединены и подключе-

1390758

10 ны к объединенным анодам вентилей второго выпрямителя 5, катоды к-рого также объединены и соединены с анодами вентилей первого выпрямителя 4.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивных электроприводах постоянного тока различных механизмов машиностроительного комплекса. 5

Цель изобретения .- упрощение и повышение надежности электропривода.

На чертеже представлена блок-схема электропривода по тониного тока,.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель I независимого возбуждения, трехфазный индук-" тивно-емкостный преобразователь 2 напряжения в источник неизменного тока, вход которого подсоединен к сети переменного напряжения. Трехфазный согласующий трансформатор 3 с двумя вторичными обмотками, соединенными по схеме звезда с нулевым выводом, первичной обмоткой подключен к выхо- . ду индуктивно-емкостного преобразователя 2. Два трехфа.зных мостовых |зыпрямителя 4 и 5, вентили катодных групп которых выполнены управляемыми, *25 входами подсоединены к соответствующим вторичным обмоткам согласующего трансформатора 2. Входы трех нуль-органов 6-8 подключены к выводам одной из вторичных обмоток согласующего трансформатора 2. Вход блока 9 ввода-вывода подсоединен к источнику задающего напряжения„ Кроме того, электропривод содержит тахогенератор

10, вал которого сочленен с валом электродвигателя I, датчик 11 наличия35 и направления вращения, вход которого подключен к выходу тахогенератора

10, сумматор 12, один вход которого соединен с источником задающего напряжения, а второй — с выходом тахо- 40 генератора 10, релейный элемент 13, вход которого подключен к выходу сумматора 12, и распределитель 14 импуль- сов, входы которого соединены с выходами датчика ll наличия и направления 45 вращения, нуль-органов 6-8, релейноЗто позволяет уменьшить число управляемых веитилей с каналами управления, упростить алгоритм управления.

I з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. го элемента 13 и блока 9 ввода-вывода °

Между выходами распределителя 14 импульсов и соответствующими управляемыми вентилями выпрямителей 4 и 5, включейы согласующие элементы 15-20 при этом объединенные катоды управляемых вентилей выпрямителя 4 соединены с объединенными анодами вентилей выпрямителя 5, объединенные катоды управляемых вентилей которого соединены с объединенными анодами вентилей выпрямителя: 4. Якорная обмотка электродвигателя 1 включена между нулевыми выводами вторичных обмоток согласующего трансформатора 2, и, кроме того, последовательно с якорной обмоткой двигателя 1 включены два соединенных встречно-параллельно дополнительных тиристора 21 и 22, управляющие электроды которых через согласующие элементы 23 и 24 подключены к соответствующим выходам распределителя 14 импульсов.

Логический распределитель 14 импульсов включает в себя два логических элемента ИЛИ-НЕ 25 и 26, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока 9 ввода-вывода, а их вторые входы — с выходами датчика 1! наличия и направления вращения, два диода 27 и 28, два логических элемента И-HF. 29 и 30, первые входы которых годключены к выходам логических элементов 25 и 26, а их вторые входы через разнополярно включенные диоды 27 и 28 соединены с релейным элементом 13, шесть лсгических элементов И 31-36, первые входы которых подключены к выходам элементов 29 (первых трех элементов

И) и 30 (вторых трех элементов И), а вторые входы элементов И подсоединены к соответствующим выходам нульорганов 6 — 8, при этом выходы элементов 25, 26 и 31-36 являются выходами

1390758

Режим работы привода

Вращение вперед

Нулевая скорость

Вращение назад

Внешние команды управления

4 с

"Вперед"

"Стоп"

"Наз ад"

0 логического распределителя 14 импульсов.

; Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

Датчик ll наличия и направления вращения вырабатывает сигналы К и R, комбинация которых в соответствии с табл.l позволяет контролировать как вращение двигателя, так и направление этого вращения ° Блок 9 ввода вывода предназначен для преобразования аналогового сигнала !1. в сигналы М и N, при помощи которых закодированы внешние команды управления в соответ- 15 ствии с табл.2.

Таблица 1

Таблица 2 30

В исходном состоянии U = 0 и на выходах блока 9 ввода-вывода и датчи.- 15 ка 11 наличия и направления вращения имеют место нулевые сигналы, т.е, M O, N=O, К=О и R=O. При этом на вы .ходах элементов ИЛИ-НЕ 25 и 26 еди:ничные сигналы.Эти единичные сигналы 50 поступают на первые входы элементов

И-НЕ 29 и 30, на вторые входы кото-. с рых поступает сигнал с выхода релейного элемента 13 через диоды 27 и 28. Так как на входах сумматора 12 в ис55 ходком состоянии имеют место нулевые

:сигналы, то и на выходе релейного элемента 13 будет нулевой сигнал.

Зто обеспечит на выходах элементов

И-НЕ 29 и 30 единичные сигналы. Единичные сигналы с выходов элементов

И-НЕ 29 и 30 поступают на элементы

И 31-36 соответственно, которые при этом будут пропускать импульсы с выходов нуль-органов 6-8 на согласующие элементы 15-20, которые вырабатывают управляющие импульсы тиристоров . выпрямителей 4 и 5. Тиристоры выпрямителей 4 и 5 открываются, что обеспечивает шунтирование вторичных обмоток согласующего трансформатора 3.

Единичные сигналы на выходах элементов 25 и 26 обеспечивают подачу управляющих импульсов на тиристоры

2! и 22 с согласующих элементов 23 и

24. Однако по якорной обмотке двигателя 1 и по тиристорам 21 и 22 ток протекать не будет, так как выпрямители 4 и 5 шунтируют вторичнь|е обмотки согласующего трансформатора 3.

При подаче U> ) 0 на вход сумматора

12 и вход блока 9 ввода-вывода на выходах последнего будет иметь место комбинация сигналов M=l и M=0, а на выходе релейного элемента 13 — единичный положительный сигнал. Это обеспечивает единичный сигнал на выходе элемента 25 и нулевой сигнал на выходе элемента 26. При этом на управляющий электрод тиристора 21 с " согласующего элемента 23 будет поступать управляющий импульс. Одновременно такое распределение сигналов на выходе элементов 25 и 26 обеспечивает нулевой сигнал на выходе элемента

И-НЕ 29 (на входах его имеют место единичные сигналы с выходов элемента

25 и с выхода релейного элемента 13 через диод 27) и единичный сигнал на выходе элемента 30. Единичный сигнал на выходе элемента 30 обеспечивает прохождение сигналов с нуль-органов

6-8 через элементы И 34-36 и согласующие элементы 18-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямительного моста 5. Нулевой сигнал на выходе элемента 29 не разрешает прохождение сигналов с нуль-органов 6, ? и 9 чеpcs элементы И 31-33 и согласующие элементы 15-17 на управляющие электроды тиристоров выпрямителя 5. Это обеспечивает включение тиристоров выпрямителя 5 и отключение тиристоров выпрямителя 4. По якорной обмотке двигателя I будет протекать ток по цепи: первая вторичная обмотка транс1390/58 форматора 3, тиристоры выпрямителя 5, диоды выпрямителя 4, вторая вторичная обмотка трансформатора 3, тиристор 21, якорная обмотка двигателя 1, первая вторичная обмотка трансформатора 3. Двигатель 1 придет во вращение, что обеспечит на выходе датчика ll сигналы К=l и R=O.

Это не изменит сигналы на выходах !О логического распределителя 14„ так как на выходе релейного элемента 13 будет оставаться единичный положительный сигнал (U > ) U „) . Как только

U Ä = U >, то на выходе релейного элемента 13 будет сигнал„ равный нуЛю. Это приведет к тому, что на выходах элементов 29 и 30 будут единичные сигналы.

Появление единичного сигнала на 20

Выходе элемента 29 обеспечивает подаЧу управляющих импульсов и на тиристоры выпрямителя 4, что обеспечивает шунтирование вторичных обмоток соглаСующего трансформатора 3. Двигатель 25 ! обесточивается и начинает тормозиться. Как только снова 13 > -i U òo на выходе релейного элемента 13 вновь появится единичный положительный сигнал, что обеспечит на выходе элемента 30

29 нулевой сигнал, который запретит г1одачу управляющих импульсов на тиристоры выпрямителя 4, Тиристоры выг(рямителя 4 закроются и двигатель 1 вновь подключится к индуктивно-емко-- 35

Стному преобразователю 2,, получая определенную порцию энергии. В дальнейшем процессы повторяются, обеспе !HHàÿ стабилизацию скорости двигателей 1 на уровне задания. 40

При подаче сигнала U> -0 осуществляется реверс двигателя 1. Это происходит следующим образом. Блок 9 ввода-вывода при Uy 0 обеспечивает на своих выходах сигналы N=O и R=-l.

Так как двигатель еще продолжает вращаться в ранее заданном направлении, то на выходах датчика 11 будут сигналы К=l и R=O. Такая комбинация сигналов на выходах блока 9 и датчика 11 обеспечивает на выходах элемен".ов ИЛИ-HE 25 и 26 нулевые сигналы.

Нулевые сигналы с выходов элементов

25 и 26, поступая на согласующие элементы 23 и 24, запрещают формирование

SS ими управляющих импульсов тиристоров

21 и 22. Кроме того, нулевые сигналы

< выходов элементов 25 и 26 поступают на первые входы элементов И-НЕ 29 и

30, обеспечивая на их выходах единичные сигналы. Единичные сигналы с выходов элементов 29 и 30, поступая на входы элементов И 31-36, обеспечивают прохождение сигналов с нуль-органов 6-8 через элементы И 31-36 и согласующие элементы 15-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямителей 4 и 5. Тиристоры выпрямителей

4 и 5 включаются, что обеспечивает закорачивание вторичных обмоток согласующего трансформатора 3. Поступление энергии в якорную обмотку прекращается и двигатель тормозится.

При торможении двигателя тиристор 21 препятствует замыканию ЭДС вращения через вторичные обмотки согласующего трансформатора. Как.только его скорость станет равной нулю, то с выходов датчика ll поступят сигналы К=О и R=O. Это обеспечит на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26 единичный сигнал (на его входах нулевые сигналы), а на выходе элемента И-НЕ 30— нулевой сигнал (на его входах единичные сигналы). Единичный сигнал с выхода элемента 26 поступает также на согласующий элемент 2ч, который обеспечивает управляющий импульс на тиристор 22.

Нулевой сигнал с выхода элемента

30 запрещает прохождение сигналов с выходов нуль-органов 6-8 через элементы И 34-36 и согласующие элементы

18-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямитепя 5. Тиристоры выпря мителя 5 -закрываются, а тиристоры выпрямителя 4 при этом остаются открытыми, так как единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 29 обеспечивает прохо;бдение сигналов с нуль-органов 6-8 через элементы 31-33 и согла-. сующие элементы 15-17 на управляющие электроды тиристоров выпрямителя 4.

Это обеспечивает протекание тока по якорной обмотке двигателя 1 по цепи." вторая вторичная обмотка согласующего трансформатора 3, тиристоры выпрямителя 4, диоды выпрямителя 5, первая вторичная обмотка согласующего трансI форматора 3, якорная обмотка двигате= ля 1, тиристор ?2, вторая вторичная обмотка согласующего трансформатора

3, т.е. осуществляется реверс тока в якорной обмотке двигателя 1. Двига" тель 1 начинает вращаться в направлении, соответствующем U y (0. При этом на выходе датчика !! будут иметЬ

1390758 место сигналы К=О и R-=l, что не приведет к изменению сигналов на выходах элементов 25, 26 и 29, 30, а следовательно, и на выходах логического распределителя 14 в целом. При достижении равенства U> = UÄ, будут происходить процессы, аналогичные процессам при вращении в направлении, соответствующем U 7 О, обеспечивающие lp стабилизацию скорости на уровне задания °

При подаче команды "Стоп" на вход сумматора 12 и блок 9 ввода-вывода поступает сигнал Up=0. На выходах блока 9 ввода-вывода будут сигналы

И=О и N=O, а на выходе релейного элемента 13 — единичный положительный сигнал (если привод работал в направлении, соответствующем Uy A) . Датчик 11 наличия и направления вращения на своих выходах имеет сигналы К=О и

R=1 Такая комбинация сигналов на входах распределителя 14 обеспечивает то, что на выходе элемента 25 будет нулевой сигнал, а на выходе элемента

26 — единичный сигнал. Это не приведет к изменению подачи управляющих импульсов на тиристоры 21 и 22 (на тиристор 21 управляющие импульсы по- 30 ступать не будут, а на тиристоры 22 будут). Так как с выхода релейного элемента 13 поступит единичный поло.жительный сигнал, то на выходах элементов 29 и 30 будут единичные сигна-, лы (на их входах имеют место единичные и нулевые сигналы).Это обеспечивает прохождение сигналов с нуль-органов 6-8 на управляющие электроды тиристоров выпрямителей 4 и 5. Выпря- 4О мители 4 и 5 при этом закорачивают вторичные обмотки согласующего трансформатора 3, поток энергии в двига тель 1 прекращается, он тормозится.

При достижении нулевой скорости

45 (К=О и R=O) электропривод занимает исходное состояние.

Таким образом, в электроприводе постоянного тока уменьшилось число тиристоров с каналами их управления, упростился алгоритм их управления, что привело как к упрощению, так и к повышению надежности электропривода в целом.

Формула изобретения

1.Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель независимого возбуждения, трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, вход которого подсоединен к сети переменного напряжения, трехфазный согласующий трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схеме "звезда" с нулевым выводом, первичная обмотка которого подключена к выходу индуктивно-емкостного преобразователя, два трехфазных мосч товых выпрямителя, вентили катодных групп которых выполнены управляемыми, а входы выпрямителей подсоединены к соответствующим вторичным обмоткам согласующего трансформатора, три нуль-органа, входы которых подключены к выводам одной из вторичных обмоток согласующего трансформатора, блок ввода-вывода, вход которого подсоединен к источнику задающего напряжения, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датчик наличия и направления вращения, вход которого подключен к выходу тахогенератора, сумматор, один вход которого соединен с источником задающего напряжения, а второй — с выходом ахогенератора, релейный элемент, вход которого подключен к выходу сумматора, распределитель импульсов, входы которого соединены соответственно с выходами датчика наличия и направления вращения, нуль-органов, релейного элемента и блока вводавывода, согласующие элементы, включенные между выходами распределителя импульсов и соответствующими управляемыми вентилями выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности электропривода, объединенные катоды управляемых вентилей первого выпрямителя соединены с объединенными анодами вентилей второго выпрямителя, объединенные катоды управляемых вентилей которого соединены с объединенными анодами вентилей первого выпрямителя, а якорная обмотка двигателя .включена между нулевымн выводами вторичных обмоток согласующего трансформатора.

2.Электропривод по п.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что, последовательно с якорной обмоткой двигателя включены два соединенных встречнопараллельно дополнительных тиристора, 1390758

10 соответствующим выходам распределите-. ля импульсов. управляющие электроды которых через согласующие элементы подключены к

Составитель Т. Рожкова

Техред А.Кравчук KoppeKTbp .Ïàòàé

Редактор В.Данко

Эаказ 1781/54

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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