Способ рекуперативного торможения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к автоматизированному электроприводу постоянного тока с электродвигателем последовательного возбуждения, к-рый получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя. Целью изобретения является повышение надежности и качества переходных процессов. При появлении на валу электродвигателя отрицательного (тормозного) момента ток в якорной цепи прекращается. В это время производят реверс тиристорного преобразователя и включают электродвигатель на напряжение, противоположное направлению его вращения. Это приводит к созданию тока в обмотке возбуждения электродвигателя и соответственно магнитного потока. Электродвигатель с последовательной обмоткой возбуждения переходит в режим генератора с отдачей энергии в сеть при любых скоростях и любых тормозных моментах. Высокая надежность и качество процесса торможения обеспечиваются за счет возбуждения машины при нулевом токе в якорной цепи путем противовключения и последующего перевода тиристорного преобразователя в инверторный режим. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15ц 4 Н 02 P 5/06

3:, " -" - :"

° Ь.» . .» . 3 ° » „ (и i Е1Т11-:-1,. :- ::;„.;,:-.,3

6 1 .".".9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4158742/24-07 (22) 10, 12, 86 (46) 15,04, 89, Бюл. Ф 14 (71) Карагандинский политехнический институт (72) В,Ф,Бырька, M,В,Ланге, И, В. Петер с и Н. Ф, Томилин (53) 621,316. 717. 5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1056412, кл, Н 02 Р 5/06, 1977, Маслий А,K,Ýëåêòðoîáoðóäoâàíèå шахтной электроводной откатки. М.:

Недра, 1977, с,188. (54) СПОСОБ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМ03ЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С.ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ И УСТ-.

РОИСТВО фЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро" технике, в частности к автоматизированному электронриводу постоянного тока с электродвигателем последовательного возбуждения, к-рый получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя, Целью изобретения

Изобретение относится к ;электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу постоянного тока с двигателем последовательного возбуждения, питающемуся от реверсивного тиристорного преобразователя: °

Целью изобретения является повыше -: ние надежности и качества переходных процессов.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ рекуперативного торможения двигателя пос,.Я0„„1473055 А1 является повышение надежности и ка- чества переходных процессов. При появлении на валу электродвигателя от-. рицательного (тормозного) момента ток в якорной цепи прекращается, В

-это время производят реверс тиристорного преобразователя и включают электродвигатель на напряжение, противоположное направлению его вращения. Это приводит к созданию тока в обмотке возбуждения электродвигателя и соответственно магнитного потока, Электродвигатель с последовательной обмоткой возбуждения переходит в режим генератора с отдачей энергии в сеть при любых скоро стя х и любых р тормозных моментах. Высокая надежность и качество процесса торможения обеспечиваются за счет возбуждения машины при,.нулевом токе в якорной С цепи путем противовкпючения и последующего перевода тиристорного преобразователя в инверторный режим, 2 с,п. ф-лы, 1 ил. Ф б.Сл тоянного тока с последовательным воз- р буждени ем.

Устройство для рекуперативного торможения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением содержит реверсивный тиристорный преобразователь (группы 1, 2 вентилей), выход которого подключен к последовательно соединенным обмотке 3 якоря и включенной через диодный мост 4 обмотке 5 возбуждения, Входы реверсив" ного тиристбрнрго преобразователя

14 73055 через выходные блоки 6 и 7 соединены с выходом системы 8 импульсно-фазового управления. Устройство содержит также задатчик 9 скорости, датчик 10 скорости, датчик 11 тока, последовательно соединенные первый компаратор

12,. триггер 13, первый усилитель 14, последовательно соединенные регулятор 15 скорости, второй усилитель 16, 10 шунтированный первым ключом 17, третий усилитель 18, регулятор 19 тока, шунтированный вторым ключом 20, второй и третий компараторы 21, 22, элемент 23 равнозначности, При этом задатчик 9 скорости через второй компаратор 21 и элемент 23 разнозначности соединен с управляющим входом второго ключа 20. Второй вход элемента

23 равнозначности соединен с прямым 20 выходом триггера 13, соединенным с вторым входом выходного блока 7.

Второй вход выходного блока 6 соединен с инверсным выходом триггера 13, вход которого через третий компаратор 25

22 соединен с выходом регулятора 15 скорости, один вход которого соединен с датчиком 10 скорости „а второй — с задатчиком 9 скорости и выходом второго компаратора 21, Вход датчика 11 щ тока соединен с выводами обмотки 5 возбуждения, а выход — с вторыми входами первого компар атор а 12 и регулятора 19 тока, выход которого соединен с входом системы 8, Выход усили- 35 теля 14 соединен с упрацляющим входом первого ключа 17, Вход третьего усилителя 18 соединен с входом второго у силн теля 16, Устройство работает следующим об- 40 разом, Поворотом ручки потенциометра задатчика 9. скорости в ту или иную сторону задается направление вращения двигателя и его угловая скорость, ко- 4g торая измеряется датчиком 10, Допустим, что на выходе задатчика 9 имеется положительное напряжение, Это напряжение подается на вход регулятора

15 скорости и компаратора 21, На выходе регулятора 15 скорости также будет положительное напряжение, Компараторы 21 и 22 срабатывают, и на их выходах появляется сигнал "1". Так как ток в якорной .цепи двигателя ра-.. вен нулю, то на выходе компаратора 12 присутствует "1". Триггер 13 принимает. состояние, соответствующее входу D, т,е, на грямом выходе триггера

13 появляется "1", которая включает выходной блок 7 и, следовательно, тиристорный преобразователь (группу

2), Напряжение с выхода регулятора

15 скорости поступает на вход преобр аз ователя полярности, р е ализ ованного на усилителях 16 и !8, Ключ 17 закрыт положительным напряжением с выхода усилителя 14, В этом случае на выходе усилителя 18 также появляется напряжение положительной полярно сти и подается на неинвертирующий вход регулятора 19, который при этом работает повторителем, т, к, ключ 20 открыт выходным напряжением элемента 23 равнозначности, на входах которого присутствуют " 1", Двигатель работает в двигательном режиме, Датчик 10 генерирует напряжение положительной полярности, которое подается на инвертирующий вход регулятора

15 скорости, По разности напряжений " задатчика 9 и датчика 10 обеспечивается регулирование по ПИД закону, что обеспечивает стабилизацию скорости двигателя при изменении нагрузки, При скорости двигателя выше заданной напряжение на выходе датчика

10 становится больше напряжения з адатчика 9 скорости, При этом на выходе регулятора 15 скорости напряже ние становится отрицательным, компаратор 22 генерирует на выходе сигнал

"0", Отрицательное напряжение с выхода регулятора 15 скорости через преобразователь полярности и регулятор 19 закрывает тиристорный преобразователь (группу 2) ° Когда ток в якорной цени двигателя становится равным нулю, срабатывает компаратор

12 и переключается триггер 14. В результате этого включается выходной блок 6 и, следовательно, тириеторный преобразователь (группа 1), Одновременно закрывается ключ 20, т, к, на входах элемента 23 равнозначности присутствует "1" с компаратора 21 и

"0" с выхода триггера 13, На вход усилителя 14 подано поло»жтельное напряжение, и, следовательно, напряжение на его выходе меняет свой знак, Это напряжение плавно открывает ключ

17, и напряжение на выходе усилителя 18 из отрицательного переходит в положительное, Так как ключ 20 закрыт, то коэффициент передачи регу1473055 6 ный преобразователь в инверторный режим, 30

40

45 лятора 19 тока становится большим и напряжения с его выхода достаточно для управления системой 8., Открывается тиристорный преобразователь (группа 1), появляется ток в цепи двигателя. При этом двигатель не воз бужден, он работает в режиме противовключения, Закрытый ключ 20 обеспечивает работу обратной.: связи по току и производной тока, Сигнал снимается с обмотки возбуждения и через датчик 11 подается на вход регулятора . 19 тока, В результате этого двигатель устойчиво работает в режиме рекуперативного торможения, При снижении скорости двигателя до заданной и ниже закрывается тиристорный преобразователь (группа 1) и ток в цепи двигателя прекращается, При этом полярность напряжения на выходе ре гуля тор а 15 скоро сти ст ановится положительной, компаратор 22 выдает "1", триггер 13 переключается, включая в работу тиристорный преобразователь (группу 2), изменяя знак упр авляюще го . напряжения на выходе усилителя с помощью усилителя 14 и ключа 17, Ключ 20 открывается, отключая обратную связь по току И обеспечивая работу регулятора 19, и двигатель работает в двигательном режиме со стабилиз ацией скорости, При з адании другого направления вращения двигателя на выходе задатчика 9 будет отрицательное напряжение, В остальном работа .схемы будет такой же, Таким образом, предлагаемое устройство, осуществляя при нулевом токе якорной цепи возбуждение двигателя путем противовключения; затем переводя тиристорный преобразователь в инверторный режим, обеспетывает повышение надежности и качества переходного процесса, 2, Устройство для рекуперативного торможения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, содержащее реверсивный тиристорный

10 преобразователь, диодный мост, одна диагональ которого предназначены для подключения к выводам обмотки возбуждения, а первый вывод другой диаго.—

I нали диодного моста предназначен для подключения к первому выводу якорной обмо гки, второй вывод другой диагонали диодного моста соединен с одним иэ выводов реверсивного тиристор— ного преобразователя, другой вывод

20 которого предназначен для соединения с вторым выводом якорной обмотки, входы ревер сивно го тиристорно го преобразователя через выходные блоки соединены с выходом системы им25 пульсного фазового управления, задатчик скорости, датчик скорости, датчиктока,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и качества переходных процессов, в него введены последовательно соединенные пер вый компар атор, триггер, первый усилитель, а также последовательно соединенные регулятор скорости, второй усилитель, шунтированный первым ключом, третий усилитель, регулятор тока, шунтированный вторым ключом, а также второй и третий компараторы, элемент разнозначности, при этом задатчик скорости через второй компаратор и элемент равнозначности соединен с управляющим входом второго ключа, второй вход элемента равнозначности соединен с прямым выходом триггера, соединенным с вторым входом одного вы:Фор мул а из о бретения

1, Спо со б р екупер ативно го тор можения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, заключающийся в изменении тока в якорной цепи и определении направления вращения якоря, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и качества переходных процессов, при нулевом токе якорной цепи произдят возбуждение двигателя путем противовключения и пер еводят THpH cToð50

55 ходного блока, второй вход другого выходного блока соединен с инверсным выходом триггера, вход которого через третий компаратор соединен с выходом регулятора скорости, один вход которого соединен с датчиком скорости, а другой — с з адатчиком скорости и входом второго компаратора, вход датчика тока соединен с выходными выводами диодного моста, а выход " с вторыми входаьы первого компаратора и регулятора тока, выход которого соединен с входом системы импульсного фазового управления, 1473055

Составитель Ю,Воробьев

Техред А.Кравчук

Редактор М,Циткина

Корректор M,Âàñèëüåâà

Заказ 1725/55 Тираж 548 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

j Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 выход первого усилителя соединен с управляющим входом первого ключа, а вход третьего усилителя - с входом второго усилителя.