Вентильный электропривод постоянного тока

 

Использование: в электротехнике. Цель изобретения - обеспечение устойчивой работы привода в зоне малых управляющих сигналов и низких перегрузок. Электропривод содержит электродвигатель, подключенный к реверсивному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока и системы фазового управления для каждой группы вентилей реверсивного преобразователя и переключающее устройство. Дополнительно введены два усилителя, два пороговых элемента и логические элементы И и ИЛИ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3718613/24-07 (22) 29.03.84 (46) 07,07.89, Бюл. Р 25 (71) Всесоюзный научно-исследователь" ский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) В,F, Íåéìàðê, В.Д.Кочетков, F. Â,Èåëüíèêîâ и В,И.Корнев (53) 62 83:621.314.5 (088.8) (56 ) Писарев А.Л,, Деткин Л.П, Управление тиристорными преобразователями.

И.: 1нергия, 1973.

Даннюшевская E,Y). Тиристорные реверсивные электроприводы постоянного тока. — 11,: Энергия, 1970.

Барский В.А ° Раздельное управление реверсивными тиристорными преобразователями, — М.: Энергия, 1973, (54) (57) ВБНТИПЬНИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, подключенный к реверсивному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока и системы фазового управления для каждой группы вентилей реверсивного преобразователя, Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулируемым вентильным электроприводам постоянного тока с раздельным управлением группами тиристоров реверсивного преобразователя.

„„SU„„1492438 А 1 подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики скорости и тока, а также переключающее устройство, входы которого соединены с выходами регулятора скорости и датчика тока, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы электропривода в зоне малых управляющих сигналов и низких перегрузок, в него введены два усилителя, два пороговых элемента и логические элементы

И и ИЛИ, при этом вход первого усилителя подключен к выходу регулятора скорости, а его выход через первый пороговый элемент соединен с одним из входов логического элемента И, второй вход которого через второй пороговый элемент связан с выходом второго усилителя, подключенного входом к датчику скорости, выходы логического элемента И и переключающего устройства соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с цепью запрета выходных импульсов системы фазового управления одной из групп преобразователя, а цепь запрета выходных импульсов системы фазового управления второй группы подключена к выходу переклю- чающего устройства.

11ель изобретения — обеспечение устойчивой работы привода в зоне малых управляющих сигналов и низких перегрузок.

На чертеже приведена функциональная схема электропривода.

1492438 лектропривод с держит злектр< двигатель, подключенный к реверсивному вентильному прес бразователю 2, в пель управления Ko TAp()I включены последовательно соединенные регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока и системы 5 и 6 фазового управления соответственно группами 7 и 8 вентилей реверсивног преобразователя 2, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики 9, и 10 соответственно скорости и тока, а также логическое переключающее устройство (ЛПУ) 11, входы которого соединены 15 с выходами регулятора 3 скорости и датчика 10 тока, Электропривод содержит также усилители 12 и 13, пороговые элементы 14 и 15, логический элемент И 16 и логический элемент 20

ИЛИ 17, при этом вход усилителя 12 подкль чен к выходу регулятора 3 скорости, а его выход через пороговый элемент 14 соединен с одним из входов логического элемента И 16, второй 25 вход которого через пороговый элемент 15 связан с выходом усилителя

13, подключенного своим входом к датчику 9 скорости.

Выход логического элемента ИЛИ 17 30 соединен с цепью запрета выходных импульсов системы 6 фазового управления одной из групп, например группы

7 преобразователя, а цепь запрета выходных импульсов системы 5 фазового управления группы 8 подключена к выходу ЛПУ 11, Датчик IO тока. входом подключен к шунту, включенному в якорную цепь электродвигателя 1, а датчик 9 скорости входом подключен 40 к тахогенератору 18, соединенному с валом электродвигателя I, Регулятор 3 скорости, регулятор

4 тока, датчик 10 тока и датчик 9 скорости относятся к типовым аналого- 45 вым элементам САУ электроприводов.

Они могут быть выполнены на базе аналоговых интегральных усилителей.

Усилители 12 и 13 имеют пропорциональную характеристику пороговые элементы 14 и 15 являются компараторами, выполненными на интегральных усилителях, ЛПУ 11 выполняется по схеме двухпозиционного устройства раздельного управления группами вентилъногс преобразователя и включает выдержку времени и элементы памяти.

Логическ е элементы 16 и 17 являются типовыми логическими полупроводиикоными схемами, применяс мыми в «ычислительных устройс твах и для обработки цифровой информации. Системы 5 и

6 фазового управления осуществляют изменение фазы управляющих импульсов вентилей преобразователя в зависимости от управляющего напряжения, являются полупроводниковыми, быстродействующими, Система регулирования электропривода работает по принципу подчиненного регулирования выходных координат, в частности с подчиненным регулированием тока якоря двигателя и с запираННрМ неработающей группы вентилей реверсивного преобразователя. Выходное напряжение регуляторов скорости (1pc определяет величину тока якоря двигателя.

ЛПУ предназначено для обеспечения раздельного управления группами вентилей реверсивного преобразователя, что необходимо для исключения протекания уравнительного тока между группами, и воздействует на группу преобразователя через системьi фазового управления (ГФУ) по цепям запрета управляющих импульсов, подключенным к выходам ЛПУ 11 При этом исключается одновременная работа групп преобразователя, а переключение групп происходит с задержкой, формируемой в ЛПУ и необходимой для гарантированного запирания вентилей выходящей из работы группы. ЛПУ разрешает вкючение группы 7 или 8 преобразователя в зависимости от полярности сигнала на выходе регулятора 3 скорости и наличия тока в якорной цепи электродвигателя.

Переключение групп происходит при условии, что ток в якорной цепи двигателя не протекает, а полярность сигнала на выходе регулятора скорости изменилась. Пусть при знаке 1 « + разрешение получает группа 7, а при знаке "-" группа 8, Работающая группа остается включенной до тех пор, пока на исчезнет сигнал датчика тока, что обеспечивается и в том случае, если в это время знак сигнала Г Р, соответствовал работе второй группы. При исчеэновании тока работавшая группа отключается. Если имеется задание на включение второй группы, то после некоторой выдержки времени она включается, Если во время отсчета паузы ток появляется вновь, то получает ра.<ре«<ение раб« а вша н перед витим группа, Включение группы 8 запрещается при малом сигнале на выходе регулятора 3, если при этом мала скорость вращения электродвигателя, Такой режим может существонать при низкой заданной скорости. )3 этом случае, если статический момент электропривода мал, а ток якорной цепи прерывистый, может возникнуть режим колебаний тока, Поэтому при малом сигнале П запрещается включение группы 8, Величина установившегося тока соотнетствует статическому моменту принода. При разгоне и режиме установившейся скорости работает группа 7. Группа 8 работает лишь при торможении. Таким образом, введенные элементы 12 — 15 на эти режимы не влияют.

Усилители 12 и 13, пороговые элементы 14 и 15 и логические элементы

16 и 17 предназначены для запрета работы группы преобразователя при малых уровнях задания или низкой скорости вращения электродвигателя, В этих случаях на одном из входов логического элемента 17 формируется сигнал логического "0 <, запрещающий прохождение сигнала логической "1" на разрешение включения группы преобразователя, сформированного на вы ходе ЛПУ ll. Допустим, что сигнал на выходе регулятора скорости !. меньше порога срабатывания элемейта 14, тогда на его выходе формируется сигнал логического О<, который, пройдя через логический элемент И 16, запрещает прохождение логической "I" с выхода ЛПУ Il на цепь запрета импульсов СФУ 6, Ааналогично происходит запрет включения СФУ при низкой скорости вращения электродвигателя.

В режиме пуска электродвигателя, когда сигнал на выходе регулятора 3 скорости превышает порог срабатывания элемента 14, а скорость мала и пороговый элемент 15 не сработал, запрет на включение группы 8 преобразователя формируется пороговым элементом

15, с выхода которого через логический элемент 1! 16 на нход логического элемента ИЛИ 17 поступает сигнал логического "0" °

В этом режиме ЛПУ 11 не формирует сигнала логической "1" на входе логического элемента ИЛИ 17, что само по себе исключает включение группы

92 < IH ь

«р< <<бр з «и< > ге пя В рс жиме < ч < .ж ния с нюх<>да . 1ПУ ! н; l f<.(<)pi и< гичес— кого элемента ИЛ)! 7 по<.тупает логиче<. v гя "!" . При этом Hë нт рой

5 вход югического элемента ИЛИ )7, писк< лику порогoHwf злеMt н<ы )u u 5 включены, также поступает логическая

1, что обеспечивает прохождение логической "1" с выхода ЛПУ 11 на вход СФУ 6 и, следовательно, включение тормозной группы 8 преобразователя. В режиме разгона электродвига геля вследствие снятия нагрузки

15 или обрыва цепи возбуждения электродвигателя напряжение !) изменяет знак, и разрешение на включение получает группа 8 преобразователя.

При этом пороговый элемент 15 форми2р рует сигнал логическои "1", разрешающий включение группы 8 преобразователя. таким образом, если напряжение на выходе усилителя 1 2 превышает

25 порог включения порогового элемента

14, а напряжение на выходе усили— теля 13, пропорциональное скорости электродвигателя, превышает порог включения порогового элемента 15, Зр тo состояние цепи запрета импульсон

СФУ 6 определяется ЛПУ 11. В этом режиме возможно переключение групп вентилей преобразователя, определяемое полярностью напряжения П <, и вниду того, что внешняя характеристика тиристорного преобразователя при этом линейна, колебания тока и скорости отсутствуют, При малых уровнях сигнала задания

4р скорости пороговые элементы 14 и 15 имеют на выходе сигналы, обеспечивающие запрет включения группы 8 вентилей, используемой лишь для торможения двигателя. При этом удержа45 ние группы в запертом состоянии не зависит от состояния ЛПУ и осуществляется через логический элемент ИЛИ

17, включенный в цепь запрета импульсов СФУ 6. В этом случае преобразо5р ватель работает по неренерсивной схеме, что исключает колебания тока и скорости электродвигателя, возникновение которых происходит, когда имеется возможность переключения групп вентилей преобразователя.

В целом, при использовании изобретения регулирование электропривода осуществляется в диапазоне, соответствующем малым уровням управляющего

1492438 прерывистого тока якоря электродвигателя при малых уровнях управляющего сигнала °

Составитель В.Кузнецова

Корректор Н.Король

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова

Заказ 3891/55 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 сигнала, где запрещается включение инверторной группы вентилей, и в зоне уровней управляющего сигнала, где снимается запрет на включение инверторной группы вентилей преобразователя.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе исключаются низкочастотные колебания тока и скорости, обусловленные переключением групп вентилей преобразователя в режиме

При использовании изобретения увеличивается диапазон устойчивого регулирования электропривода, исключаются удары в механизме, потери энергии при нулевом задании скорости и повышается производительность механизма.