Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к реверсивным электроприводам постоянного тока с контролируемым диапазоном изменения скоростей. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит электродвигатель 1, источник 2 задающего напряжения, тиристорный преобразователь 8, двухконтурную систему подчиненного регулирования, управляемый ограничитель 14 скорости. Повышение надежности достигается за счет управляемого ограничения скорости и управления интенсивностью этого ограничения при колебаниях скорости, превышающих предельно-допустимые значения, вследствие ускорения или стопорения электродвигателя при возмущениях как по заданию, так и по нагрузке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

150 4 Н 02 P 5 06

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2! ) 43601 69/24-07

{22) 07, 01. 88 (46) 15, 10. 89. Бюл. М 38 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) Ae -Ms А. -М. Абдулаев и P.P.Àááàñîí

53) 621.316. 718. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 1098097, кл. Н 02 P 5/06, 1984 °

Электропривод комплектный тиристорный постоянного тока типа

ЭТУ 3601 ТУ 16.530.238-78. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3РЕ.ОI0.049 ТО, с.7-23, приложение рис.1-.3. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро„„5U„„1515313

2 технике, а именно к реверсивным электропрлводам постоянного тока с контролируемым диапазоном изменения скоростей. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит электродвигатель I источник

2 задающего напряжения, тиристорный преобразователь 8, двухконтурную систему подчиненного регулирования, управляемый ограничитель 14 скорости.

Повышение надежности достигается за сче-. управляемого ограничения скорости ч управления интенсивностью этого ограничения при колебаниях ско— рости,превышающих предельно допусTH . ие значения, вследствие ускор ния нлн стопорения электродвигателя прн возмущениях как по заданию, гак и ло нагрузке. 1 з,п.ф-лы, 1 ил.

l 51531 3

Изобретение относится к электротехнике и мо ет.быть использовано в автоматизированном электроприводе с контролируемым диапазоном скоростей.

Цель изобретения — повьппение надежности.

На чертеже приведена схема электропривода постоянного тока.

Электропривод постоянного тока со- lp держит двигатель l у последовательно соединенные источник 2 задающего напряжения, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока, нелинейное звено 5 типа насыщения, логическое устройство 6 15 раздельного управления, систему 7 импульсно-фазового управления, тиристорный преобразователь 8, выходом подключенный к якорной обмотке двигателя 1, датчики 9 и 10 тока и 20 скоростн подключенные к входам соот) ветствующих регуляторов 4 и 3, функциональный преобразователь ЭДС 11, вход которого подключен к датчику

10 скорости, а выход — к второму 25 входу нелинейного звена 5 типа "насыщение", входы питания логического устройства 6 раздельного управления .соединены с шинами питания, два друе. гих входа соединены соответственно с 30 выходами тиристорного преобраэовате ля 8 и вьмодом блокировки системы 7 импульсно-фазового управления, входы коммутации которой соединены с дискретными выходами логического устрой- 35 ства 6 раздельного управления, выход совпадения которого соединен с входом блокировки системы 7 импульсно-фазового управл4,,ния,источник 1:2 опорного напряжения, блок 13 выделения модуля, 4р управляемый ограничитель 14 скорости, а источник 2 задающего напряжения выполнен с дополнительными входами, при этом сигнальный вход управляемого ограничителя 14 скорости соединен с 45 выходом блока 13 выделения модуля, вход которого соединен с выходом датчика 10 скорости, пороговые входы управляемого ограничителя 14 скорости соединены с соответствующими выходами источника 12 опорного напряжения, входы коммутации — с дискретными вьмодами логического устройства 6 раздельного управления, а аналоговые выходы — с соответствующими дополнительньпчи входами источника 2 задающе-. го напряжения.

Управляемый ограничитель 14 скорости содержит три инвертирующих усилителя 15, 16 и 1 7, два клича 18 и 19 и два диода 20 и 21, встречно шунтирующих цепи обратных связей первых двух инвертирующих усилителей

15 и )6. Первые входы первых двух инвертируищих усиЛителей 15 и 16 образуют пороговые входы управляемого ограничителя 14 скорости, а объедийен ные вторые входы — сигнальный вход управляемого ограничителя 14 скорости, выходы первьж двух инвертирующих усилителей 1 5 и 1 6 соединены с соответствующими входами третьего инвертирующего усилителя 17, а также с замкнутыми аналоговыми входами обоих кличей 18 и 19 соответственно, аналоговые выходы которых образуют соответствующие выходы управляемого ограничителя 14 скорости, а входы управления — входы коммутации управляемого ограничителя 14 скорости, выход третьего инвертирующего усилителя 17 соединен с объединенными разомкнутыми аналоговыми входами обоих ключей 18 и 19.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии, что соответствует нахождению регулируемой коор-. динаты в заданном диапазоне значений, устройство ведет себя как двухконтурная система подчиненного регулирования. При этом скорость электродвигателя определяется установленным заданием, а напряжение вращения — рабоЪ той соответствующей группы тиристорного преобразователя 8 в выпрямитель-, ном режиме ° Прохождение отпирающих импульсов с выходов системы 7 к указанной группе тиристорного преобразователя 8 контролируется логическим устройством 6, которое своими сигналами с дискретных выходов коммутирует соответствующие цепи системы 7. Состояние выходов логического устройства 6 определяется полярностью разностного сигнала, который образуется на соответствующем выходе нелинейного звена 5 из выходных сигналов упомянутого звена и функционального преобразователя ЭДС 11, а также наличием напряжения на тиристорах тнристорного преобразователя 8. Сигнал управления с соответствующего выхода нелинейного звена 5; преобразуется в логическом устройстве 6 в однополярный сигнал и с аналогового выхода послед-1515313 мозной режим работы электр двигателя.

И:,те .с ивность ограничения, харак терн;ующаяя в данном случае темп торможения электродвигателя, при неизменной постоянной интегрирования источника 2 задающего напряжения определяется амплитудой результирующего сигнала задания. При снижении сигнала до установленного верхнего предельного уровня, определяемого опорным напряжением, происходит обратный процесс восстановления предыдущих состояний и электродвигатель 1 вновь работает в квадрантах электромеханической характеристики, определяющих двигательный режим.

Аналогично работает .устройство при установке сигнала задания на скорость ниже минимально допустимой.

Отличие состоит в том, что в исходном состоянии диод 20 смещен в прямом направлении большим положительным потенциалом сигнала текущего значения скорости электродвигателя,по этому при работе последнего со скоростью, ниже предельной минимальной, на выходе инвертирующего усилителя 15 имеет место положительный сигнал, который в совокупности с положительным сигналом задания сообщает электродвигателю

1 необходимое ускорение. Темп ускорения аналогично случаю ограничения максимальной сверхдопустимой скорости определяется амплитудой результирующего сигнала задания на входе источника 2 задающего напряжения.

11ри изменении направления вращения электродвигателя полярность выходных сигналов управляемого ограничителя 14 меняется на противоположную. Инвертирование знака осуществляется инвертирующим усилителем

17, однако неизменно, как это следует из изложенного вьппе, соблюдается следующий принцип формирования сигналов: при ограничении сигналов выше максимально допустимых соответствующий выходной сигнал управляемого ограничителя 14 является противофазиым сигналу задания,а приограничеиии сигналов ниже предельных минимальных — синфазным. Выборка знака выходных сигналов управляемого ограничителя 14 осуществляется ключами 18 и 19, при этом сигнал коммутируется либо непосредственно с выходов инвертирун>щих усилителей 15 или 1Ь к соответствующим входам источника 2 )апаюпн г A него поступает на управляющий вход системы 7, где происходит формирование последовательностей отпирающих импульсов. Лн.бые возмущения со сторо

5 ны нагрузки отрабатываются в замкнутой по скорости электродвигателя системе автоматического регулирования.

При этом изменяется полярность разностного сигнала на входе логического устройства 6, происходит переключение его дискретных выходов, исчезновение тока в силовой цепи, на выходе совпадения логического устройства 6 имеет место результирующий сигнал низкого уровня и при отсутствии управляющих импульсов обеспечивается блокировка выдачи управляющих импульсов и отсчет бестоковой паузы, по окончании которой происходит пере- 20 ключение и логического устройства 6, в работу вступает инверторная группа тиристорного преобразователя 8.

Выходные сигналы управляемого ограничителя 14 " аналоговых выходов 25 ключей 18 и 19 близки к 0 и не влияют на работу устройства, Действительно, при нахождении сигнала с выхода датчика 10 скорости в диапазоне, ограниченном макс вуальным и минималь — 30 ным значениями, диоды 20 и ?1 смещены в прямом направлю ии и шунт ируют ооратные цепи инвертирующих усилителей 15 и 16, обеспечивая тем сампч выходные сигналы управляемого ограничителя 14 на уровне, определяемом падениями напряжения на прямосмещенных р-и-переходах. При установке сигнала задания на уровень, превьппающий граничные значения диапазона, à 40 следовательно, достижении сигналом обратной связи установленного задания, сигнал с выхода блока 13 превьппает с дии иэ опорных уровней, например запирается диод 21 и на выходе усилителя 16 появляется сигнал отри.цательной полярности, который для случая положительного сигнала задания компенсирует избыточное задание путем алгебраического суммирования указанных сигналов на входах источника 2 задающего напряжения. Изменяется полярность сигнала с выхода нелинейного звена 5, переключается логическое устройство 6, и блоки1уются управляющие импульсы с выходов системы 7. По окончании бестоковой паузы переключаются группы тиристорного преобразователя 8 и имеет место тор1 51531 3

50 напряжения, либо с выхода инвертирующего усилителя 17, Регулированием опорных уровней с. соответствующих выходов источника

5 . 12 достигается существенное расширение диапазона изменений скорости электродвигателя 1. Изменением же коэффициентов передачи инвертирую щих усилителей 15 и 16 регулируется требуемая интенсивность ограничения, которая при неизменной постоянной интегрирования источника 2 задающего напряжения определяется изменением результирующего задающего сигнала, образующегося при алгебраическом суммировании сигналов на входах источника 2, Аналогично при отклонениях скорости электрОдвигателя за пределы дОпус 20 тимого диапазона, вызванных ускорением или стопорением двигателя вследствие каких-либо возмущений со стороны нагрузки, всегда будет иметь место управляемое ограничение посредст- 25 вом сигналов, вырабатываемых управляемым ограйичителем 14, при алгебраическом суммировании последних с сигна-. .лом задания скорости.

Во всех рассмотренных случаях изменения текущего значения скорости сохраняется действие ограничителей максимально возможного тока якоря в регуляторах скорости и тока 3,4 (ограничение задания на ток, упреждающее и зависимое токоограничение }

35 при недопустимых колебаниях скорости электродвигателя.

Технико-экономическая эффективнОсть предляГBeMQI устройства сОс 40 тоит в существенном расширении функциональных возможностей управления электродвигателем путем введения управляемого ограничения скорости и управления интенсивностью этого or- 45 раничения при колебаниях скорости, превышающих предельно допустимые значения, вследствие ускорения ипи стопорения электропривода, возникающих при возмущениях как по заданию, так и по нагрузке, Последнее важно в электроприводах грузоподъемных механизмов, где особенно часты самопроиз— вольные ускорения и замедления электродвигателя, которые могут происхо— дить с недопустимым темпом, при выполнении спускоподъемных операций.

Обеспечение стабильной работы электродвигателей в допустимом диаНазоне скоростей повышает надежность и уменьшает износ электрооборудования.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, последовательно соединенные источник задающего напряжения, регулятор скорости, регулятор тока, нелинейное звено типа насыщение", логическое устройство раздельного управления, систему импульснофазового управления, тиристорный преобразователь, выходом подключенный к якорной обмотке двигателя, датчики тока и скорости, подключенные к входам соответствующих регуляторов, функциональный преобразователь ЭДС, вход которого подключен к датчику скорости, а выход — к второму входу нелинейного звена типа насыщение логическое устройство раздельного управления содержит входы питания, два других входа соединены соответст венно с выходами тиристорного преобразователя и выходом блокировки системы импульсно-фазового управления, входы коммутации которой соединены с дискретными выходами логического устройстна раздельного управления, выход совпадения которого соединен с входом блокировки системы импульсно-фазоного управления, о т л и ч а ющ н Й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены источник опорного напряжения, блок выделения модуля, управляемый ограничитель скорости, а источник задающего напряжения выполнен с дополнительными входами, при этом сигнальный вход управляемого ограничителя скорости " соединен с выходом блока выделения модуля, вход которого соединен с выходом датчика скорости, пороговые входы управляемого ограничителя скорости соединены с соответствующими выходами источника опорного напряжения, входы коммутации — с дискретными выходами логическогî устройства раздельного управления, а аналоговые выходы — с соответствующими дополнительными входами источника эадающего напряжения.

2. Электропривод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что управляемый ограничитель скорости содержит три инвертирующих усилителя, два

1515313

Составитель Ю. Воробьев

Редактор JI. Веселовская Техред А. Кравчук

Корректор Н.Король

Заказ 6290/53 Тирах 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 1О1 ключа и два диода, встречно шунтирующих цепи обратных связей первых двух инвертирующих усилителей, при этом первые входы первых двух инвер- тирующих усилителей образуют пороговые входы управляемого ограничителя скорости, а объединенные вторые входы — сигнальный вход управляемого ргранич,ителя скорости, выходы первых двух инвертирующих усилителей соединены с соответствующими входами третьего инвертирующего усилителя, а такыре с замкнутыми аналоговьии входами обоих ключей соответственно, аналоговые выходы которых образуют соответствующие выходы управляемого ограничителя скорости, а входы управления — входи коммутации управляемого ограничителя скорости, выход третьего инвертирующего усилителя соединен с объединенными разомкнутьаки анало- говьии входами обоих ключей.