Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик электропривода за счет изменения его энергетического состояния в тормозных режимах при требуемой динамической точности. Автоматическая подстройка энергетического состояния электропривода при требуемой динамической точности осуществляется за счет выбора и автоматического переключения регулируемых тормозных режимов в процессе торможения электропривода в функции допустимой динамической ошибки. Силовая часть электропривода представляет собой импульсный преобразователь, построенный на базе изменяемой структуры, дающей возможность реализовать все виды тормозных режимов: противовключение, динамическое и рекуперативное торможение. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4408825/24-07 (22) 12,04.88 (46) 07,07,90. Бюл. М 25 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Л.И,Малинин и Г.А,Персов (53) 621.316.718.5 (088,8} (56) Авторское свидетельство СССР

М 902185, кл. Н 02 P 5/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1288878, кл. Н 02 P 5/06, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и м.б. использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретения являИзобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и может. быть использовано в приводах многокоординатных механизмов, Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик электропривода за счет изменения его энергетического состояния в тормозных режимах при требуемой динамической точности.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, якорная обмот- . ка которого включена в диагональ тиристорного реверсора 2, первый вывод другой диагонали которого соединен через транзисторный ключ 3 с положительным вы,, Ы„„1577047 А1 ется улучшение энергетических характеристик электропривода за счет изменения его энергетического состояния в тормозных режимах при требуемой динамической точности. Автоматическая подстройка энергетического состояния электропривода при требуемой динамической точности осуществляется за счет выбора и автоматического переключения регулируемых тормозных режимов в процессе торможения электропривода в функции допустимой динамической ошибки, Силовая часть электропривода представляет собой импульсный преобразователь, построенный на базе изменяемой структуры, дающей возможность реализовать все виды тормозных режимов: противовключение, динамическое и рекуперативное торможение. 1 ил. водам источника 4 постоянного тока, выполненного в виде трехфазного выпрямителя 5, подключенного к вторичной обмотке б трехфазного трансформатора. Второй вывод другой, диагонали тиристорого реверсора 2 через сглаживающий дроссель 7 подключен к анодам диода 8, вспомогательного и обратного тиристордв 9 и 10, Катод диода 8 соединен с положительным выводом источника 4 постоянного. тока. Катод обратного тиристора 10 подключен к перво-. му выводу другой диагонали тиристорного реверсора 2. Катод вспомогательного тиристора 9 соединен с,отрицательным выво-. дом источника 4 постоянного тока. Общий анод однофазного тиристорного моста 11 подключен к аноду обратного тиристора 10; общий катод — к катоду обратного тиристора 10. В диагональ переменного тока одно- .

1577047,с ф

5 I0

50 фазного тиристорного моста 11 включена дополнительная вторичная обмотка 12 трансформатора, выполненная по схеме ра, зомкнутого треугольника, причем одна из фазных обмоток включена встречно отйосительно двух других. К первому входу трехвходового элемента И-НЕ 13 подключены последовательно соединенные первый компаратор 14, первый инвертор 15 и первый элемет И-HE 16. К второму входу трехвходового элемента И-НЕ 13 подключены последовательно соединенные узел 17 сравнения сигналов задания и обратной связи, второй ( компаратор 18, второй инвертор 19 и вторрй элемент И-Н Е 20, К третьему входу трехвходового элемента И-НЕ 13 подключены последовательно соединенные усилитель 21, выпрямитель 22. третий компаратор 23 и третий инвертор 24, Выход трехвходового ( элемента 13 подключен к входу формирова( теля 25 сигналов управления тиристооами,, выходы которого соединены с управляющими электродами,. вспомогател ь ного и обратного тиристоров 9 и 10.

Электропривод работает следующим образом.

Автоматическая подстройка энергетического состояния электропривода при требуемой динамической .точности осуществляется за счет выбора и автоматического переключения регулируемых тормозных режимов в процессе торможения злектропривода в функции допустимой динамической ошибки, т,е, в зависимости от ее величины в электроприводе реализуется энергетически наиболее выгодный тормозной режим. Силовая часть электропривода представляет собой импульсный преобразователь, построенный на базе изменяемой структуры, дающей возможность реализовать все виды тормозных режимов: и ротивовключение,динамическое и рекуперативное торможение.

i аким образом, в процессе торможения на интервале коммутации преобразователя "îëåå интенсивный вид торможения в импульсе сменяется менее интенсивным в паузе интервала коммутации, что позволяет регулировать тормозной момент в процессе торможения. Состояние структуры силовой части, а следовательно, и вид регулируемого тормозного режима определяются вспомогательным и обратным тиристорами 9 и 10.

Если они находятся в проводящем состоянии, то в системе электропривода реализуется управляемый тормозной режим, представляющий собой сочетание на интервале коммутации режимов торможения противовключением и динамического торможения. При этом ток якорной цепи электродвигателя в импульсе интервала коммутации, т.е. когда транзисторный ключ 3 открыт, замыкается по цепи положительный вывод источника 4 питания — реверсор 2— электродвигатель 1 — вспомогательный тиристор 9 — отрицательный вывод источника

4 питания. В паузе интервала коммутации преобразователя, когда транзисторный ключ 3 закрыт, ток якорной цепи замыкается через обратный тиристор 10. Если с тиристоров 9 и 10 сигнал управления снят, то в импульсе интервала коммутации ток якоря электродвигателя 1 замыкается через открытый транзисторный ключ, тиристсрный реверсор 2 и шунтирующий диод 8., а в паузе, когда транзисторный ключ 3 заKpb! T, ток якорной цепи замыкается через рекуперирующее устройство, состоящее из обмотки 12 трансформатора и тиристорного моста 1 1, Таким образом, при выключенных тиристорах 9 и 10 реализуется управляемый тормозной режим, представляющий собой сочетание на интервале коммутации ре>кимов динамического и рекуперативйого торможений. В системе электропривода, построенной на базе изменяемой структуры, необходимо прежде всего выявить наличие собственно тормозного режима L электроприводе, что достигается сравнением знаков сигналов ошибки и обратной связи. Наличие тормозного режима в приводе определяется элементами 14 — 20. В двигательном режиме работы! 03яд i ) I 0ос I, т,е. знак сигнала ошибки е совпадает со знаком сигнала задания (E = 0зад - 0ос) При уменьшении сигнала задания до уровня

I U»q! < Upp! сигнал сшибки изменяет знак и система электропривода переходит в тормозной режим. Таким образом, электропривод работает в двигательном режиме, когда sign я < sign 0ос, а при условии к sign = sign 0ос система электропривода, реализует один из тормозных режимов. При работе привода вдвигательном режиме,,соответствующем соотношению входных сигналов (+03яд) и (Upc), на выходе элемента

20 будет сигнал логической 1", а на выходе элемента 16 — сигнал логического "О". При переходе в тормозной режим изменится знак сигнала ошибки я и соотве-ственно на выходе элемента 16 появится сигнал логической "1", а на выходе элемента 20 логическая "1" останется, При работе привода в двигательном режиме, соответствуюшем соотношению входных сигналов (-0зад) и (+0ос), на выходе элемента 20 буде сигнал

1577047 сигнал логической "1", а на выходе элемен- - 5 та 20 также появится сигнал логической "1".

45

50 логического "0", а на выходе элемента 16— сигнал логической "1, При переходе в тормозной режим изменится знак и соответственно на выходе элемента t6 сохранится

Таким образом, вдвигательномрежиме работы на одном из входов элемента И-НЕ

17 всегда присутствует сигнал логического

"0", что обуславливает на его выходе сигнал логической "1", который разрешает подачу сигнала управления на тиристоры 9 и 10, Проводящее состояние тиристоров 9 и 10 при соответствующем состоянии тиристорного реверсора 2 обеспечивает двигательный режим работы электропривода.

Тормозному режиму работы .электропривода соответствует состояние, когда на выходах элементов 20 и 16 присутствуют сигналы логических "1", т.е. вид информации на выходе элемента 13, определяющий состояние тиристоров 9 и 10, а следовательно, и вид торможения определяются информацией на выходе элемента 24. Если в процессе торможения величина ошибки я лежит в пределах заданной динамической точности системы, то на выходе компаратора 23 будет сигнал логического "0", а на выходе элемента 24 — сигнал логической "1".

В этом случае с выхода элемента 13 запрет в виде логического "О" поступает на формирователь 25 сигналов управления и снимает сигналы управления с тиристоров 9 и 10, что при соответствующем состоянии тиристорного реверсора 2 определяет сочетание динамического и рекуперативного торможения, Если же в процессе торможения величина ошибки е превысит заданную динамическую точность системы, то на выходе коммутатора 23 появится сигнал логической "1", а на выходе элемента 24 — сигнал логического "0", В этом случае сигнал логической "1" с выхода элемента 13 разрешает подачу сигнала управления на тиристоры 9 и 10, что при соответствующем состоянии тиристорного реверсора 2 обуславливает в приводе регулируемый тормозной режим в виде сочетания торможения противовключением и динамического торможения.

Уровень динамической точности, определяемый требованиями к конкретной системе автоматизированного электропривода; устанавливается изменением коэффициента усиления усилителя 21 сигнала ошибки и порога срабатывания компаратора 23.

В зависимости от-вида системы электропривода (следящий электропривод, регулируемый или моментный) в качестве

40 сигнала 4с могут быть использованы сигналы скорости или -,îêà.

Электропривод допускает использование двигателей постоянного тока любого способа возбуждения. В случае применения двигателей последовательного или смешанного возбуждения-обмотка последовательного возбуждения включается вместо дросселя 7.

Управляемый тормозной режим, представляющий собой сочетание динамического и рекуперативного торможений, имеет лучшие энергетические показатели по сравнению с режимом торможения в виде сочетания противовключения с динамическим торможением, в то время как по динамическим показателям имеет место обратное соотношение. Это указывает на целесообразность изменения энергетического состояния электропривода в тормозном режиме при изменении величины динамической ошибки, Таким образом, электропривод постоянного тока осуществляет выбор и автоматическое переключение в процессе торможения регулируемых тормозных режимов, т,е. изменение энергетического состояния для улучшения энергетических характеристик при требуемой динамической точности, Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого включена в диагональ тиристорного реверсора, первый выводдругой диагонали которого соединен через транзисторный ключ с положительным выводом источника постоянного тока, выполненного в виде трехфазного выпрямителя, подключенного к вторичной обмотке трехфазного трансформатора, второй вывод другой диагонали тиристорного реверсора через сглаживающий дроссель подключен к анодам диода, вспомогательного и обратного тиристоров, катод диода соединен с положительным выводом источника постоянного тока, катод обратного тиристора подключен к первому выводу другой диагонали тиристорного реверсора, катод вспомогательного тиристора соединен с отрицательным выводом источника постоянного тока, однофазный тиристорный мост, общий анод которого подключен к аноду обратного тиристора, а общий катод — к катоду обратного тиристора, в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста включена дополнительная вторичная обмотка трансформатора, выполненная пр схеме разомкнутого треугольника, причем

1577047

Составитель Т.Рожкова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор С.Пекарь

Заказ 1854 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ПроизводственнО -издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 одна из фазных обмоток включена встречно относительно двух других, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения

-, энергетических характеристик электро привода путем изменения его энергетического состОяния в тормозных режимах при требуемой динамической .точности, в него введены узел сравнения сигналов задания и обратной связи, усилитель, выпрямитель, три компаратора, три инвертора, два элемента И-НЕ, один трехвходовый элемент ИНЕ и формирователь сигнала управления тиристорами, причем к первому входу трехвходового элемента И-НЕ подключены последовательно соединенные первый . компаратор, первый инвертор и первый элемент И-НЕ, к второму входу трехвходового элемента И-НЕ подключены последовательно соединенные узел сравнения сигналов задания и обратной связи, второй компвратор, второй инвертор и второй элемент ИНЕ, к третьему входу трехвходового элемента И-НЕ подключены последователь5 но соединенные усилитель, выпрямитель, третий компаратор и третий инвертор, втарой вход узла сравнения сигналов задания и обратной связи соединен с входом первого компаратора, вход второго компаратора

10 соединен с входом усилителя, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу второго компаратора, выход первого компаратора соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход трехвходового эле15 мента И-НЕ подключен к входу формирователя сигнала управления тиристорами, выходы которого соединены с управляющими электродами вспомогательного и обратного тиристоров.