Патент ссср 219658

 

2I9658

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1Ф ЮЪ

Есссоюзи=-тт

I б,;

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 46/50

21с, 62/01

Заявлено 19.IV.1966 (¹ 1070596/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК G 051

Н 02р

УДК 62-503.53(088.8) Комитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 14 VI.1968. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 26Х111.1968

Авторы изобретения

Л. В. Шульгин и А. Ф. Ильин

Заявитель

СИЛОВОЙ СЛЕДЯГИИЙ ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГ О ТОКА

Известны силовые следящие системы переменного тока, в которых содержится усилительно-преобразовательное устройство и в которых в рсзультате динамического торможения обеспечивается рекуперация энергии в сеть.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что является полностью бесконтактным и позголяет повысить надежность работы системы.

В нем соосно с валом силового исполнительного двигателя дополнительно установлены два трехфазных и два двухфазных маломощных двигателя с диодно-тиристорными схемами в цепях роторных обмоток, управляющие электроды тиристоров роторных обмоток подключены к независимым роторным обмоткам обоих трехфазных двигателей, а катоды и аноды этих тиристоров подключены к катодам тиристоров регулируемого выпрямителя, образованного каскадным соединением роторных обмоток двухфазных двигателей, статорные обмотки которых подсоединены к усилителюпреобразователю. При этом статорные обмотки трехфазных двигателей подключены к этому же,преобразователю через управляемые трехфазные дроссели, а статорные обмотки силового двигателя подсоединены через усилитель мощности.

На чертеже представлена принципиальная схема силового следящего привода переменного тока.

В схему включены: задающее устройство 1. датчик 2 угла рассогласования задающег; устройства, усилительно-преобразовательно< устройство 3, исполнительное устройство 4. исполнительный двигатель б, датчик б нагруз ки, датчик 7 угла рассогласования исполнительного устройства, усилитель мощности 8, управляемые дроссели насыщения 9, 10.

Привод работает следующим образом.

Задающее устройство 1, вращаясь с определенной скоростью и обеспечивая заданный режим работы системы, выдает с датчика 2угла рассогласования сигнал на усилительно-преобразовательное устройство 3, на это же устройство поступает и сигнал с датчика 7 угла рассогласования исполнительного устройства.

В качестве датчиков угла рассогласования могут быть использованы кодовые датчики, сельсины. В случае использования сельсинов сигнал рассогласования поступает с сельсина2б приемника, расположенного в исполнительном устройстве 4.

Величина сигнала рассогласования пропорциональна углу рассогласования, а знак его зависит от того, опережает исполнительная

30 ось задающую ось или отстает от нее, 219658

Преобразованный и усиленный сигнал поступает на обмотку статора I исполнительного двигателя 5. Сигнал с датчика нагрузки, полярность или фаза которого меняется в зависимости от знака прикладываемого момента, поступает на обмотку статора П, а также на управляющие обмотки дросселей насыщения

9, 10, включенные последовательно,с обмотками статоров 1П и 1К

При этом величина сигнала не зависит от величины прикладываемого момента и остается постоянной, заранее выбранной.

Исполнительный двигатель состоит из пяти статоров, один из них является силовым, (V), а остальные четыре вспомогательными или управляющими.

В цепь роторных обмоток включены вентили (как управляемые, так и неуправляемые}, размещенные на роторе.

Силовой ротор является трехфазным с управляемыми диодами в каждой фазе и представляет собой зависимый инвертор, Один из вспомогательных роторов I вместе с соответствующей схемой служит в качестве выпрямителя, питающего инвертор, величина выпрямленного напряжения при этом зависит от сигнала рассогласования, поступающего на обмотку соответствующего ему статора 1.

Для осуществления поджига управляемых диодов Д и )4 на их управляющие электроды подаются положительные полупериоды в тот момент, когда на их аноды прикладывается положительная полуволна напряжения. Диоды Д. и Д4 включены с целью отсечки отрицательных полупериодов, поступающих на управляющий электрод, во избежание пробоя управляемых диодов. Частота и фаза ротора

II совпадает с частотой и фазой гнодного напряжения выпрямителя (ротор 1 ) ..

Как уже говорилось выше, схема ротора V и IV в совокупности со схемой ротора I и П образует зависимый инвертор.

Для нормальной работы инвертора поджиг управляемых диодов осуществляется в определенное время напряжениями, снимаемыми с обмоток ротора IV, статор которого запитывается от той же сети, что и силовой статор

V. Следовательно, частота анодного напряжения инвертора и управляющих сигналов одинакова, а фазы сигналов имеют определенные соотношения, обеспечивая тем самым более четкую работу инвертора. Стагоры ПI и IV работают поочередно в за висимости от знака момента сопротивления, при «подгоняющих» моментах работает один статор IV, при положительных — статор III. Инвертор в данном случае работает в режиме выпрямителя.

Привод в режиме стабилизации скорости ра ботает следующим образом.

В режиме «подгоняющих» моментов (отри,цательных) сигналы с датчиков 2 и 7 соответственно задающего и исполнительного устройств 1 и 4 поступают на усилительно-преобразовательное устройство 8. С этого устройства сигнал рассогласования, пропорциональ5

65 ный углу, в виде напряжения постоянного тока поступает на управляющую обмотку сгатора I исполнительного двигателя 5. На обмотке этого ротора возникает напряжение переменного тока определенной амплитуды, зависящей от величины сигнала рассогласования. Наряду с этим на усилительно-преобразовательнос устройство 3 поступает и сигнал с датчика нагрузки б, фаза или полярность которого полностью зависит от знака момента.

При «подгоняющем» моменте сигнал с датчика нагрузки, пройдя через устройство 8, поступает на управляющие обмотки статора П и дроссель насыщения 9, рабочие обмотки которого включены последовательно с обмотками статора IV, При отсутствии сигнала на обмотке управления дросселя 9 напряжение от трехфазной сети падает на обмотках дросселя, при наличии сигнала в его цепи управления сопротивление обмоток резко падает и напряжение почти полностью прикладывается к обмоткам статора IV.

Таким образом, включая и выключая сигнал с датчика нагрузки, можно управлять напряжением статора IV, а соответственно и ротора

1V . Статор П служит для управления работой выпрямителя, собранного на роторе I .

Амплитуда и частота напряжений, снимаемых с обмоток ротора 11, неизменны во времени, причем частота и фаза напряжений совпадают с частотой и фазой напряжения ротора I .

Во избежание пробоя управляемых диодов от отрицательных напряжений в цепь управляющих электродов включены диоды, отсекающие отрицательные полуволны напряжения.

Напряжения обмоток ротора I V через диоды поданы на управляющие электроды управляемых диодов Д;, Д, Д-„размещенные на роторе и включенные в схему силового ротора

Г, представляющую собой зависимый инвертор, подключенный к выпрямителю ротора 1 .

Таким образом, при увеличении «подгоняющего» момента растет сигнал рассогласования, а следовательно, и величина выпрямленного напряжения, в результате этого суммарный вектор активной составляющей инвертора будет расти и избыточная энергия через обмотки силового статора будет передаваться в сеть, т. е. инвертор будет обеспечивать рекуперацию энергии в сеть.

В режиме положительных моментов сигнал рассогласования поступает не на управляющую обмотку статора I, а на схему управления усилителя мощности 8, обмотки которого включены последовательно с обмотками исполнительного двигателя 5. При наличии сигнала на входе усилителя векторы напряжений усилителя совпадают с векторами напряжений двигателя по фазе, а величина напряжений усилителя зависит от сигнала рассогласования.

Увеличение сигнала рассогласования влечет за собой увеличение амплитуд напряжений бесконтактного электромашинного усилителя, 219658 которые, складываясь с соответствующим напряжением сети, повышают суммарное напряжение на обмотках силового статора V исполнительного двигателя 5, увеличивая действующий момент вращения и обеспечивая тем самым поддержание угла рассогласования между задающей и исполнигельными осями в заданных пределах.

При этом нормальная работа исполнительного двигателя в данном режиме обеспечивается переводом инвертора в режим выпрямителя. С этой целью сигнал с датчика нагрузки через усилительно-преобразовательное устройство 3 поступает только на управляющую обмотку дросселя 10, включенного в цепь статора III, в результате чего управляющие диоды

Д.-, l4, Д7, оказываются открытыми в момент положительных полупериодов на их анодах.

Предмет изобретения

Силовой следящий привод переменного тока, содержащий усилитель-преобразователь, силовой исполнительный двигатель, трехфазный усилитель мощности и трехфазные управляемые дросселя. отличающийся тем, что, с целью обеспечения рекуперации энергии в сеть при знакопеременных моментах нагрузки и по5 вышения надежности работы привода, в нем соосно с валом силового исполнительного двигателя дололнительно установлены два трехфазных и два двухфазных маломощных двигателя с диодно-тиристорными схемами в це10 пях роторных обмоток; управляющие электроды тиристоров роторных обмоток подключены к независимым роторным обмоткам обоих трехфазных двигателей, а катоды и аноды этих тиристоров подключены к катодам тиристоров

15 регулируемого выпрямителя, образованного каскадным соединением роторных обмоток двухфазных двигателей, статорные обмотки которых подсоединены к усилителю-преобразователю, причем статорные обмотки трехфаз20 ных двигателей подключены к этому же преобразователю через управляемые трехфазные дроссели, а статорные обмотки силового двигателя подсоединены через усилитель мощности.

2I9658

Составитель И. Н. Шувалова

Редактор О. Б. Привезенцева Техред Л. К. Малова Корректоры: А. П. Васильева и Т. Д. Чунаева

Заказ 2369/16 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2