Электропривод постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и ц 650I93

Сове Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2178767/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) M. КЛ.2

Н 02Р 5/16

Государственный комитет (53) УДК 621.316.718.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Б. В. Гулыманов, М. Е. Гольц, С. И. Лаздина и Г. А. Макаров

Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода подач металлорежущих станков.

При работе электропривода с механиз.мами, имеющими ограниченный ход рабочего органа (механизм подачи станка), а также с механизмами, у которых незапрограммированное перемещение рабочего органа, находящегося в заданной координате, может привести к поломке механизма, либо к браку в изготовлении изделия; возникает необходимость в создании на валу .приводного двигателя тормозного момента (если двигатель вращается) и исключения возможности импульсного поворота вала двигателя (если двигатель стоит) при отключении источников питания, выполненных в виде одного трансформатора, имеющего несколько вторичных обмоток с выпрямителями.

Известно аналогичное устройство управления приводом, постоянного тока с тиристорным широтно-импульсным преобразователем (1).

Это устройство исключает возможность применения в схеме управления устройства блокировки каналов, которое повышает надежность работы схемы и, снижая до минимума зону нечувствительности, улучшает существенно динамические свойства привода на низких скоростях.

Известно также устройство, содержащее двигатель, тахогенератор, тиристорный импульсный усилитель мощности, устройство искусственной коммутации с фильтром, 5 формирователь управляющих импульсов устройства искусственной коммутации, формирователь управляющих импульсов тиристорного моста с устройством блокировки каналов и элементами задержки, широтноip импульсный модулятор, промежуточный усилитель, генератор высокочастотных импульсов, присоединенный через управляемый ключ ко входу формирователя управляющих импульсов искусственной ком15 мутации, источника питания, который присоединен к управляющей цепи управляемого ключа и через дифференц!ирующий эле,мент и селектор импульсов одной полярности — на вход широтно-импульсного модулятора, источник питания, который через конденсаторный фильтр подключен к формирователю управляющих импульсов устройства искусственной коммутации, формирователю управляющих импульсов тири25 сторного моста, широтно-импульсному модулятору, промежуточному усилителю, высокочастотному генератору (2).

Недостатком известного устройства является сложность, заключающаяся в наличии специального генератора, частота которого должна быть выше частоты комму650193 тации. Используется вышеуказанный генератор по своему значению только в аварийных режимах — отключение источников питания, что случается редко, поэтому наличие его усложняет схему .привода и снижает надежность работы.

Целью изобретения является упрощение привода и повышение надежности его работы.

Для этого в электроприводе постоянного тока, содержащем электродвигатель с тахогенератором, мостовой тиристорный усилитель мощности с коммутирующим устройством, подключенным к общему силовому источнику питания с конденсаторным фильтром, промежуточный усилитель, широтно-импульсный модулятор, делитель частоты и формирователь управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, формирователь управляющих импульсов моста упомянутого мостового тиристорного усилителя мощности, электронный ключ, два источника питания, один из которых через конденсаторный фильтр присоединен к упомянутому промежуточному усилителю, широтно-импульсному модулятору, делителю частоты с формирователем управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, формирователю управляющих импульсов тиристоров моста и электронному ключу, а другой присоединен к управляющей цепи электронного ключа и через дифференцирующий элемент -- к входу широтно-импульсного преобразователя. Электронный ключ присоединен своим входом к тактовому выходу широтно-импульсного модулятора, а своим выходом — к входу формирователя управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода постоянного тока.

Электропривод постоянного тока содержит широтно-импульсный модулятор 1, тактовый выход которого присоединен к делителю частоты 2, а выход широтно-модулированных импульсов подключен к входу формирователя управляющих импульсов тиристоров моста 3 мостового тиристорного усилителя мощности 4, к которому подсоединен силовой источник питания с конденсаторным фильтром 5. К мостовому тиристорному усилителю мощности 4 присоединен также выход формирователя 6 управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, к входам которого подсоединены, выходы делителя частоты 2 и электронного ключа 7, вход которого присоединен к тактовому выходу широтноимпульсного модулятора 1, а управляющая ,цепь подсоединена к выходу бесфильтрового источника питания 8, который через дифференцирующий элемент 9 соединен со входом широтно-импульсного модулятор а

25 зо

1, другой вход которого через промежуточный усилитель 10 соединен с выходом тахогенератора 11, механически соединенного с двигателем 12, Источник питания 13 через конденсаторный фильтр 14 присоединен к упомянутым широтно-импульсному модулятору 1, делителю частоты 2, формирователям управляющих импульсов 3 и .6, электронному ключу 7, промежуточному усилителю 10.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

С выхода широтно-импульсного модулятора 1 поступают две серии импульсов, тактовые импульсы на вход делителя частоты 2 и управляющие импульсы на вход .формирователя управляющих импульсов тиристоров моста 3, который содержит устройство блокировки каналов с элементами задержки и два усилителя импульсов, с выхода формирователя импульсов 3 импульсы управления:поступают на тиристоры моста мостового тиристорного усилителя мощности 4, в состав которого входит также коммутирующее устройство. Питание мостового тиристорного усилителя мощности 4 осуществляется силовым источником питания с конденсаторным фильтром 5. Тактовые импульсы с выхода делителя частоты 2 поступают на вход формирователя управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства 6, в состав которого входят два импульсных усилителя, с выхода 6 управляющие импульсы поступают на тиристоры коммутирующего устройства мостового тиристорного усилителя мощности 4. Делитель частоты 2 шунтирован электронным ключом 7, на вход которого поступают тактовые им,пульсы, а выход может быть связан либо со входом одного из усилителей импульсов формирователя управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, либо через разделительные цепи — со входами каждого из усилителей импульсов.

Управление электронным ключом 7 осуществляется от бесфильтрового источника питания 8, который также через дифференцирующий элемент 9 связан со входом широтно-импульсного модулятора. Управление широтно-импульсным модулятором осуществляется от промежуточного усилителя

10, на вход которого подаются сигналы задания U, и сигнал с выхода тахогенератора 11, подключенного к выходу приводного двигателя 12. Управление приводным двигателем 12 осуществляет мостовой тиристорный усилитель мощности 4. При одновременном отключении источников питания — отключение напряжения сети, либо отключение автоматического выключателя защиты привода, возможны два случая: в первом случае отключение источников питания происходит при вращающемся приводном двигателе U,»<0, во втором слу650193

15 чае отключение источников питания происходит при Узяд0, т. е. приводной двигатель находится в состоянии покоя. При отключении источников питания в первом случае мгновенно замыкается электронный ключ 7, который выполнен таким образом, что разомкнут,при наличии напряжения на источнике 8 и замкнут при отсутствии напряжения. Вследствие того, что элементы привода 1, 2, 3, 6, 7, 10 питаются от источника 13 через конденсаторный фильтр 14, указанные элементы продолжают функционировать некоторое время после отключения источников питания. При замыкании ключа 7 тактовые импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 1 поступают непосредственно на вход формирователя управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства 6, при этом с ,выхода формирователя 6 появляются две серии импульсов, не имеющих временного сдвига. Подача управляющих импульсов, не имеющих временного сдвига, на тиристоры коммутирующего устройства приводит к одновременному их включению и прекращению коммутации через некоторое время после отключения источников питания вследствие наличия конденсаторного фильтра 5. При одновременном включении тиристоров коммутирующего устройства якорь двигателя 4 оказывается закороченным, что приводит к возникновению тормозного момента на валу двигателя. Одновременно появление импульсов управления на тиристорах коммутирующе,го устройства происходит с задержкой времени, зависящей от момента выключения источников питания, но не более двух периодов коммутации, при подключении выхода электронного ключа 7 к входу одного из усилителей импульсов, входящего в состав формирователя управляющих импульсов 6, и не более одного периода коммутации при подключении выхода электронного ключа 7 через разделительные цепи к входу каждого из импульсных усилителей.

При отключении источников питания в случае U,, =О (двигатель находится в состоянии покоя) в результате переходных процессов, происходящих: в промежуточном усилителе 10, в широтно-импульсном модуляторе 1, в якоре тахогенератора 11, если он выполнен с обмоткой возбуждения, на выходе широтно-импульсного модулятора могут появиться импульсы, которые через формирователь импульсов 3 поступа ют на ту или иную диагональ моста, тиристорного усилителя мощности 4, вызывая импульсный поворот вала двигателя, однако одновременное включение тиристоров устройства коммутации при замыкании ключа 7 приводит к прекращению коммутации и быстрому разряду конденсаторно20

З0

60 го фильтра силового источника питания, предотвращая импульсный поворот вала двигателя.

Импульсный поворот вала двигателя, который может возникнуть при включении источников:питания вследствие переходных процессов в тахогенераторе 11, если он выполнен с обмоткой возбуждения, промежуточном усилителе 10, широтно-импульсном модуляторе 1, вследствие появления импульсов на входе формирователя импульсов 3 исключается подключение на вход широтно-импульсного модулятора 1 дифференцирующего элемента 9, который запирает вход широтно-импульсного преобразователя в момент включения источников питания.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель с тахогенератором, мостовой тиристорный усилитель мощности с коммутирующим устройством, подключенным к общему силовому источнику питания с конденсаторным фильтром, промежуточный усилитель, широтно-импульсный модулятор, делитель частоты и формирователь управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, формирователь управляющих импульсов тиристоров моста упомянутого мостового тиристорного усилителя мощности, электронный ключ, два источника питания, один из которых через конденсаторный фильтр присоединен к упомянутым промежуточному усилителю, широтно-импульсному модулятору, делителю частоты с формирователем управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства, формирователю управляющих импульсов, тиристоров моста и электронному ключу, а другой присоединен к управляющей цепи электронного ключа и через дифференцирующий элемент — к входу широтно-импульсного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения электропривода и повышения надежности его работы, упомянутый электронный ключ присоединен своим входом к тактовому выходу широтно-импульсного модулятора, а своим выходом— к входу формирователя управляющих импульсов тиристоров коммутирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка № 2087952/07, кл. Н 02Р 5/16, 24.12.74, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Заявка № 2137801/07, кл. Н 02Р 5/16, 26.05.75, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

6S0193

Редактор Ю. Челюкаиов

Заказ 325/17 Изд. № 158 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Поспелов

Техред Н. Строганова

Корректоры: Р. Беркович и А. Степанова