Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения

 

О Л И A †"Й -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДИТЕИЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20.09.74 (2 1, 20б 310 7/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 250580.Бюллетень 89 19

Дата опубликования описания 2б 0580

Н 02 P 5/Об

Государственный комнтет

СССР оо делам нзобретеннй н открытнй (- з) УД 621.313,,2-58(088,8) (72) Авторы изобретения

A,А, Брожат, М,М„Климов и К.С, Азбукин

Институт механики металлополимерных систем

AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к электрстехнике и может быть использовано для регулирования скорости электродвигателей постоянного тока средней мощности при двухполупериодном выпря.млении.

Известное устройство для управления электродвигателем постоянногo тока при двухполупериодном выпрямлении содержи в однофаэный мостовый выпрямитель, в диагональ по постоянному току которого включены обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока, делитель напряжения на постоянном и переменном резисторах. Якорь электродвигателя подключен к выпрямителю через тиристор (1) . Отпирание тиристора происходит в момент, когда опорное напряжение, снимаемое с части переменного резистора, превышает прямое падение напряжения на диоде в цепи управпяпощего электрола тиристора.

Недостаток устройства — ненадежность работы при регулировании скорости на низких оборотах, т.е. появление качаний, возможное неза-иоание тиристора при переходе сетевого напряжения через нуль, так как обмотки возбуждения включены параллельно выходу мостового выпрямителя,. сравнительно большая мощность, с рассеиваемая на элементах цепи управления, Наиболее близким к изобретению по техничес.тй сущности и конструк» тивному исполнению силовой части схемы является устройство, содержащее однофазный мостовой выпрямитель с двумя тиристорами в одном плече и двумя диодами в другом (2). Систеf5 ма управления содержит генератор пилообразного напряжения, работающий Q принципу заряда конденсаторов от источника постоянного тока с последующим их разрядом с помощью

29 диодных ключей. Напряжение обратной связи снимается с регулируемого выхода выпр ямит ел я, сумми рует ся с задающим напряжением и напряжением обратной положительной связи по то25 ку электродвигателя и подается на вход усилителя постоянного тока, вы. ходкое напряжение которого сравнивается с пилообразным напряжением, В момент их равенства происходит

30 формирование импульса, включающего

736316 тат или другой тиристар силовой выпрямительной схемы, Недостатки устройства - сложность конструкции, наличие дополнительных источников питания для схемы управления, возможная неустойчивая работа электродвигателя на низких оборотах, чта снижает надежность работы устройства, Бель изобретения — упрощение конструкции и повьгление надежности работы устройства.

Бель достигается за счет того, что устройство снабжено двумя включенными встречно разнязывающими,циадами и резисторами,,каждый из которых одним выводам подключен между анодом порогового элемента и обкладкой разрядного конденсатора. а дру— гим — к к атоду соот нет ст вующего разняэынающе-о диода,. после,цаватель— но соединенными постоянным и переменным резисторами, причем вывод постоянного резистора подключен к тачке соединения анадан тиристоров,. а нынад переменного резистора — к тачке соединения анодов развязывающих диодов, а также двумя дополнительными цепочками, содержащими последовательно соединенные диац и постоянный резистор,. один нынад которога соединен с катодом тиристсра мостового выпрямителя, а дру— гой - с катодом указанного диода, анод которого через пороговый элемент и Лиад формирователя импульсов соединен C управляющим электродом другого тиристара мостанага выпрямителя.

Кроме того, устройство снабжено цепочкой, составленной из последовательна соединенных диода, переменного резистора и конденсатора, и двумя встречно включенными диодами, причем анод диода паследовател.ьной цепи соединен с точкой соединения переменного и постоянного ре.зисторов, а свободная обкладка как †. денсатора соединена с анодами встречно включенных диодов, катоды которых подключены соответственна к катодам тиристарав мостового выпрямител я, На чертеже представлена принци-гиальная схема устройства „

Устройство содержит мостовой дну хполупериодный выпрямитель, в адно плечо каторогс включены силовые диоды 1, 2, а в другое силовые т иристары 3, 4, B диагональ выпрямительного моста. включены якорь электродвигателяля 5 постоянного тока =. последовательной обмоткой возбуждения, шунтированные диодом 6. Мостовой выпрямитель подключается к сети переменного напряжения через токоаграничивающие реакторы 7, 8 и кон— такты 9, 10.

Формирователь импульсов содержит разрядные конденсаторы 11, 12, подключенные одной обкладкой через пороговые элеме н ты (ли н истары) 1 3, 14 н диоды 15, 16 к управляющим электродам тиристарав 3, 4, а второй — соответственно к их катодам.

Обкладки разрядных конденсаторов

11, 12„ подключенные к пороговым элементам 1.3, 14, соединены между собой через цепочку, содержащую последовательна соединенные перемен— ные резис-оры 17, 18 и встречно включенные разнязызающие диады 19, 20. Аноды диодов 19, 20 подключены к анодам тиристоров ", 4 через последовательно соединенные переменное сопротивление 21 и поcòoÿííîå сопротивление 2?, Кроме того, формирователь импульсон снабжен двумя цепочками„ одна з которых садержит последонательна соединенные диод 23 и резистор 24, причем анод диода 23 соединен = анодом динистора 14, а вывод резистора 24 — с катодом тирис ора 3; вторая цепочка содержит последовательно соединенные диод 25 и резистор ?6, гричем анод диода 25 соединен с анодам динистара. 13, а вывод резистора

26 с катодом :иристара 4. Для ограничения пусканых таков и плавного увеличения скорости электрадвигате— ля да заданного значения устройство для регулирования cr

21, а вторая обкладка канленсатсра

29 подключена к тачке соединения анодов диодов 30 и 31, катоды ксторых подключены соответственно к катодам силовых тиристарав 4 и 3. С целью разряда конденсатора 29 в момент выключения электродвигателя 5 и подготовки устройс:ва лля регулиравания сKQpocrH к пуску конденсатор 29 заь унтирован цепочкой, содержащей последовательна соединен-. ные резистор 32 и размыкающий контакт 33, Для того, чтобы конденсатор 29 после запуска электродвигателя ке вп. ял нà раба;; формирова".еля импульсов, ега обк>-.àëêà, соединенная " выводам переменного pe— эистора 28, подключена также к катоду диода 34, анод которого через

35 rlOQgQ+Qc- y соединения силовых диодов; и 2.

Для стабилизации скорости электродвигателя постояннога така 5 с павыщенной точностью устройство может быть дополнит Eл ьна сН а бжена тахагенератором 36, выход которога через мостовой выпрями тель 37 подключен к переменному сопротивлению

38 устройства сравнения, ка второ.

736316

35

55

60 му резистору 39 которого подключен источник опорного (задающего) напряжения. Выход устройства сравнения (то есть средние точки переменных резисторов 38 и 39) подключен ко входу реверсивного усилителя 40, к выходу которого подключен якорь исполнительного микродвигателя 41, перемещающего подвижный контакт переменного сбпротивления 42, подключенного через переключатель 43 к выводу постоянного сопротивления 22.

Параллельная обмотка 44 электродвигателя 5 через ограничивающий резистор и выпрямитель подключена .к сети переменного напряжения через нормально открытые контакты 9 и 10, Устройство работает следующим образом.

В момент замыкания контактов 9, 10 и размыкания контакта 33 начинается заряд конденсатора 29 по цепи: контакт 9 (или 10, в зависимости от мгновенной полярности напряжения питающей сети), токоограничивающий реактор 7 (или 8), силовой диод

1 (или 2) последовательная обмотка и якорь электродвигателя 5, сопротивление 22, диод 27, переменный резистор 28, конденсатор 29, диод

30 (или 31). В момент заряда конденсатора 29 диод 27 через переменный резистор .29 и диоды 30, 31 шунтирует RC -цепочку формирователя импулLcoB шунтирующее действие на которую заканчивается после того, как потенциал катода диода ? 7 станет выше потенциала его анода. Заряд конденсатора 29 будет продолжаться до величины напряжения питающей сети через резистор 35 и диод 34. По-. дачу управляющих импульсов рассмртрим на примере включения тиристора

4. Заряд конденсатора 11 напряжением положительной полярности происходит по цепи: контакт 9, реактор 7, диод 1, электродвигатель 5, резистор 22 переменный резистор

21, диод 19, переменный резистор 18, конденсатор 11, токоограничивающий реактор 8, контакт 10. После того, как напряжение на конденсаторе 11 станет равным напряжению переключения динистора 14, на управляющий электрод тиристора 4 подается импульс тока, тиристор 4 включается и шунтирует RC-цепочку, исключая ненужное рассеивание энергии на элементах схемы управления. Аналогичным образом происходит включение тиристора 3. Заряд конденсатора 12 происходит по цепи: контакт 30 токоограничивающий реактор 8, диод

2, электродвигатель 5, резистор 22, переменное сопротивление 21, диод

20, переменный резистор 17, конденсатор 12, токоограничивающий реактор 7, контакт 9, После достижения на конденсаторе 12 напряже5

1О

50 ния переключени я дини стора 1 3 на управляющий электрод тиристора подается импульс тока, тиристор 3 включается и аналогично вышеописанному шунтирует R С-цепочку. Конденсатор 11 в этот момент времени переэаряжается по цепи:.контакт 10, токоограничивающий реактор 8, конденсатор 11, диод 23, резистор 24, токоограничивающий реактор 7, контакт 9, Этим достигается автоматическая синхронизация управляющих импульсов с напряжением питающей сети. Угол включения тиристоров в пределах 0-180 регулируется резисо тором 21, причем симметрию управляющих импульсов регулируют резисторами 17, 18, Так как заряд конденсаторов 11 и 12 происходит через якорь электродвигателя 5, то в схеме управления существует обратная связь по скорости, что способствует ее стабилизации при различных колебаниях момента на валу электродвигателя. Если необходимо стабилизировать скорость с повышенной точностью, то при помощи переключателя 43 подключают переменный резистор 42, подвижный контакт которого связан с валом исполнительного электродвигателя 41. Если падение напряжения на резисторе 38 превышает (уменьшает) заданное напряжение на резисторе 39, то на входе реверсивного усилителя 40 появится сигнал рассогласования, и исполнительный двигатель 41 начнет перемещать подвижный контакт переменного сопротивления 42, увеличивая (или уменьшая) его сопротивление до тех пор, пока напряжение на резисторе 38 не станет равным напряжению на резисторе 39. Таким образом, достигается точная стабилизация скорости электродвигателя при наличии различных возмущающих факторов.

Соединение обкладок конденсаторов 11 и 1? через последовательно соединенные переменный резистор 18, диод 19, диод 20 и переменный резистор 17, а также соединение анодов диодов 19, 20 с анодами тирис тЬров 3, 4 через переменный резистор 21 и постоянный 22 позволяет повысить надежность работы за счет шунтирования тиристорами в открытом состоянии элементов фазорегулирующего устройства, Одновременное подключение обкладок конденсаторов

11 и 12, соединенных соответственно с пороговыми элементами 14 и 13 к катодам тиристоров 3 и 4 через последовательно соединенные диод

23 (25), резистор 24 (26) позволяет автоматически синхронизировать подачу управляющих импульсов на управляющие электроды тиристоров 3 и 4 с напряжением сети и четко or73б 316 раничить фазы управляющих импул:ьсов в пределах 0-180 . Соединение вывода резистора 22 через диод 27, переменный резистор 28 с обкладкой конденсатора 29, вторая обкладка которого подключена к анодам диодов

30, 31, катоды которых подключены к катодам тиристоров 4 и 3, позволяет плавно автоматически увеличивать скорость до заданного значения и ограничивает пусковые токи электродвигателя постоянного тока. Наличие внутренней обратной связи по скорости, а также подключение выхода тахогенератора 36 к одному из входов сравнивающего устройства,содержащего переменный резистор 38, на который подается опорное (задающее) напряжение, и подключение:выхода сравнивающего устройства ко входу реверсивного усилителя 40, к выходу которого подключен исполнительный микродвигатель 41, перемещающий подвижный контакт потенциометра 42, значительно повышает точность стабилизации скорости электродвигателя при значительных колебаниях момента на его валу или при наличии других возмущающих факторов.

Формула изобретения

1, Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения, содержащее мостовой выпрямитель с двумя тиристорами в одном плече и двумя диодами в другом, формирователи импульсов, каждый разрядный конденсатор которых через последовательно соединенные пороговый элемент, например динистор, и диод подключен параллельно участку управляющий электрод-катод соответствующего тиристора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности оно снабжено двумя включенными встречно раз вязывающими диодами и переменными резисторами, каждый из которых одним выводом подключен между анодом порогового элемента и обкладкой разрядного конденсатора, а другим — к катоду соответствующего развяэывающего диода, последовательно соединенными постоянным и переменным резисторами, причем вывод постоянного резистора подключен к точке соединения анодов тиристоров, а вывод переменного резисторак точке соединения анодов развязывающих диодов, а также двумя дополнительными цепочками, содержащими последовательно соединенные диод и постоянный резистор, один вывод которого соединен с катодом тиристора мостового выпрямителя, а другой — с катодом указанного диода, анод которого через пороговый элемент и диод формирователя импульсов соединен с управляющим электродом другого тиристора мостового выпрямителя, 2 . Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено цепочкой, составленной из последовательно соединенных диода, переменного резистора и конденсатора, и двумя встречно включенными диодами„ причем анод диода последовательной цепи соединен с точкой соединения переменного и постоянного резисторов, а свободная обкладка конденсатора соединена с анодами встречно-включенных диодов, катоды которых подключены соответственно к катодам тиристоров мостового выпрями тел я .

Источники информации, принятые во внимание при э к сперти з е

1 ° Тиристоры. Технический справочник под ред, Лабунцова В,А, M., Энергия, 1971.

2, Полимерное оборудование и переработка пластмасс, Киев, Техника, 1973. 736316

Составитель К, Корева

Редактор М. Ликович Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор Н, Стец

Заказ 2283/10 Тираж 783 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4