Реверсивный тиристорный электропривод

 

Союз Советски к

Социвпистичесиик

Республик (iii744885 (6! ) glополмительиое к авт. свид-ву— (22)Заявлено05.07 77 (2)) 2503339/24 07 (5l )NL. Кд.

Н 02 Р 5/16 с присоединением заявки .%

Гасударственный комитет (23)llриоритет ав делен изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 02.07.80 (53) УДК 621. .316. 718.5 (088. 8) В. ll. Кравченко, г. Я. Левинсон, Ю. И. Харитонов и Э. Л. Егиазарян (72) А вторы изобретения

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (7!) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротех-! тике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах, например, для управления подачей металлорежуших станков.

Наиболее близким к предлагаемому яв5 ляется реверсивный тиристорный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к выходу тиристорного преобразователя, последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения и транзисторный нуль-орган, два усилителя импульсов и сумматор fll

Недостатками этого электрод)ивода являются невысокая точность управления

K надежность, Пель изобретения - повышение точности управления приводом и увеличение надежности, 20

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод введены четыре диода, конденсатор, переключающий элемент, балансный усилитель постоянного тока

2 с "падающей характеристикой и ждущий релаксатор, вход которого через первый диод соединен с выходом траизисторного нуль-органа, один вход которого связан с выходом балансного усилителя !тостоянного тока, параллельно другому входу включен конденсатор, ждуший релаксатор через последовательно соединенные второй диод и резистор связан с выходом балансного усилителя постоянного тока, а выходы транзисторного нуль-органа и ждущего релаксатора через цепочки, образованные последовательно соединенными третьим или четвертым диодом и усилителем импульсов, подключены к управляющим входам переключающего элемента, выходы которого соединены с управляюшими входами тиристорного преобразователяя.

На чертеже приведена структурная схема реверсивного тиристорного электропривода.

Выход сумматора 1 соединен через балансный усилитель 2 постоянного тока, 885 ной и той же рабочей частоты * с и фазы.

Управляющие сигналы gp+ и Uoc различной полярности ч величины поступают на сумма" îð 1, На выходе балансного усилителя 2 постоянного ioKB с "падаю шей" характеристикой выделяются сит налы Е изменяющиеся, в -ависимости ф от режима, Определяемого разностью задающего сигнала U g и сигнала обратной связи Ug пс амплитуде от 0 до, Где Ey g

15 лс (/ -.= Я (/ где (— время с начала подачи прямоуГОльнОГО имtt>" льса, Й P — активное и емкостное сопро1 тивления во входной цепи

„yn Oh. GH

50 Нуль-орган 3 Открывается в моменты времени (1 (3) с падающей" характеристикой со входом транзисторного нуль-органа 3, параллельН0 другому входу которого подключен кон— денсатОр 4, а последовательно c EEHM конденсатор 5 и формирователь 6 прямоугольных импульсов, образующие формирователь пилообразного напряжения. Выход транзисторного нуль-органа 3 через диод 7 соединен со входом ждущего релаксатора 8, выход которого через цепочку из последовательно соединенных диода 9 и усилителя 10 импульсов подключен к одному из управляющих входов перекпочающего элемента 11, к другому управляющему входу которого через другую цепочку, состоящую из диода 12 и усилителя 13 импульсов, подключен выход транзисторного нуль-органа 3, При этом диоды 7 и 12 подключены к общей точке разноименными электродами. Выход балансного усилителя 2 постоянного тока через резистор 14 и диод 15 подключен во времязадаюшую цепь ждущего релаксатора 8, Образованную конденсатором

1 6, резистор Ом 17 и сопротивлением цепи коллектор-эмиттер лавинного транзистора 18. >Кдущий релаксатор 8 может представлЯть собой Основну о схему устройства на лавинном транзисторе (УЛТ)

30 т.е, HKmOHBTE цепь, задающую рабо Iee смещение (резистор 19, диод 20) и pe= зисторы 21 и 22 в цепи коллектор-эми1 тер транзистора 18. Полярность подключения диода 15 обеспечивает протекание

35 зарядноГО ТоКВ ÎT баланснОГО усилителя

2 постоянного тока на конденсатор 16.

Полярность подключения диода 9 обеспечивает протекание разряднОГО тока конденсатора 16 в нагрузку (усилитель 10

40 импульсов) .

Выходы перекгаочаюшего элемента 11

1 подкшочены к управляющим входам тиристорного преобразователя 23, к выходу KoTOpOI"o пОдключен электродвиГатель 24 постоянноГО TOKB, TpGH HcTO ный нуль-орган 3 включает транзистор

25, работающий в зависимости от режима управления в обычном режиме нли режиме пробоя p — л, перехода, Рабочая то *.— ка задается подбором резисторов 26,27, 28 и 14, Электропривод работает следующим образом.

На входы тиристорного преобразова55 теля 23, переключающего элемента 11 и формирователя 6 прямоугольных импульсов поступают коммутирующие импульсы Гк, 03 < или напряжение Ее. Од-": = - o"4 D3 à- )) Г) сУ o" выходное напряжение балансНОГО усилителЯ 2 постОЯнного токе при нулевом вход:-" - Иы =О,. — коэффициент усиления баланс2 постоянного тока.

Знак Ер отрицателен при выбранных (показанных на чертеже) типах транзисторОВ 25 и 18 и полярностях включения диодов 7, 9, 12, 5 и 20. При этом предполагается, что c — амплитуда пряМо",ÃОльных импульсов с Выхода фОрмироВателЯ 6 прямоугольных и .4п5 льсов — пО Т ложительна а напряжение - Çàä — по оы тельнс в режим прямого движения привода и отрицательно в режиме ÎбратНОГО Дви;, „ЕНИЯ ПОИВОПB

Возможны другие варианты подключеBHR и сигналов при доугпх типах проводиМОстей транзисторов 25 и 1 8, HO состаВ и связи элементов сохоаняются, ассмотрем режим прямОГО движения

IIPH B0EIB 80H Ae HcB T0o 5 за он:ti :. -- < IE импульсами Е, до HBпряжения Ц- дб тех

ПОО., пока тpBHeистор 25 закрыт. Напря

77 жение ; меняется по закону (Ф (-р

С = РСР— -

/: ;. - — ЛМС

О I

1„2„3 ... ряд натуральных чиЧЕСЛ (ПОИ ДВУХПОЛУПЕОИОДНОй схеме завле я -ц истсюа и(/

744885

Импульс Е положительной поляр1 ности поступает через разделительный диод 12 и усилитель 13 импульсов на один из управляющих входов переключак щего элемента 11, включающего тирис- 5 торы канала управления прямым движением электродвигателя 24. Чем больше будет Е тем позже откроются тириоторы, Это видно из выражения (3). Данный сигнал соответствует малым сигналам1

У д положительной полярности согласно выражению (1). Транзистор 18 ждущего релаксатора 8 находится в области лавинного пробоя (открыт), что соответствует нулевому выходному сигналу управ-1-" ления Уд канала обратного движения, ф 2

Конденсатор 16 при этом разряжен до напряжения Up равного напряжению пробоя

0 =7 R -E (4) где И 3 — сопротивление и ток в це6 ) пи коллектора транзистора

18.

Рассмотрим теперь режим обратного движения приводе. При некотором значении E ) Е происходит пробой р - перехода трайзистора 25 нуль-органа 3. При этом ток эмиттера транзистора 25 меняет направление, а конденсатор 4 :начинает разряжаться в те моменты времени, когда 7 > p ), p+ Pp (напряжение пробоя транзистора 25).

В начальный момент пробоя, (момент 35 предшествующий приходу имц Е„ ) происходит бросок тока эмиттера Ь - 9 транзистора 25 отрицательной полярности, который гаснет по амплитуде с разрядом конденсатора 4. Напряжение на конденса- 4О торе 4 У с учетом разряда конденсатора не должно быть ниже напряжения закрытия транзистора 25 до прихода импульса иначе могут возникнуть релаксационП ные колебания. Это предотвращается надлежащим подбором емкости конденсатора

4 и резисторов нуль-органа 3. Импульс отрицательного напряжения Eg с эмиттера транзистора 25 поступает через

50 диод 7 на вход ждущего релаксатора 8, который перебрасывается вначале в закрытое состояние, при котором лавинный транзистор 18 закрывается и конденсатор 16 начинает заряжаться до напря55 жения Up дх, равного максимальному напряженйю, определяемому разностью

Š— Е, где Е --ЭДС источника пи-, тания транзистора 18. При достижении максимального напряжения пробоя U

)Р2 лавинный транзистор 18 вновь открываетсч и конденсатор 16 разряжается через диод 9 в цепь нагрузки (входную цепь усилителя 1О импульсов. Разрядный импульс Ер в этом случае появляется с задержкой ) определяемой временем заряда конденсатора 16 от напряжения до Up wgy которое тем меньше, чем больше Е которое в режиме а 2 управления обратным движением привода при возрастании по амплитуде >egg является линейно-возрастающим сигналом, определяемым выражением (1). Дополнительная коммутация осуществляется напряжением Е с частотой в перекпочающем элементе 11, которое сбрасывает на нуль управляющее напряжение

ТТ, у каждого из каналов в момент перехода питающего напряжения через нуль, чем повышается надежность управления тиристорным преобразователем

Переключающий элемент 11 может быть выполнен на основе тиристорных переключателей, что дает значительный выигрыш в мбщных тиристорных приводах, так как отпадает необходимость в применении мощных усилителей импульсов в цепи управления тиристорами силовой части тиристорного преобразователя. Э этом случае импульсы управления подаются на управляющие электроды тиристоров, а их анодные цепи питаются напряжением сетию.

Формула изобретения

Реверсивный тиристорный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к выходу тиристорного преобразователя, последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения и транзисторный нуль-орган, два усилителя импульсов и сумматор, о тли чaþùèйcÿ тем, что, с .целью повышения точности управления приводом и увеличения надежности, в него введены четыре диода, конденсатор, переключающий элемент, балансный усилитель постоянного тока с падающей" характеристикой и ждуший релаксатор, вход которого через первый диод соединен с выходом транзисторного нуль-органа, один вход которого связан с выходом балансного усилителя постоянного тока, параллельно другому входу включен конденсатор, ждуший релаксатор через последовательно

744885 соединенные второй диод и резистор связан с выходом балансного усилителя постоянного тока, а выходы транзисторного нуль-органа и ждущего релаксатора через цепочки, образованные последовательно соединенными третьим или четвертым диодом и усилителем импульсов, подключены к управляющим входам переключающего элемента, выходы которого соедииены с управляющими входами тиристорного преобразователя.

Источники информ ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодухо Я. И. Тиристорный алектропривод постоянного тока. М., "Энергия", 1971, с, 28.