Устройство для управления двигателем постоянного тока с расщепленной обмоткой возбуждения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1,767925

1 в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.10.75 (21) 2185664/24-07 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл, н 02 Р 5/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3009,80. Бюллетень ¹ 36 (53) У4К 621. 316. .718.5(088.8) Дата опубликования описания 031080

В.Н.Бродовский, Б.H Êàðæàâîâ,, Ю.П.Рыбкин, и В.И.Синев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО

ТОКА С РАСЩЕПЛЕННОЙ ОБМОТКОЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к электьотехнике и может быть использовано в электроприводе постоянного тока.

Известно устройство для управления двигателем постоянного тока с расщеп- 5 ленной обмоткой возбчждения, содержащее два одинаковых канала, каждый из которых снабжен силовым тиристором, двумя .Управляющими транзисторами и запирающим узлом с силовым тран-10 зистором, и общий для обоих каналов источник питания f1), Недостатком известного устройства является малое быстродействие из-эа ограниченного тока заряда конденса- 15 тора в запирающем узле. Пеоиод коммутации устройства.опьеделяется суммой времен запирания тиристора и заряда конденсатора.

Цель изьбретения - повышение íà- 20 дежности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены два трансформатора обратной связи, каждый из котьрых выполнен на двух 25 сердечниках с обмотками смещения, двух включенных в противофазе выходных обмотках, обмотке обратной связи и обмотке управления, вспомогательный источник постоянного тока, З0

2 первая шина которого сОединена с одной из шин общего источника питания, и три источника импульсов различной последовательности, при этом к выходу источника импульсной первой последовательности подключены один силовой электрод первого управляющего транзистора первого канала и один силовой электрод второго управ-. ляющего транзистора второго канала, к выходу источника импульсов второй по-. следовательности подключены один -силовой электрод второго управляющего транзистора первого канала и один силовой электрод первого управляющего транзистора второго канала, между выходом источника импульсов третьей последовательности и первой шиной вспомогательного источника постоянного тока в каждом канале включены встречио соединенные обмотки смещения трансформаторов обратной связи, а их выходные обмотки, обмотки обратной связи и обмотки управления включены соответственно в базовые цепи ïåîâoro и второго управляющих транзисторов обоих каналов, последовательно с обмотками возбуждения двигателя и в цепь сигнала управления обоими каналами, причем каждый запирающий узел

767925 дополнительно снабжен трансформатором тока, первая обмотка которого включена в базовую цепь силового транзистора, связанного одним силовым электродом через вторую обмотку трансформатора тока с другой шиной вспомогательного источника постоянного тока, третья обмотка трансформатора тока подключена одним-выводом ко второму силовому электроду второго управляющего транзистора, другим выводом связа- на .через резистор с общей точкой О соединения другого силового. электрода силового транзистора и силового электрода тирйстора, четвертая обмотка-подключена через дополнительный резистор к шинам общего источни . 15 ка питания.

На чертЕже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство имеет два"одинакбвйх канала 1 и 2, каждый из которых со- 20 держит тиристор 3 и запирающий узел

4 на силовом транзисторе 5 и трансформаторе 6 тока, имеющем четыре обмотки 7-10.

Трансформатор 11 обратной связи имеет два сердечника с обмотками

12 и 13 смещения и общие для обоих сердечников обмотки 14 управления, обратной связи 15 и выходные 16 и 17.

Кроме того, каждый канал содержйт два транзистора — первый 18 для управления тиристором 3, второй

19 — для управления запирающим узлом

4, а также резисторы 20-23 и демпферный диод 24.

Общими для обоих каналов являются N источники импульсов первой последовательности 25, второй последовательности 26 и третьей последовательности 27.

Устройство питается от источника

28 питания и вспомогательного источника 29 постоянного тока.

Нагрузкой устройства служит двигатель постоянного тока, имеющий якорь

30 и обмотки 31 и 32 возбуждения.

В качестве силового элемента в ка- 4g налах 1 и 2 применены тиристоры 3, катоды которых соединены минусовой шиной источника 28 питания, а аноды через обмотки 15 обратной свяэи трансформатора 11 обратной связи под- g() ключены к обмоткам возбуждения 31 и

32. Якорь двигателя 30 соединен с положительной шиной источника 28 питания. Двигатель шунтирован демпферными диодами 24.

Коллекторы первого транзистора 18 канала 1 H второго транзистора 19 ка нала 2 соединены с выходом источника

25 импульсов первой последовательности, а второго транзистора 19 канала 1 и первого транзистора 18 канала 60

2 — с выходом источника 26 импульсов второй последовательности. Эмиттеры транзисторов 18 соединены через резисторы 23 с управляющими электродами тиристоров 3 своего канала, а . 65 эмиттеры транзисторов 19 связаны через обмотки 9 трансформаторов б тока и резисторы 22 с анодами тиристоров 3 и коллекторами силовых транзисторов 5 запирающего узла 4. Эмиттер силового транзистора 5 соединен с отрицательной шиной вспомогательного источника 29 постоянного тока через обмотку 8 трансформатора б тока, обмотка 7 которого включена в цепь фазы силового транзистора 5. Обмотка 10 трансформатора б тока через резистор 20 подключена к шинам источника 28 питания. Выходные обмотки

16 и 17 трансформатора 11 обратной связи включены в базовые цепи первого 18 и второго 19 транзисторов.

Обмотки 12 и 13 смещения этого трансформатора связаны через- резистор 21 с выходом источника 27 импульсов третьей последовательности, а обмотка 14 управления включена в цепь сигнала управления.

Устройство работает следующим образом.

Источники импульсов 25,26 и 27 генерируют положительные (относительно минусовой шины источника питания 28) импульсы трех последовательностей, причем очередность их следования следующая: первая; третья, вторая, третья, первая и т.д. последовательности.

Длительность импульсов первой и второй последовательностей выбирается не менее времени включения тиристора 3 (или запирающего узла 4, если оно больше), а импульс третьей последовательности действует в промежутке между ними.

Работа каналов 1 и 2 идентична и выбор функционирующего канала определяется полярностью управляющего сигнала.

При нулевом входном сигнале все активные элементы обоих каналов 1 и

2 закрыты и ток в двигателе отсутствует.

Если подать на входные клеммы АВ устройства управляющий сигнал (например на клейму A "минус", на клемму

В "плюс" ) в виде постоянного тока, то при поступлении импульса первой последовательности происходит открывание первого 18 транзистора 3 канала 1. Цепь, состоящая из якоря 30, обмотки 31 возбуждения и обмотки 15 обратной связи подключается к источнику питания 28.

По окончании действия импульса первой последовательности поступает импульс третьей последовательности, воздействующий на обмотки 12 и 13 смещения трансформатора 11 обратной связи и перемагничивающий сердечники этого трансформатора в исходное состояние. В это время сигнал управления в базй первого 18 и второго 19 транзисторов не передается,, что

767925 повышает помехозащищенность устройства.

По окончании действия импульса третьей последовательности поступает импульс второй последовательности, .а в трансформатор 11 обратной. связи происходит сравнение величины тока . нагрузки, протекающего по обмотке 15 обратной связи, с величиной тока: управления, протекающего по обмотке

14 управления. Если ток нагрузки достиг (или превысил) величины, эа» данной сигналом управления то проис- ходит открывание второго транзистора

19 и по обмотке 9 трансформатора 6 тока проходит импульс тока, отпирающий силовой транзистор 5. К тиристору 3 прикладывается обратное напряжение вспомогательного источника постоянного тока 29 и тиристор 3 закрывается. При сбое в работе устройства, например, если тиристор 3 не закрылся, то через время, равное сумме двух длительностей импульсов третьей последовательности и длительности импульса первой последова-. тельности, на запирающий узел 4 этого канала поступают повторные команды на запирание тиристора 3. Длительность работы запирающего узла 4 определяется временем насыщения магнитопровода трансформатора 6 тока и выбирается равной транспортному времени запирания тиристора 9. Перемагничи- . вание сердечника трансформатора 6 тока в исходное состояние производится током, протекающим по обмотке 10 и задаваемым резистором 20, что также увеличивает надежность устройства., Запирание тиристора 3 приводит к тому, что ток в нагрузке начинает спадать. В это время снова действует импульс третьей последовательности, подготавливающий трансформаторы 11 обратной связи к следующему рабочему циклу. Поступление импульса первой последовательности приводит к открыванию тиристора 3 и нарастанию тока в нагрузке. При изменении полярности управляющего сигнала аналогичным образом работает канал 2.

Период коммутации устройства равен двойному времени запирания тиристора.

Следовательно, минимальная длительность импульса третьей. последовательности. может быФь равна времени эапи.— рания тиристора.

Формула изобретения

Устройство для управления двигателем постоянного тока с раса(епленной обмоткой возбуждения, содержащее два одинаковых канала, каждый из которых снабжен силовым тиристором, двумя управляющими транзистораМи и эапирающим Узлом с силовым транзистором, Общий для обоих каналов источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я т с я тем, что с целью повышения надежности и быстРодействия, в него введены два трансформатора обратной связи, из которых выполнен на двух сердечниках с ОбМотками смещения двух включенных в противоФазе выходных обмотках, обмотке

Обратной связи и Обмотке управ

10 .ления, вспомогательный источник постоянного тока, первая шина которого соединена с одной из шин общего .источника питания, и три источника импульсов различной последовательносt5 ти, при этом к выходу источника импульсов первой последовательности подключены один силовой электрод первого управляющего транзистора первого канала и один силовой электрод

20 второго управляющего транзистора вто рого канала, к выходу источника импульсов, второй последовательности подключены один силовой электрод второго управляющего транзистора пер25 вого канала и один силовой электрод первого управляющего транзистора второго канала, между выходом источника импульсов третьей последовательности и первой шиной вспомогательного источника постоянного тока в каждом канале включены встречно соединенные обмотки смещения трансформаторов обратной связи а их выходные обмотки, обмотки обратной связи и обмотки управления включены соответ-. ственно в базовые цепи первого и второго управляющих транзисторов обоих каналов, последовательно с обмотками возбуждения двигателя и в цепь сигнала управления обоими ка4Р налами, причем каждый запирающий узел дополнительно снабжен транс-, форматором тока, первая обмотка которого включена в базовую цепь силового транзистора, связанного

4 ОднИм силовым электродом через вторую обмотку трансформатора тока с другой шиной вспомогательного источника постоянного тока, третья обмотка трансформатора тока подклю® чена одним выводом ко второму силоВому электроду второго управляющего транзистора, другим выводом связана через Резистор с общей точкой соединения другого силового электро,да силового транзистора и силового

55 электрода тиристора, четвертая обмотка подключена через дополнительный резистор к шинам общего источника пит»анйя .

ФО Источники информации, принятые во внймание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

289487, кл. Н 02 P 5/16, 1968.

767925 (3

Составитель Н.Корева

Редактор И.Нанкина Техред Е.Гаврклешко Корректор Н.Стец

Закаэ 7027/21 Тираж 783,,:.: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йэобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4