Электропривод постоянного тока

 

В, В.. Калюжный, С, Г. Обухов, Ю. П. Самч

В. Г, Дрючин и И, И. Иихайленко (T2) Авторы изобретения

Коммунарский горно-металлургический инст (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивных быстродействующих электроприводах постоянного тока, предназначенных для механизмов, работающих с частыми пусками, реверсами и . торможениями и питающихся от однофазной.сети переменного напряжения.

Известен электропривод постоянго тока с двигателем независимого возбуждения, якорь которого подключен к трехфазной сети через индуктив. но-емкостный преобразователь, трансформатор и неуправляемый выпрямитель, а управление и регулирование осуществляется по цепи возбуждения (i), 1

Недостаток известного электропривода - низкое быстродействие при обработке управляющих и возмущающих воздействий из-за относительно большой постоянной времени цепи обмотки возбуждения °

Наиболее близок к предлагаемому электропривод постоянного тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого

5 подключена к тиристорному преобразо« вателю, вход тиристорного преобразо» вателя через трансформатор подключен к индуктивно-емкостному преобразователю, нуль-орган, релейный элемент, 10 вход которого соединен с выходом сумматора, к одному входу последнего подключен источник задающего напряжения и блок ввода-вывода, а к другому, тахогенератор, вал которого сочленен с валом электродвигателя, и датчик наличия и направления вращения, выходы которого, а также релейного эле- . мента и блока ввода-вывода подключены ко входам логического распределителя, выходы которого подключены к согласующим элементам 2), Недостаток данного технического решения - сложность системы управления

3 9041

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что тиристорный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных выпрямителя, входом подключенного к трансформатору,и реверсора, выполненного на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, управляющие электроды которых подключены о к выходам согласующих элементов, в диагональ мостовой схемы реверсора включена якорная обмотка электродвигателя, а к общим точкам выпрямителя и реверсора подключен вход нуль -ор-, И гана, выход которого подключен к логическому распределителю.

Иа чертеже представлена структурная схема электропривода.

Электропривод содержит двигатель 26

1 независимого возбуждения, якорь которого подключен к однофазной сети переменного напряжения через реверсор 2, собранный на тиристорах 2

2, диодный выпрямитель 3, согласующий трансформатор 4 и индуктивно-емкостный преобразователь 5, а также репейный элемент 6, вход которого со- единен с выходом сумматора 7, причем к одному входу последнего подключен 30 источник 8 задающего напряжения, а к другому - тахогенератор 9.

Входы блока 10 ввода-вывода и датчика ll наличия и направления вращения соединены соответственно с выходом источника 8 задающего напряжения и тахогенератора 9, а по два их выхода, соответственно М, и и К, К, подключены совместно с выходом релейного элемента 6 ко входам логическо- 4в го распределителя 12, выходы которого связаны через согласующие элементы

l3 - l6 " "управляющими электродами тиристоров реверсора 2.

Электропривод содержит также быстродействующий гальванически развязанный по входу нуль-орган 17 выпрямленного напряжения диодного выпрямителя 3. Этот нуль -орган вырабатывает сигнал синхронизации )(, подаваемый на вход логического распределителя 12, Сигнал синхронизации необходим для осуществления переключений тиристаров реверсора 2 лишь в точках естественной коммутации с целью обеспечения нормального режима работы индуктивно-емкостного преобразова1еля, представляющего собой резонансное устройство.

Режим работы привода

Вращение вперед

Нулевая скорость

Вращение назад

Таблица 2 Внешние команды

Ме

"Вперед"

"Стоп" о

"Назад"

68 4

Устройство работает следующим образом.

Сигнал обратной связи по скорости

0 г снимается с тахогенератора 9 и пюдается на элемент сравнения - сумматор 7, куда также поступает аналоговый сигнал U от источника 8 задающего напряжения. Сигнал с выхода сумматора AU поступает на вход ре-. лейного элемента 6.

Датчик 11 наличия и направления вращения представляет собой два раз". нополярных по входу нуль-органа, реагирующих соответственно на положи- тельное и отрицательное напряжения, поступающие с тахогенератора 9 . Датчик 11 вырабатывает сигналы К и ll комбинация которых в соответствии с табл,1 позволяет контролировать как вращение двигателя, так и направление этого вращения, Блок 10 ввода-вывода предназначен для преобразования аналогового сигнала U> в сигналы И и И, при помощи которых закодированы внешние команды управления в соответствии с табл,2., Таблица 1:

904168

Блок 12 является логическим распределителем и представляет собой комбинационную логическую схему с элементами памяти, вырабатывающую выходные сигналы У - M+, подаваемые 5 через согласующие элементы 13 - 16 на управляющие электроды тиристоров реверсора 2, Иинимизированные логические уравнения выходных сигналов распределителя 12 имеют вид: и - и(мк

КК)" 2

I.KR);

14 = м(мк v

И = M(NRV

Э

Ц4 = M(NR v

KR) v 2;, KR);

С целью обеспечения нормального режима работы индуктивно-емкостного преобразователя, подача выходных сигналов M - Ч на тиристоры реверсора 2 осуществляется в точках есте- 2$ ственнои коммутации тиристоров. С этой целью на вход логического распределителя подается сигнал синхронизации Х, распределитель снабжается элементами памяти, при помощи которыхзф внешние управляющие сигналы И, и и

2 осуществляют выработку выходных сигналов Ы - У лишь в определенные

4 моменты времени.

Если команда управления электроприводом - "Стоп", то распределитель импульсов 12 обеспечивает работу тиристоров 2 и 2>, реверсора 2. При включении упомянутых вентилей происходит звкорачиваиие выхода индуктивно46 емкостного преобразователя и создание режима холостого хода нагрузки (двигателя). При этом ток в якоре практически равен нулю и вращение якоря отсутствует. 45

По команде нПуск вперед" появляется аналоговый сигнал напряжения .задания скорости U>, а также сигналы И 1 и N - =0.

Сигналом О репейный элемент 6 устанавливается в состояние, при котором на его выходе вырабатывается сигнал Z О. При такой комбинации сигналов И, И и 2 распределитель импульсов вырабатывает сигналы управления на тиристоры 2 и 2 . Сигнал управления с тиристора 2> снимается, в точке естественной коммутации он выключается и раскорачивает выход источника тока, при этом в якоре двигателя устанавливается ток положительной полярности. Двигатель разгоняется с постоянным ускорением, так как индуктивно-емкостный преобразова-, тель автоматически поддерживает в якоре неизменное среднее значение выпрямленного тока.

По мере разгона двигателя напряжение тахогенератора U сравнивается по абсолютной величине с U> и при сигнале на выходе сумматора, равном

Ьи = U3 - U ьи„р„(AU orнапряжение чувствительности релейного элемента), релейный элемент переключается и вырабатывает сигнал

Z = 1.

При поступлении сигнала 2 1 на вход логического распределителя, последний вырабатывает сигнал управления Mq,поступающий на 1 иристор 2> реверсора 2. С включением тиристора 2 источник тока закорачивается, а двигатель на выбеге тормозится. При hU>>b.Опорог двигатель получает очередную порцию энергии.

Таким образом, вкпючением и выключе нием тиристорв 2 осуществляется стабилизация положительной скорости на уровне, определяемом задающим напряжением, посредством модуляции тока якоря, среднее значение которого определяется приведенным моментом инерции привода и статическим моментом на валу двигателя.

При реверсе электропривода, т,е, по команде Пуск назад", устройство ввода-вывода вырабатывает сигналы

@ О и и 1, при поступлении кото рых на вход распределителя 12 снимаются сигналы управления с тиристоров

21 и 2 реверсора 2 и подаются в точке естественной коммутации на тиристоры 2> и 2А, .После включения диагонально противоположных тиристоров 2 и 2 реверсора 2, ток в якоре изменяет свою полярность, двигатель тормозится, . а затем разгоняется в.обратном направлении до скорости, определяемой напряжением задания, когда привод входит в режим стабилизации отрицательной скорости. Этот режим осуществляется посредством подключения в точках естественного открывания тиристора 2 реверсора 2 аналоГично стабилизации положительной скорости, По команде "Стоп", например, при торможении с отрицательной скорости

9041 до нуля, на входе логического распределителя действуют сигналы М = О, И=О, t(--0, R=1 и 2=0.

При наличии т акой комбинации сигналов распределителем подключаются тиристоры 2„ и 2 реверсора 2 на участке спадания скорости до нуля.

В якоре устанавливается ток противо-. положной (положительной) полярности,. который форсированно тормозит двига- 10 тель, и при достижении нулевой ско» . рости на входе распределителя 12 на" чинает действовать другая комбинация сигналов И = О, М = О, К 1, R f и Z = О, которой соответствует режим 1з короткого замыкания источника тока тиристорами 2 и 2 реверсора 2, формула изобретения

Электропривод постоянного тока „ содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к тиристорному пре- 2$ образователю, вход тиристорного преобразователя через трансформатор подключен к индуктивно-емкостному преобразователю, нуль-орган, релейный элемен, вход которого соединен 30 с выходом сумматора, к одному входу последнего подключен источник задаю68 8 щего, напряжения и блок ввода-вывода, а к другому - тахогенератор, вал которого. сочленен с валом электродвигателя, и датчик наличия .и направления вращения, релейного элемента и блока ввода-вывода подключены ко входам логического распределителя, выходы которого подключены к согласующим элементам, о т л и ч а юшийся тем„ что, с целью упрощения, электропривода, тиристорный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных выпрямителя, входом подключенного к трансформатору, и реверсора, выполненного на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, управляющие электроды которых подключены к выходам согласующих элементов, в диагональ мостовой схемы реверсора включена якорная обмотка электродвигателя, а к общим точкам выпрямителя и реверсора подключен вход нуль-органа, выход которого подключен к логическому распределителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспер1тизе

1, Авторское свидетельство CC|:P

M 489189, кл. Н 02 Р 5/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2756300, кл, Н 02 Р 5/06, 1979.

904168

Составитель M. Кряхтунова

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Тепер Корректор О. Билак

Заказ 324 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ 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