Реверсивный электропривод постоянного тока

 

<щ930548

Союз Соввтсннк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 09. 07. 80 (21) 2954833/24-07 с прнсоелинением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

H 02 P 5/06

РкуларетаенныЯ квинтет

СССР ав делам наебретеннЯ н етнрытнЯ (53) УДК 621 ° 316 . 718..5 (088. 8) Опубликовано 23. 05. 82. Зюллетань М 19

Дата опубликования описания 25. 05.82 (22) Авторы изобретения

В.И. Гольцев, В.В. Калюжный и С.Г. Обухов

Коммунарский горно-металлургический инстит (71) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области реверсивного быстродействующего электропривода постоянного тока, предназначенного для механизмов, работающих с частыми пусками, реверсами и торможениями.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорь которого

«!О подключен к m-фазному источнику переменного напряжения через два встречно-параллельных m-фазных тиристорных моста, входы которых подсоединены через согласующий трансформатор к

15 п1-фазному индуктивно-емкостному преобразователю (1 1.

Недостатком известного электропривода является сложность системы управления и, как следствие, недостаточная надежность электропривода в целом, так как большое количество управляемых вентилей снижает надежность электропривода, потому что исчезновение сигнала управления хотя бы с одного тиристора приводит к ненормальному режиму работы резонансного источника тока (индуктивно-емкостного в аобразователя), сопровождающегося перенапряжениями на его выходе.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель,. якорная обмотка которого включена в одну диагональ реверсора, подключенного другой диагональю через

m-фазный диодный мост, согласующий трансформатор и индуктивно-емкостной преобразователь к m-фазному источнику переменного тока, репейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, к одному входу последнего подключен источник задающего напряжения, а к другому - тахогенератор, сочлененный с валом двигателя, блок ввода-вывода и дат930548

4 ник 8 задающего напряжения, а к другому - тахогенератор 9.

Блок 10 ввода-вывода и датчик

11 наличия и направления вращения, входы которых соединены соответственно с выходом источника 8 задающего напряжения и тахогенератора 9, по два их выхода соответственно М, и и К, R подключены, совместно с

ip выходом Z релейного элемента 6 к входам логического распределителя

12, выходы которого связаны через согласующие элементы 13-19 с управляющими электродами тиристоров реверсора 2 и короткозамыкающих тиристоров 20-22.

Общие аноды короткозамыкающих тиристоров 20-22 подключены к общим катодам вентилей диодного моста, а. катоды — ко входу последнего. Для обеспечения оптимального режима закорачивания выхода индуктивно-емкостного преобразователя 5, исключающего токовые перегрузки в короткозамыкающих контурах, создаваемых тиристорами 20-22, в устройство введены три гальванически развязанкые по входу быстродействующие нульорганы 23-25, подключенные параллельно к силовым электродам каждого короткозамыкающего тиристора, Выходы нуль-органов 23-25 подключены к логическому распределителю 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал обратной связи по скорости U снимается с тахогенератора

9 и подается на элемент сравнения (сумматор) 7, куда также поступает аналоговый сигнал U от источника

8 задающего напряжения. Сигнал с выхода сумматора 7 ь U поступает на вход релейного элемента 6, на выходе которого формируется сигнал Z. Блок

10 ввода-вывода преобразует аналоговый сигнал U> в сигналы М и N, при помощи которых закодированы внешние команды управления °

Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

На чертеже представлена схема устройства.

Электропривод содержит двигатель 1 независимого возбуждения, 50 якорь которого подключен к сети переменного напряжения через реверсор 2 (тиристоры М1-Чф), диодныи мост 3, трансформатор, 4 и индуктивно-емкостной преобразователь 5, релейный элемент 6, вход которого соединен с выходом сумматора 7, к одному входу последнего подключен источ"Вперед" 1

"Стоп" за "

3 чик наличия и направления вращения, входы которых соединены соответственно с выходом источника задающего напряжения и тахогенератора, по два их выхода подключены совмест но с выходом релейного элемента к входам логического распределителя, одни выводы логического распределителя через согласующие элементы связаны с реверсором, нуль-органы, выходами подключенные к логическому распределителю (21.

Недостатком данного устройства является то, что выключение вентиля. реверсора, замыкающего накоротко выход источника тока, происходит при снятии с него импульса управления за счет естественной коммутации в моменты времени, соответствующие нулевой разности потенциалов анод-катод.

Однако при питании электропривода от 3-х и более фазной сети, в выпрямленном напряжении отсутствуют укаэанные нулевые начальные условия, так как напряжение на нагрузке носит не пульсирующий, а непрерывный характер. Поэтому„ одновременное вклю".ение двух тиристоров какой-либо стойки реверсора хотя и не является аварийным режимом, однако нарушает работу электропривода.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены m короткозамыкающих тиристоров, аноды которых объединены и подключены к объединенным катодам диодного моста, катоды - к его входу, а управляющие электроды через согласующие элементы — к другим выходам логического распределителя, входы нуль-органов подключены к силовым электродам короткозамыкающих тиристоров.

Внешние ко- Сигналы манды управления И

5 9305" 6

Датчик 11 наличия и направления ния W< и И 1 вентилями V u V ревер1 вращения представляет собой два раз- сора. нополярных по входу нуль-органа, реа- При включении упомянутых вентилей гирующих соответственно на положитель- в якоре двигателя создается ток полоное и отрицательное напряжение, посту- жительной полярности, например пающее с тахогенератора 9. Датчик 11 2,5:1 дц gq> - номинальный ток яковырабатывает сигналы К и R, комби- ря). Двигатель разгоняется с постонация которых в соответствии с янным ускОрением, так как источник табл. 2 позволяет контролировать как тока автоматически поддерживает в вращение двигателя, так и направление 10 коре неизменное среднее значение этого вращения. выпрямленного тока. По.мере разгона двигателя напряжение тахогенераТаблица 2 тора 0т и сравнивается по абсолютной величине с U и при сигнале на вы .ходе, сумматора, равном ьО.= US-О„< В„ где U„ - напряжение чувствительности релейного элемента релейный элемент пе еключается

Сигналы

Режим рабо-. ты электрического привода

Вращение вперед

Нулевая скорость

Вращение назад

Логический распределитель 12 представляет собой комбинационную логическую схему с элементами памяти, вырабатывающую выходные сигналы

W„-W, подаваемые через согласующие

2 элементы 13-19 на управляющие электроды соответствующих тиристоров. Минимизированные логические уравнения выходных сигналов распределителя 12 имеют вид

Wg=Wg=N (МОКР);

Wg=Wg=M (NRV KR);

Wg=Xg (RNKRVZ);

W6 Xg(MNKRVZ);

W =Xg(MNKRVZ).

В этих уравнениях X -Х - сигналы синхронизации, вырабатываемые нульорганами 23-25, при помощи которых обеспечивается открывание короткозамыкающих вентилей в точках естественной коммутации.

По внешней команде управления "Пуск

5 вперед" появляется аналоговый сигнал, напряжения задания скорости U, которому соответствует сигналы М=l и

N=0. Сигналом U> релейный элемент 6 устанавливается в состояние, при котором на его выходе вырабатывается сигнал Z=O При такой комбинации сигналов М, М и Z распределитель .импуль12 вырабатывает сигналы управлер и вырабатывает сигнал Z=l.

При поступлении сигнала Z=l на вход логического распределителя 12 последний подключает тиристоры 2022, образующие с помощью вентилей катодной группы диодного моста короткозамкнутые контуры, благодаря которым происходит закорачивание выхода индуктивно-емкостного преобразователя и создание режима холостого хода двигателя, когда ток в якоре отсутствует.

Двигатель на выбеге тормозится.

При U>i Utорог. вентили, создающие короткозамыкающие контуры, выключаются, и в якорь двигателя вводится очередная "порция" энергии. Таким образом включением и выключе1 нием тиристоров 20-22 осуществляется стабилизация скорости двигателя

40 на уровне, определяемом задающим напряжением, посредством модуляции тока якоря, среднее значение которого определяется приведенным моментом инерции привода и статическим

"моментом сопротивлений на валу двигателя.

При реверсе электропривода, т.е. по команде "Пуск назад", блок вводавывода 10 вырабатывает"сигналы

О

М=О и И=1, при поступлении которых на вход распределителя 12 последним снимаются сигналы управления с вентилей V < и Vg реверсора и одновременно подаются сигналы управления на короткозамыкающие тиристоры 20-22

5 для перевода тока из цепи якоря в короткозамкнутые контуры и создания этим самым условий для выключения вентилей Ч и V0.

930548

Полному переводу тока соответствует получение инверсных значений одновременно трех сигналов синхронизации Х„, Х и Х, при поступлении которых вырабатываются распределителем 12 сигналы управления на диагонально противоположные тиристоры pesepcopa V> и V, и снимаются с короткозамыкающих тиристоров

20-22. Последние выключаются, и в 10 якоре двигателя устанавливается ток отрицательной полярности. При этом двигатель Форсированно тормозится,. и затем разгоняется в обратном направлении до скорости, определяемой напряжением задания, когда привод входит в режим стабилизации отрица-. тельной скорости, аналогично стабилизации положительной скорости, описанной ранее.

Йо команде "Стоп", например при торможении на отрицательной скорости до нуля, на входе распределителя 12 действуют сигналы И=О, И О, К 0, к1. При наличии такой. комбинации сигналов распределителем подключаются кратковременно тиристоры 20-22, а затем вентили Ч,1 и V . Двигатель форсированно тормозится, так как в якоре начинает протекать ток положи-30 .тельной полярности. При достижении нулевой скорости, на входе распределителя 12 начинает действовать другая комбинация сигналов: И О, Я=О, К1, К1, которой будет соответство35 вать режим короткого замыкания источника тока, когда в работе останутся только тиристоры 20-22 и катодная группа вентилей диодного моста. 0

Таким образом, данный электропривод обладает большой устойчивостью к коротким замыканиям при стопорении двигателя, так как при этом ток якоря автоматически ограничивается источником тока, а, следовательно, и момент стопорения будет ограничен: вви" ду использования в качестве источника тока индуктивно-емкостного преобразователя, коэффициент мощности которого

«0 близок к единице, и отсутствия фазового управления вентилями, удается получить в широком диапазоне регулирования скорости коэффициент мощности электропривода не ниже О ° 9.

Формула изобретения

Реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого включена в одну диагональ реверсора, подключенного другой диагональю через

m-фазный диодный мост, согласующий трансформатор и индуктивно-емкостный преобразователь к m-ôàýíîìó источни" ку переменного тока, репейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, к одному входу последнего подключен источник задающего напряжения, а к другому - тахогенератор, сочлененный с валом двигателя, блок ввода-вывода и датчик наличия и направления вращения, входы которых соединены соответственно с выходом источника задающего напряжения и тахогенератора, по два их выхода подключены совместно с выходом релейного элемента к входам логического распределителя, одни выходы логического распределителя через согласующие элементы связаны с реверсором, нуль-органы, выходами подключенные к логическому распределителю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введеHbl fA короткозамыкающих тиристоров, аноды которых объединены и подключены к объединенным катодам диодного моста, катоды - к его входу, а управляющие электроды через согласующие элементы к - другим выходам логического распределителя, входы нуль-органов подключены к силовым электродам короткозамыкающих тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2756340/24-07, кл. Н 02 F 5/06, 19792. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2886919/24-07, кл. H 02 P 5/06, 1980.