Устройство для регулирования скорости электродвигателей

 

О П И С А Н И Е ()945946

ИЗО6РЕТЕН Ия

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалмстическкх

Реслублмк (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16. 01. 81 (21) 3237275/24-07 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 23 07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23 .07.82 (51) М. Кл.

H 02 Р 7/68

Ркудрраеенныб комитет

СССР оо делам нзобретенн11 н открытий (53) УДК 621.313. .718.5(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Анхимюк, Г. П. Шейна и В. С. Юд (7l ) Заявитель

Белорусский ордена Трудового Красного политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многодвигательном электроприводе с электродвигателями постоянного тока, питаемыми от сети переменного тока через управляемый выпрямитель.

Известно устройство для управления вентильным многодвигательным электроприводом, в котором питание якорных цепей электродвигателей постоянного тока импульсным напряжением осуществляется через индивидуальные для каждого двигателя тиристоры, включенные на выход общего для всех электродвигателей тиристорного базового выпрямителя (1 1.

В этом устройстве частота импульсов строго определейа и равна произведению частоты напояжения питающей сети на число фаз выпрямления, а ре- 2о гулирование скорости электродвигателей осуществляется путем изменения, фазового угла открывания тиристоров базового выпрямителя (общее регулирование скорости всех электродвигателей одновременно -или индивидуальных тиристоров (регулирование скорости каждого электродвигателя отдельно).

Недостатком этого устройства для импульсного регулирования является снижение энергетических показателей (в частности коэффициента мощности и КПД) по мере увеличения фазового угла открывания тиристоров, а также малое быстродействие, присущее всем системам фазового управления.

Наиболее близким по, технической сущности является устройство для регулирования скорости двигателей по. стоянного тока, содержащее управляе" мый выпрямитель с узлом принудитель" ной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр и через уп" равляемые вентили якорные обмотки электродвигателей с подключенными параллельно диодами, выход потенциометра подключен к первому входу блока управления узла принудительной

3 94594 коммутации, элементы задержки импульсов по числу электродвигателей, выход каждого из которых подключен к управляющему электроду соответствующего управляемого вентиля, генератор импульсов, выход которого подключен к входу каждого элемента задержки импульсов и к управляющему входу управляемого выпрямителя (2j.

Недостатком этого устройства явля- to ются низкие функциональные возможности, заключающиеся в отсутствии средств, позволяющих раздельно регулировать скорость электродвигателей при регулировании устройством несколь-15 ких электродвигателей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, гр что в устройство дополнительно введены амплитудный детектор с числом входов, равным числу электродвигателей, и элементы сравнения, выходы каждого из которых подключены к управляющему 2s входу соответствующего элемента задержки импульсов, а первые входы элементов сравнения объединены с. соответствующими входами амплитудного детектора и подключены к источнику управля.3О ющего напряжения, выход амплитудного детектора подключен к второму входу блока управления узла принудительной коммутации и к вторым входам элементов сравнения.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — зпюры напряжения на выходе выпрямителя и на якорях электродвигателей.

Устройство для регулирования скорости электродвигателей содержит управляемый выпрямитель 1 с узлом 2 принудиTppbной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр 3, и ерез управляемые вентили 4, 5 и б— якорные обмотки электродвигателей

8 и 9 с подключенными параллельно диодами 10, 11 и 12, выход потенциометра 3 подключен к первому входу бло(в ка 13 управления узла 2 принудительной коммутации, элементы 14, 15 и 16 задержки импульсов, генератор 17 импульсон, амплитудный детектор 18 и элементы 19, 20 и 21 сравнения, вы55 ходы каждого из которых подключены к управляющему входу соответствующего элемента !4, 15 и 16 задержки импульсов.

6 4

Узел 2 осуществляет принудительную коммутацию управляемого выпрямителя

1 по командам, получаемым от блока 13, на вход которого подается напряжение с потенциометра 3 и амплитудного детектора 18.

Управляющие напряжения U, U

U>, определяющие величину напряжений U>, Ugq, Ug<, Ug на выходе выпрямителя 1 и на зажимах якорей электродвигателей 7, 8 и 9 соответственно подаются на входы амплитудного детектора 18 и на первые входы элементов

l9, 20 и 21 сравнения .управляющих напряжений, а на вторые входы последних, напряжение.U с выхода амплитудного детектора 18. Сигналы с выходов элементов 19, 20 и 21 подаются на управляющие .входы соответствующих элементов задержки импульсов 14, 15 и 16.

Устройство работает следующим обраЗом.

Генератор импульсов 17 (фиг. 1) генерирует короткие импульсы в моменt /1 ты времени (фиг. 2) Со, t, Частота этих им- . пульсов f = (со -, )- = (t "

- о ) =...= (to - t> ) постояйна и в несколько раз превышает частоту пульсаций выпрямленного напряжения

f„ = T>, обусловленную частотой напряжения питающей сети и схемой выпрямления.

1 11

В моменты времени

t„ ..., импульсь1 генератора

17 подаются на управляющие входы управляемого выпрямителя 1 и на входы элементов 14, 15 и 16 задержки. При этом в управляемом выпрямителе 1 открывается тот из вентилей, на .аноде

Ю которого в данный момент наибольшее мгновенное напряжение сети.

При открывании любого управляемого вентиля выпрямленное напряжение

U соответствующей фазы сети А, В, В

С прикладывается к потенциометру 3, а некоторая часть этого напряжения

KU>,ãäå К 1 — коэффициент пропорциональности,с потенциометра 3 подается на первый вход блока 13 управления узлом 2 принудительной коммутации.

Блок 13 управления узлом 2 принудительной коммутации вентилей осуществляет сравнение управляющего напряжения U с вольтсекундным интегралом напряжения KU> и в моменты време1 1! ФИ и ни t,„, t„ t„,..., t„, ° . °, t„. ° °, 9459 формула изобретения

5 (и( л > л когда ((ъ

Со,. to(° - ° Со

5 подает управляющие импульсы на вход узла 2 принудительной коммутации управляемого выпрямителя 1, осуществляя принудительное закрывание вентилей выпрямителя. l0

При работе выпрямителя 1 напряже-. ние U1I(на его выходе имеет форму, приведенную на фиг. 2.

Импульсное напряжение U s, среднее значение которого за период равно фв, подается при открывании управляемых вентилей 4, 5 и 6 на якорные обмотки электродвигателей 7, 8 и 9 постоянного тока °

Амплитудный детектор 18 выделяет gp из поданных на его входы управляющих напряжений. У,(л, U>, Ч,(наибольшее и выдает его на выходе в. виде напряжения U>, Последнее подается на вход блока 13 управления узлом 2 принуди- 2s тельной коммутации и на вторые входы элементов 19, 20 и 21 сравнения управляющих напряжений.

Примем. для примера, что U v U

92, 7u . В этом случае получим 30

u„„= u„„„.

Это напряжение и определяет величину выпрямленного напряжения U (фиг. 2а).

8 элементах 19, 20 и 21 сравнения 35 осуществляется вычитание управляющих напряжений U <, 13,„, U> из напряжения U, При принятом условии U> = U на выходах элементов 19, 20 и 21 сравнения имеем следующие разности напряжений: Us UY ."vз ья„, = U„— U», Ы„= 0 сьU с с ьЦ

4S

Поскольку на управляющем входе weмента 14 задержки напряжение hu =- 0 ° этот элемент передает входной импульс без задержки, управляемый вентиль 4 открывается одновременно с управляе— мым выпрямителем 1 и к якорной обмотке электродвигателя 7 прикладывается напряжение ф„ = Цр, форма которого приведена на фиг. 2б.

На вход элемента 15 задержки подается напряжение 5U О, поэтому импульс генератора 17 задерживается на время t> > 0 (фиг. 2в), управляемый вентиль 5 открывается на время

46 6

tp позже вентиля 4, и на якорную обмотку электродвигателя 8 подается напряжение Щ Цл, форма которого приведена на фиг. 2в.

Элемент 16 задерживает импульс на время.t y t®, поскольку на его вход подано напряжение hU>>7 (цу, поэтому на якорную обмотку электродвигателя 9 подается напряжение Ug>c U < имеющее форму, приведенную на фиг. 2г.

Если в процессе работы электропривода наибольшим станет напряжение

У„ или U>, в этом случае именно эти напряжения выделяются амплитудным детектором 18 и соответственно элементы 15 или 16 передают импульсы без задержки.

Управляющие напряжения U U> и

U > в устройстве представляют собой разности соответствующих задающих ,,напряжений и напряжений обратных связей (на фиг. 1 не показаны), поэтому устройство может работать и при наличии в электроприводе обратных связей.

Предлагаемое устройство для регулирования скорости электродвигателей постоянного тока позволяет обеспечить индивидуальное регулирование скорости каждого электродвигателя, что расширит функциональные возможности многодвигательного электропривоДа в целом.

Устройство для регулирования скорости электродвигателей постоянного тока, содержащее управляемый выпрямитель с узлом принудительной коммутации, к выходу которого подключены потенциометр и через управляемые. вентили — якорные обмотки электродвигателей с подключенными параллельно диодами, выход потенциометра подключен к первому входу блока управления узла принудительной коммутации, элементы задержки импульсов по числу электродвигателей, выход каждого из которых подключен к управляющему электроду соответствующего управляемого вентиля, генератор импульсов, выход которого подключен к входу каждого элемента задержки импульсов и к управляющему входу управляемого выпрямителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей„ в него дополнительно введены . амплитудный детектор с числом входов равным числу электродвигателей, и элементы сравнения, въ(ходы каждого из

945946 8 которых подключены к управляющему тельной коммутации и к BTopblM входам входу соответствующего элемента за- элементов сравнения. держки импульсов, а первые входы эле- Источники информации, ментов сравнения объединены с соответ- принятые .во внимание при экспертизе ствующими входами амплитудного детек- 5 1. Автооское свидетельство СССР тора и подключены к источнику управ- У 672717, кл. Н 02 P 7/68» 1978. ляющего напряжения, выход амплитуд- .2. Авторское свидетельство СССР ного детектора подключен к второму по заявке.У 279614о/24-07, входу блока управления узла принуди- кл.. Н 02 Р 7/68, 1980.

945946

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4

Заказ 5346/72

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, я 4

Составитель А. Иванов

Редактор . озори

А. К зориз Техред А. Бабинец Корректор M. Коста