Электропривод переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Республик

<111955477

Ъ (=c / (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.01.81 (21) 3235715/24-07

Р М К з

Н 02 P 5/36 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий. tS3) УДК 621. 313. . 2 (088. 8) Опубликовано 300882 Бюллетень №32

Дата опубликования описания 30,0882

M.O.ÈëüèH, Ф.Ф.Котченко, tO.Ã.Êî÷èíåâ и Л.В.Сегалович (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина)и Центральный научно-исследовательский и конструкторский институт топливной аппаратуры стационарных и автотракторных двигателей (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО TOKA

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для реверсивного управления асинхронными двухфазными исполнительными двигателями в системах автомати5 ческого регулирования и управления.

Известен электропривод переменного тока, содержащий устройство для реверсивного управления, двухфазный асинхронный электродвигатель, обмотки управления и возбуждения которого подключены одними концами к одному зажиму источника питания переменного тока, а другие концы соединены через фазосдвигающий конденсатор, причем 15 точки соединения обмоток и конденсатора через диагонали выпрямительных мостов подсоединены к другому зажиму источника питания. Другие диагонали выпрямительных мостов шунтируются тиристорами оптронов, на светодиоды которых подается управляющее напряжение (1) .

Это устройство обладает тем недостатком, что оно не обеспечивает .25 надежной работы устройства вследствие большого напряжения, прикладываемого к закрытым тиристорам, а также из-за того, что через открытые тиристоры протекает суммарный ток обеих обмо- 30 ток двигателя. Кроме этого, включе-, ние обмоток двигателя не соответству-. ет рекомендованному техническими. условиями эксплуатации двигателя.Дополнитель1тый недостаток устройства

I заключается в том, что вследствие включения обмоток при отсутствии сигналов управления например, при командЕ "Стоп",,обе обмотки двигателя отключаются от сети и ротор оказывается в режиме свободного выбега, тормозной момент отсутствует, что способствует возникновению неустойчивости при использовании данного устрой-, ства в замкнутых системах автомати- . ческого управления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электропривод переменного тока, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, кон-. цы обмотки управления через одни диагонали четырех попарно соединенных выпрямительйых мостов подключаются к источнику питания переменного тока, причем другие диагонали этих мостов шунтированы оптотиристорами, управляющие светодиоды которых подклю955477 чаются к источнику управляющего сигнала и конденсатора (2), Недостатком этого устройства является сложность схемы — сравнительно большое количество наиболее нагруженных энергетически силовых элементов - 5 четырех оптотиристоров и четырех выпрямительных мостов, что снижает надежность устройства. В известном устройстве требуется также включение в цепь управления устройств задержки,l0 во избежание межфазного короткого замыкания при подаче сигнала реверса двигателя.

Оба известных устройства обладают также тем недостатком, что при 15 их применении не улучшаются динамические характеристики двухфазного асинхронного исполнительного двигателя, так как его механические характеристики оказываются близкими к естественным характеристикам, и коэффициент вязкого трения двигателя в рассмотренных .схемах включения не изменяется или изменяется в худшую сторону (уменьшается), что ухудшает показатели. качества следящего привода.

Цель изобретения — упрощение схемы устройства, улучшение динамических характеристик электропривода,что позволит упростить корректирующие средства и повысить показатели качества процессов управления при использовании устройства в замкнутых автоматических системах.

Указанная цель достигается тем, 35 что в электроприводе переменного тока, содержащем двухфазный асинхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, оптронный тиристор, 4О выпрямительный мост, конденсатор, введены два диода, две дифференцирующие цепи, четыре резистора, два ста-. билитрона и два импульсных усилителя, первые входы которых являются управ- 45 ляющими, а второй вход каждого соединен с катодом .одного из диодов, . анод которого через дифференцирующую цепь подсоединен к соответствующей диагонали моста, образованного двумя резисторами и двумя разнополярно включенными стабилитронЪми, другая, диагональ которого соединена с источником переменного тока, обмотка управления электродвигателя через оптронный тиристор соединена с одной диагональю выпрямительного моста, другая диагональ которого через конденсатор подключена к источнику пйтания, выходы импульсных усилителей че рез третий и четвертый резисторы со- 60 ответственно соединены с анодом светодиода оптронного тиристора, катод которого подсоединен к общей точке соединения стабилитронов и источника питания. 65

На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода.

Устройство содержит двухфазный асинхронный электродвигатель 1, обмотка 2 возбуждения которого подключена к источнику питания, а обмотка 3 управления через оптронный тиристор 4, состоящий из тиристора

5 и управляющего светодиода б, выпрямительный мост 7 и конденсатор 8 соединена с источником питания, анод управляющего светодиода б соединен через резисторы 9 и 10 с выходами соответствующих импульсных усилителе. .

11 и 12, входы 13 и 14 которых являются управляющими входами, а входы

15 и 16 через диоды 17 и 18 соединены с дифференцирующими цепями, со

-стоящими из резисторов 19,20 и кон-денсаторов 21,22.

Дифференцирующие цепи соединены с диагональю моста, состоящего из резисторов 23,24 и разнополярно включенных стабилйтронов 25 и 26, Устройство работает следующим образом.

Обмотка 3 управления двухфазного асинхронного электродвигателя 1 питается выпрямленным двухполупериодным напряжением от выпрямительного моста 7. Конденсатор 8 служит для создания необходимого сдвига фаз между токами обмоток (2 и 3) и для ограничения тока короткого замыкания моста 7 в моменты срабатывания оптронного тиристора 4. Оптронный тиристор 4, подключенный параллельно обмотке 3 управления, выполняет роль синхронного ключа, который может шунтировать обмотку 3 управления синхронно с частотой питающей сети через полупериоды, благодаря чему обмотка 3 управления оказывается, включенной на однополупериодное напряжение, содержащее основное напряжение частоты питающей сети (первую гармонику),постоянную составляющую и высшие гармоники, не создающие вращающего момента. Постоянная составляющая создает тормозной момент, улучшающий его динамические характеристики, пусковой момент при этом не изменяется. При синхронном сдвиге на полупериод моментов шунтирования обмотки 3 управления тиристором 5 фаза первой гармоники напряжения на управляющей обмотке 3 меняется на 180 .Так как первая гармоника создает вращающий момент, то, следовательно, обеспечивается тем самим реверсивное управление двигателем.

Устройство позволяет реализовать четыре режима управления, двигателем: две команды вращения — "Вперед" и

"Назад" и две команды торможения (Стоп" ). Первая команда "Стоп" задается отсутствием управляющих сигналов

955477 на входах 13 и 14 импульсных усилите лей 11 и 12, что соответствует отсутствию первой гармоники тока в обмотке управления, ротор электродвигателя 1 тормозится полем постоянного тока. 5

Вторая команда "Стоп" может быть задана одновременной подачей управляющих сигналов на входы 13 и 14 импульсных усилителей, при этом тиристор 5 шунтирует обмотку 3 управления злек- 10 тродвигателя каждый полупериод, что соответствует режиму динамического торможения.

Выбор наиболее эффективного режима торможения определяется параметрами 15 системы автоматического управления и может быть сделан при ее расчете.

Формирование импульсов управления, сдвинутых на полупериод, осуществляется следующим образом. 20

Мост, составленный резисторами

23,24 и стабилитронами 25, 26,включенный на переменное напряжение частоты питания электродвигателя 1,формирует прямоугольные импульсы, которые посредством дифференцирующих це пей, построенных на резисторах 19,20 и конденсаторах 21,22 преобразуют: ся в остроконечные разнополярные импульсы. Диоды 17 и 18 пропускают на входы 15 и 16 импульсных усилителей 11 и 12 последовательности коротких положительных импульсов частоты сети, .сдвинутые на полпериода.

Импульсные усилители 11 и 12 BHполяют роль ключей-усилителей, которые при подаче сигналов на их управляющие входы 13 и 14 пропускают через резисторы 9 и 10 соответствующие последовательности импульсов управления на светодиод б оптотиристора 4. Они

40 могут быть выполнены на полевом транзисторе с двумя изолированными затворами и выводом от подложки.

Таким образом, данное устройство для управления двухфазным асинхрон- 45 ным электродвигателем обеспечивает лучшие в сравнении с прототипом технико-экономические характеристики за счет существенного сокращения- силовых элементов — оптотиристоров и ди- 50 одних мостов, что придает этому устройству более высокую надежность, улучшает его весогабаритные характеристики (особенно при необходимости использования теплоотводов у силовых элементов), и.позволяет сократить материально-технические затраты на корректирующие устройства в системах автоматического управления.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, оптронный тиристор выпрямительный мост, конденсатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и улучшения динамических характеристик, в него введены два диода, две дифференцирующие цепи, четыре резистора, два стабилитрона и два импульсных усилителя, первые входы которых являются управляющими, а второй вход каждого соединен с катодом одного из диодов, анод которого через дифференцирующую цепь подсоединен к соответствующей диагонали моста, образованного двумя резисторами и двумя разнополярно включенными стабилитронами, другая диагональ которого соединена с источником переменного тока, обмотка управления электродвигателя через оптронный тиристор соединена с одной диагональю выпрямительного моста, другая диагональ которого через конденсатор подключена к источнику питания, выходы импульсных усилителей через третий и четвертый резисторы соответственно соединень. с -анодом светодиода оптронного тиристора, катод которого подсоединен к общей точке соединения стабилитронов и источника питания .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алексеев А.A. и др. Применейие оптронов серии А04 103. — "Радио", 1978, Р 8, с.37.

2. Верман Н. и др. Реверсивный привод. — "Радио", 1979, Р 11, с.47.

955477

Составитель E.Ïåðåüèñëîâà

Редактор Е.Папп Техред T. Ìàòî÷êà Корректор С.Шекмар

Заказ 6470/74 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4