Электропривод переменного тока с нерекуперативным торможением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 556 А (1) Н 02 Р 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ : . «. Г .1 ф, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABVOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3446339/24-07 (22) 02. 06.82 (46) 15.10.83. Бюл. N 38 (72) Б.Ç.Брейтер и. И.М.Сивак (71) Ордена Трудового Красного

Знамени экспериментальный научноисследовательский институт металлорежущих станков (53) 621.313.13.07(088.8) (56) 1. Патент ФРГ и 2237233, кл. H 02 P 3/22, 1976 °

2. Авторское свидетельство СССР

N 738089, кл. Н 02 P 3/22, 1980 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО .

ТОКА С НЕРЕКУПЕРАТИВНЬИ ТОРМОЖЕНИЕМ, содержащий двигатель и последовательно включенные выпрямитель, фильтр, t. токоограничивающий блок, инвертор, систему управления выпрямителем, . систему управления инвертором, состоящую из формирователя основных им" пульсов и блока выходных усилителей, пороговый блок, соединенный с формирователем импульсов торможения, датчик напряжения инвертора, подключенный к выходу, фильтра, о т л ич а ю шийся тем, что,. с целью расширения функциональных возможно" стей электропривода путем формирования плавного управляемого торможения, инвертор выполнен на транзисторах, а электропривод снабжен регулятором базового тока транзисторов инвертора и датчиком напряжения сети, причем входы регулятора базо" вого тока транзисторов соединены со" ответственно с датчиком напряжения инвертора и формирователем импульсов торможения, а выходы - с блоком. выходных усилителей и формирователем основных импульсов, датчик напряжения сети входами соединен с входами выпрямителя, а выходом подключен к пороговому блоку, первый выход которого подсоединен к системе управления выпрямителем, а второй вы" ход через формирователь импульсов торможения соединен с формирователем основных импульсов.

8556 2

Известен электропривод переменного тока, содержащий две цепочки: первую, состоящую из последовательно включенных выпрямителя с системой 10 управления, фильтра, инвертора с сис- . темой управления, и двигателя, и вторую состоящую из после" довательно включенных датчика напряжения сети, порогового устрой- 15 ства и формирователя импульсов торможения. Параллельно выходу выпрямителя установлена цепочка из последовательно .соединенных тормозного резистора и тиристора, к управля- 20 ющему электроду которого подключен формирователь импульсов. При исчезновении напряжения сети по сигналу датчика срабатывает пороговое устройство, по команде которого отклю- 25 чается выпрямитель посредством системы управления и подключается резис. тор посредством тиристора. Происходит торможение двигателя с рассеиванием отдаваемой им энергии и тормозном резисторе (1) .

Недостатком укаэанного электро-. привода является наличие дополнительных силовых элементов, ухудшающих массогабаритные показатели и пред35 назначенных только для кратковременных режимов торможения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод переменного тока, со- 40 держащий последовательно включенные выпрямитель с системой управления, фильтр, токоограничивающий блок, инвертор с системой управления, сос тоящей из формирователя основных импульсов и блока выходных усилителей, двигатель, пороговый блок, соединенный с формирователем импульсов торможения и датчиком напряжения инвертора, подключенным к выходу фильтра )2j .

Ilo сигналу датчика напряжения срабатывает пороговый блок, формирователь импульсов торможения и одновременно включаются тиристоры одного 55 из плеч инвертора. Происходит аварийный останов с рассеиванием энергии конденсатора в цепи: токоограничи4 104

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам переменного тока малой мощности, и может быть использовано в приводе станков. вающий блок - два последовательно включенных тиристора.

Недостатком данного устройства является резкое (неуправляемое)тор можение двигателя, неблагоприятное для элементов привода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электропривода путем формирования плавного управляемого торможения.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе переменного тока, содержащем последовательНо включенные выпрямитель с системой управления, фильтр, токоограничивающий блок, инвертор и двигатель, систему управления инвертором, состоящую из формирователя основных импульсов и блока выходных усилителей, пороговый блок, соединенный с формирователем импуль( сов торможения, датчик напряжения инвертора, подключенный к выходу фильтра, инвертор выполнен на транзисторах, а электропривод снабжен регулятором базового тока транзисторов инвертора и датчикбм напряжения сети, причем входы регулятора базового тока транзисторов соединены соответственно с датчиком напряжения инвертора и формирователем импульсов торможения, а выходы - с блоком выходных усилителей и формирователем основных импульсов, датчик напряжения сети входами соединен с входами выпрямителя, а выходом подключен к пороговому блоку, первый выход которого подсоединен к системе управления выпрямителем, а второй выход через формирователь импульсов торможения соединен с формирователем основных импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная

I схема электропривода переменного тока; на фиг. 2- структурная схема системы управления инвертором, формирователя импульсов торможения и регулятора базового тока .

Электропривод переменного тока содержит последовательно включенные выпрямитель 1 с системой управления выпрямителем 2; фильтр 3, токоограничивающий блок 4, инвертор 5 с формирователем 6 основных импульсов и блоком 7 выходных усилителей и двигатель 8. Датчик 9 напряжения сети соединен входами с выпрямителем

1 и через пороговый блок 10 подклю 45

3:1048 чен к системе управления выпрямителем 2 и формирователю 11 импульсов торможения, который в свою очередь подсоединен к формирователю 6 основных импульсов и регулятору 12 базового тока транзисторов инвертора. Датчик 13 напряжения инвертора входом подключен к фильтру 3, а выходом соединен с блоком 7 выход- . ных усилителей и формирователем 6 t0 основных импульсов через регулятор 12.

Формирователь 6 основных импуль- сов (Фиг. 2) содержит последователь но соединенные задающий блок 14, задающий генератор 15, распредели- 15 тель 16 импульсов, соединенный с входом усилителя 17 блока 7 выходных усилителей. Блок 7 выходных усилителей содержит первый 17 и второй 18 усилители, подключенные че- щ реэ элемент ИЛИ 19 к усилителям 20 мощности, которые соединены с силовыми транзисторами инвертора 5. Элементы 17-20 показаны для

t одного силового ключа инвертора и идентичны для других. Формирователь 11 импульсов торможения содержит последовательно соединенные блок 21 включения и распределитель

22 импульсов, второй вход которого

30 подключен к задающему генератору 15.

Регулятор 12 базового тока транзистора состоит иэ последовательно вклю- . ченных функционального преобразователя 23 и аналоговых. ключей 24, выходы которых подключены к первому усилителю 18 блока 7 выходных усилителей. Элемент 24 содержит шесть аналоговых ключей по числу силовых ключей инвертора 5. Вход функционального преобразователя 23 соединен с

40 датчиком 13 напряжения инвертора, а второй выход элемента 23 соединен с задающим блоком 14. Выход порого" вого блока 1О подсоединен с задаю- . щему блоку 14 и блоку 21 включения.

Электропривод работает следующим -- . образом.

При снижении напряжения сети ниже

0,8 0 „ от датчика 9 напряжения сети срабатывает пороговый блок 1О, по команде которого система управления

2 отключает выпрямитель 1, включается распределитель 22 импульсов че" рез блок 21 включения формирователя

11 импульсов торможения и соответственно аналоговые ключи 24 регулятора 12 базового тока транзисторов. . При этом снижается частота инвертора

556 4

5, задаваемая .задающим блоком 14 и задающим генератором 15 формирователя 6 основных импульсов, который через распределитель 16 импульсов и первый усилитель 17 выдает импульсы управления транзисторами в режиме квазинасыщения (неглубокого насыщения). длительностью t, 120 эл.град. с задержанным передним фронтом на время коммутационной паузы t1, а формирователь 11 импульсов управления торможения выдает импульсы управления транзисторами в активном (линейном) режиме длительностью t„

60 эл.град. с задержанным передник

2 фронтом на время коммутационной паузы. В интервале импульсов торможения функциональный преобразователь

23 регулятора 12 по сигналу Цц датчика 13, пропорциональному напряжению коллектор - эмиттер О транзисторов инвертора 5, посредством второго усилителя 18, элемента ИЛИ 19 и усилителя мощности 20 блока 7 вы" ходных усилителей задает такую величину базового тока транзисторов инвертора 5, что ток коллектора (при данном напряжении) находится в о6ласти безопасной работы. Ilричем преобразователь 23 эквивалентен не- . линейному преобразователю, аппрокси" мирующему график безопасной работы транзистора. Таким образом, в каж" дый такт работы инвертора 5 (длительностью 60 эл.град.) в какой либо фазе (плече) инвертора транзисторы в активном режиме представляют собой эквивалентное сопротивление, благо" даря чему в них происходит рассеивание энергии, запасенной конденсатором фильтра 2, и энергии, отдаваемой двигателем. Происходит аварийное торможение, которое оканчивается на низких частотах. Соответственно величине сигнала напряжения инвертора регулятор 12 управляет интенсивностью торможения посредством изменения темпа снижения частоты генератора 15 системы управления инвертором 5. Причем работа транзисторов в неглубоком насыщении облегчает переход в активный режим. Процессы переключения облегчаются подачей отрицательного напряжения в базу, транзистора.

Режим нерекуперативного торможения при исчезновении напряжения сети случается редко и характеризует— ся следующим.

1048556

Составитель В.Тарасов

Редактор Л.Веселовская Техред М.Тепер

Корректор А.Повх

Заказ 7944!58 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При существенном провале напряжения сети величина напряжения инвертора меньше номинального, т.е. кинетическая энергия двигателя и энергия конденсатора меньше максимальных величин, следовательно энергия, которую требуется рассеять, менее максимального значения, что облегчает тепловой режим транзисторов.

Так как транзисторы выбираются с запасом по напряжению (исходя из возможного повышения напряжения сети на 104 и перенапряжения на транзисторах инвертора во время переходных процессов ) то начальное напряжение коллектор " эмиттер будет значитель" но меньшим паспортного, т.е. исходный тепловой режим транзисторов будет облегченным. Кроме того, такой режим нагрузки транзистора RB ляется однократным, с последующим остыванием транзисторов, так как элек" тропривод отключается от сети.

Применение предлагаемого изобретения позволяет обеслечить управляемое плавное торможение двигателя.

Наиболее экономично применение пред-. лагаемого привода в механизмах с приведенным суммарным моментом инерции не более 1,5 момента инерции двигателя.