Реверсивный вентильный электропривод

 

РЕВЕРСИВНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель , якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю , блок регулирования скорости и тока, входы которого соединены с задатчиком скорости, тахогенератором и датчиком тока, а выход через блок управления подключен к входу системы импульсно-фазового шравления тиристорным преобразователем, отличающийся тем что, с целью улучшения динамических характеристик электропривода, в него дополнительно введены выпрямитель и нелинейное звено с зоной нечувствительности , при этом вход выпрямителя подключен к тахогенератору, а его выход через нелинейное звено с зоной нечувствительности соединен с входом блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СЩф 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) ((().

4(з() Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоесному свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫЛИ (21) 3682590/24-07 (22) 30.12.83 (46) 23.02.85. Бюл. Р 7 (72) А.Г.Иванов, В.Ф.Шепелин, В.А.Алексеев и И.И.Ушаков (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621.3 16 ° 718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3443704, кл. Н 02 Н 5 06, 1982.

2. Горчаков В.В., Донской Н.В. и Иванов А.Г. Электроприводы постоянного тока с интегральными микросхеlt мами для станкостроения. — Электротехника", 1981, Р 6 ° (54) (57) РЕВЕРСИВНКЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ

ЭЛЕКТРОПРИВОД содержа((ий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю,блок регулирования скорости и тока, входы которого соединены с задатчиком скорости, тахогенератором и датчиком тока, а выход череэ блок управления подключен к входу системы импульсно-Aa3oaoro управления тиристорныи преобразователем, о т л и ч а ю ц и и с я тем что, с целью улучшения динамических характеристик электропривода, в него дополнительно введены выпрямитель и нелинейное звено с зоной нечувствительности, при этом вход выпрямителя подключен к тахогенератору, а его выход через нелинейное звено с зоной нечувствительности. соединен с входом блока управления.

1141552

Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано в реверсивных вентильных электроприводах постоянного и переменного тока

Известен реверсивный электропривод,содержащий выпрямительно-инверторный тиристорный преобразователь, блок регулирования скорости и тока, входы которого соединены с задатчиком скорости, тахогенератором и дат- 10 чиком тока, а выход через управляющий орган подключен на вход системы импульсного-фазового управления выпрямителем. В двигательном режиме электропривода группа тиристоров преобразователя, подключенная к сети, работает выпрямителем, а группа тиристоров, подключенная к двигателю,инвертором. При торможении элект.— ропривода режим работы тиристоров щ преобразователя меняется.

При холостом ходе двигателя в процессе отработки рассогласования по.скорости смена режимов работы преобразователя происходит практичес- д ки мгновенно (отсутствует блокировка по току). При этом переключение режимов работы групп тиристоров может совпасть с моментом, когда наибольшая амплитуда пульсации напряжения на выходе выпрямителя совпадает с наибольшим провалом противо-ЭДС и возникает неуправляемый бросок тока, определяемый разностью их мгновенных значений, который может дос-:

35 тичь не только максимального тока двигателя, но даже и превысить уставку срабатывания токовой защиты. Броски тока вызывают также дополнитель-. ный нагрев двигателя. Особенно отчетливо данное явление проявляется на высоких скоростях; где ЭДС двигателя достаточно велика.

Для устранения данных явлений характеристики системы импульсно-фа- 45 зового управления выпрямителя в двигательном и тормозном режимах следует раздвинуть таким образом, чтобы напряжение на выходе выпрямителя после переключения режима работы возрастало плавно и система автоматическского регулирования тока дзигателя успевала отработать все возмущения. Все это в указанном устройстве достигается ступенчато введением инерционного звена и ключа (13, Недостатком данного устройства является то, что смещение характерис". тик происходит скачком и с задержкой, поэтому не во всем диапазоне скоростей обеспечиваются оптимальные динамические характеристики электропривода.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является реверсивный вентильный электропривод, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к тиристорному преобразователю, блок регулирования скбрости и тока, входы которого соединены с задатчиком скорости, тахогенератором и датчиком тока, а выход через блок управления подключен к входу системы импульснофазового управления тиристорным преобразователем 23.

Особенностью вентильного электропривода является то, что с помощью источника смещения 0 „,, воздейст вующего на вход блока управления, исключается люфт в системе регулирования и осуществляется линеаризация регулировочной характеристики тиристорного преобразователя электропривода. В этом случае зависимость среднего значения выпрямленного тока 1 1 от сигнала О однозначна и линейна во всем диапазоне изменения тока Id, что позволяет получить высокое быстродействие электропривода и увеличить его полосу пропускания частот. При таком построении систему регулирования электронривода и заданном уровне пульсаций тахогенератора выходное напряжение регуляторов пульсирует тем больше, чем больше скорость электродвигателя, что приводит к увеличению пульсаций тока электродвигателя.

Таким образом, недостатком известного электропривода является возрастание пульсаций тока, увеличивающее неравномерность скорости вращения и потери в электродвигателе, ° а также приводящее к появлению неустойчивости на высоких скоростях электродвигателя, что ухудшает качество регулирования и устойчивость работы вентильного электропривода.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный вентйльный электропривод, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого

3 1141552 4 подключена к тиристорному преобра- зовагеля 17 Э С электродвигателя 18, зователю, блок регулирования ско- вход которого подключен к тахогене-, рости и тока, входы которого соеди- ратору 4, и нелинейного звена 19, не ны с з адатчиком скорости, тахо ге- один вход которого подключен к выхонератором и датчиком тока, а выход > ду регулятора 11 тока, а второй через блок управления подключен к вход — к выходу функционального превходу системы импульсно-фазового образователя 17 ЭДС электродвигатеуправления тиристорным преобразова- ля 18. Якорная обмотка электродвигателем, дополнительно введены выпря- теля 18 подключена к преобразовамитель и нелинейное звено с зоной 10 телю 1. нечувствительности, при этом вход. Электропривод работает следуюцим выпрямителя подключен к тахогенера- образом. тору, а выход через нелинейное В исходном состоянии схемы эадаюзвено с зоной нечувствительности сое- щее напряжение равно нулю напряжединен с входом блока управления. 1 ние на выходе регуляторов 10 и 11

На ф а фиг. 1 изображена схема элект- скорости тока также равны нулю на

t ропривода, на фиг. 2 - диаграммы, .входе блока 6 управления, соединенном с переключателем 14 характеристик, Электропривод содержит подключен- сигнал равен нулю, равен нулю и сигный к источнику питаищего напряжения 20 нал с выхода нелинейного звена 9. .тиристорный преобразователь 1, блок В этом случае состояние блока 6 уп2 регулирования скорости и тока, равления определяется сигналом с исвходы которого соединены с задет точника смещения с,„, КОТор ый чиком Э скорости, тахогенератором 4 выставляется такой величиной, чтобы и датчиком 5 тока, а выход через : g5 углы регулирования тиристором преб лок 6 управления подключен на образователя были равны g „= 7/ + йач вход системы 7 импульсно-фазового управления тиристорным преобразова- + — . Б этом случае напряжение н

А

2 р ж ние на телем 1, дополнительно введены выпыходе преобразователя 1 отсутствуЗО ет и электродвигатель 18 находится вход выпрямителя 8 подключен к тав неподвижном состоянии. хогенератору 4, а его выход через

При появлении управлякяцего сигианели,,ейное звено 9 с зоной нечувст- ла на входе задатчика 3 скорости на вительности соед неи с входом блока выхоДах РегУлЯ оРов скоРости и тока

6 управления. 35 также появляется сигнал, который через блок 6 управления и систему 7

Бл лок 2 регулирования скорости и импульсно-фазового управления вызытока состоит из регулятора 10 скорос- вает изменение углов в сторону Умень.1. ти, первый вход которого связан с «шения. На выходе преобразователя 1 задатч ком 3 скорости, второй вход 40 появляется напряжение, по обмоткам с тахогеиератором 4, а выход — с якоря электродвигателя 18 начинает первым входом регулятора 11 тока. протекать ток и его скорость начинаторой вход регулятора 11 тока через ет УвеличиватьсЯ. НапРавление вРапереключатель 12 õàðàêòåðañòèê сое-. П1ениЯ электРодвигателЯ 18 определЯет динен с выходом датчика 5 тока, а 45 блок 15 в зависимости от полЯРности выход через, узел 1З адаптации регу- входного сигнала, снимаемого с вылятора 11 тока и переключатель 14 ода РегулЯтора 11 тока. характеристик соединен с входом бло- В установившемся и переходных ка 6 управления. Режимах раооты на малых скоростях

Один вход блока 15 бестокового "зо дополнительно введенная цепь, состоя переключения режимов работы подключен щая из выпрямителя 8 и нелинейного к выходу регулятора 11 тока, второй - звена 9, из-за зоны нечувствительвход - к датчику 16 проводимости кости нелинейного звена 9 не встутиристоров преобразователя 1,.а вы-. пает в действие и ие влияет на рабо-, ход - к входам переключателей 12 и И ту электропривода. В этом случае

14 характе истик регулировочные характеристики

Узел 13 адаптации регулятора тока. преобразователя согласованы по Ьез-., состбит из функционального преобра- люфтовой кривой 1, (фиг. 2), обес\

1141552 печивающей максимальное быстродейст вие электропривода. При достижении скорости заданной величины на выходе нелинейного звена 9 появляется дополнительный сигнал, который поступает на вход блока 6 управления, увеличивая значение начального угла

d ä„„ и вводя люфт в характеристику преобразователя (кривые д, е (фиг. 2).

Величина дополнительного сигнала в устройстве зависит от абсолютной скорости двигателя.

При работе электродвигателя 18 на холостом ходу на малых скоростях вращения пульсации в сигналах тахогенератора 4 и U< (+) по абсолютной величине малы и ими можно пренебречь. При больших скоростях, как указывалось вышее, увеличивается абсолютное значение пульсаций в сигнале тахогенератора 4, а следовательно, и в 0 (4) (кривая фиг. 2). В результате при работе по линеарйзованной характеристике (фиг. 2) и неизменной ЭДС электродвигателя 18 появляются пульсации (сканирование) тока электродвигателя 18 i„, При этом амплитуда тока при отсутствии звеньев 8 и 9 достигла бы величины А. Однако вследствие работы звеньев 8 и 9 в характеристику, в зависимости от уровня скорости преобразователя, вводиФся

Люфт" определенной величины (появляется семейство расширяющихся характеристик с "Люфтом" ), что снижает уровень пульсаций тока от значе ний 1„ до 1 (фиг. 2) с амплиту-. дой А.

В этом случае снижаются нагрев. электродвигателя, неравномерность

его вращения,и повышается устойчивость работы электропривода на

6 высоких скоростях. При этом следует ! отметить, что величина токоограничения остается без изменения и -за наличия регулятора 11 тока.

Для компенсции измененИя коэффициента усиления в режиме прерывистых токов введено нелинейное звено 19, сигнал на выходе которого U„ пропорционален сумме сигналов с выходов

10 регулятора 11 тока 0 и функционального преобразователя 17 ЭДС двигателя Uc

Сигнал положительной .связи по

ЭДС двигателя 0с выбирается таким, чтобы при холостом ходу двигателя (?,1 = 0) сигнал О . был равеН нулю.

Для обеспечения этого условия функциональный преобразователь 17 ЭДС имеет арксинусную характеристику.

20 Сигнал U T при этом определяет составляющую выпрямительного напряжения преобразователя, затрачиваемую на создание тока якоря (.l .p =- 0,1 — Е). Максимальное выходное напряже25 ние регулятора 10 скорости Upc. определяет уставку токоограничения.

Для согласования однополярной регулировочной характеристики системы

7 импульсно-фазового управления с

3Q реверсивным сигналом Uн> служит переключатель 14 характеристики, управляемый блоком 15 бестокового переключения режимов работы и изменяющий полярность сигнала при переключении комплексов тиристорного преобразователя 1.

Использование предлагаемого электропривода позволяет улучшить их ди40 намические характеристики, снизить неравномерность вращения электродвигателя и его нагрев путем исключения черезмерного сканирования тока без снижения быстродействия в целом.

1141552

Составитель М.Кряхтунова

Редактор Н.Джуган Техреду Л.Мартяшова КорректорВ.Бутяга .Заказ 51?/44 Тираж 646 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

Реверсивный вентильный электропривод Реверсивный вентильный электропривод Реверсивный вентильный электропривод Реверсивный вентильный электропривод Реверсивный вентильный электропривод 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам управления реверсивными вентильными электроприводами постоянного тока с раздельным управлением групп вентилей преобразователя, и может быть использовано в металлургической, бумагоделательной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к электротехнике, в частности к позиционным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано для автоматизации металлорежущих станков, электромеханических роботов и других механизмов

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам стабилизации угловой скорости, построенным на принципе контура фазовой синхронизации, в которых в качестве датчика обратной связи используется сельсин или многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам стабилизации угловой скорости, построенным на принципе контура фазовой синхронизации, в которых в качестве датчика обратной связи используется сельсин или многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор

Изобретение относится к системам стабилизации скорости вращения двигателей постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока
Наверх