Электропривод постоянного тока

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, согласунщий трансформатор, иидуктияно--емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, cytottfрующий вход которого подключен к источнику задающегонапряжения, а вычитающий вход - к тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с ВЫХОДСЯ4 сумматора, коммутатор , вьтолненньй на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов, отличающийся тем, что. с целью улучшения энергетических показателей , в него дополнительно введены три датчика линейных напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора, три ограничителя, входы KOTopbix подключены к выходам соответствующих датчиков линейных напряжений, три дифференцирующих блока, входы которых подсоединены к выходам ограничителей, три селектора полярности импульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков, логический элемент НЕ, вход которого подкгаочен к выходу ргелейного элемента, элементы задержки , две группы логических элементов И, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ, а вторые входы первой группы элементов И - к выходам селекторов полярности, второй группы - через элементы задержки к выходам элементов И первой группы, причем выход9 г элементов И второй 4 О1 группы соединены с входами согласующих элементов, а каждая пара встреч4: но-парадпельно соединенных тиристоСО СО ров коммутатора включена между соответств тощими фазами вторичной обмотки трансформатора.

„„ЯЦ „„1145439

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ,1

4(1) Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3667536/24-07 (22) 24. 11. 83 (46) 15.03.85. Бюл. В 10 (72) В.Г. Дрючин и В.П. Самчелеев

{71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 489189, кл. Н 02 P 5/06 ° f975.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 775848, кл. Н 02 Р 5/06, 1980. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, согласующий трансформатор, индуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, суммирующий вход которого подключен к источнику задающего-нанряжения, а вычитающий вход — к тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, коммутатор, выполненный на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него дополнительно введены три датчика линейных напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами зторичной обмотки трансформатора, три ограничителя, входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков линейных напряжений, три дифференцирующих блока, входы которых подсоединены к выходам ограничителей, трн селектора полярности импульсов, входами подсоединейных к выходам дифференцирующих блоков, логический элемент

НЕ, вход которого подкпючен к выходу релейного элемента, элементы задержки, две группы логических элементов

И, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ, а вторые входы первой группы элементов И вЂ” к выходаи селекторов полярности, второй группы — через элементы задержки к выходам элементов И первой группы, причем выходы элементов И второй группы соединены с входами согласую" щих элементов, а каждая пара встречно-параллельно соединенных тиристоров коммутатора включена между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора..- 1145439

Изобретение относится к электро-. технике и может быть использовано для регулирования и стабилизации скорости двигателя.

Известен электронривод постоянного тока с двигателем независимого возбуждения, якорь которого подключен к сети переменного тока через выпрямитель, согласующий трансформатор и индуктивно-емкостный преобразователь напряжения " в источник неизменного тока (1) .

Однако в приводе невозможно достигнуть предельного быстродействия как в режимах пуска, так и в режимах приема и сброса нагрузки, так как регулирование осуществляется по цепи возбуждения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод постоянного тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорь которого подключен к источнику неременного тока через выпрямитель, согласующий трансформатор и чндуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, суммирующий вход которого подключен к источнику задающего напряжения, а вычитающий входк тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, коммутатор, выполненный на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов (2).

Недостатком такого электропривода является значительное влияние на сеть коммутационных процессов и значительные потери энергии от них, обусловленные тем, что коммутатор замыкает и размыкает выход индуктивно-емкостного преобразователя в моменты времени, характеризующиеся

45 произвольным запасом энергии в реактивных элементах преобразователя, что снижает энергетические показатели.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем,- что в электропривод постоянного тока, содержащий двигатель незави" 5$ симого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, согласующий трансформа:"ор индуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, суммирующий вход которого подключен к источнику задающего напряжения, а вычитающий вход — к тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, коммутатора, выпслненный на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов, дополнительно введены три датчика линейных напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора, три ограничителя, входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков линейных напряжений, три дифференцирующих блока, входы которых подсоединены к выходам ограничителей, три селектора полярности импульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков, логический элемент НЕ, вход которого подключен к выходу релейного элемента, элементы задержки, две группы логических элементов И, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ, а вторые входы первой группы элементов И вЂ” к выходам селекторов полярности, второй группы — через элементы задержки к выходам элементов И первой группы, причем выходы элементов И второй группы соединены с входами согласующих элементов, а каждая пара встречно-параллельно соединенных тиристоров коммутатора включена между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже представлена схема электропривода постоянного тока.

Злектропривод содержит двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка 1 которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель 2, согласующий трансформатор 3, индуктивно-емкостный преобразователь 4 напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор 5, вал которого сочленен с валом электродвигателя, сумматор 6, суммирующий вход которого п,подключен к источнику задающего напряжения U, а вычитающий вход — к та. .огенератору 5, релейный элемент 7, вход которого

5439

4 рез селекторы 29-31 полярности поступают на вторые входы логических элементов И 39-44, выхоры которых через элементы задержки 33-38 соединены с вторыми входами логических элементов И 45-50, выходы которых подключены к согласующим элементам

14-19 тиристоров коммутатора. На первые входы логических элементов И поступает сигнал с выхода логического элемента НЕ 32, т.е. логические элементы И выполняют роль ключей, которые пропускают импульсы с селекторов

29-31 полярности к согласующим элементам 14- f9 в зависимости от сигнала с элемента НЕ 32. Элементы saдержки 33-38 необходимы, чтобы исключить неопределенность в пропускании импульсов через ключ, образованный элементами при совпадении момента перехода сигнала на выходе элемента НЕ 32 с единицы до нуля (с нуля до единицы) и момента появления импульсов на выходах селекторов. Например, пусть совпадают момент перехода сигнала с выхода элемента НЕ 32 с единицы до нуля и момент появления импульса с первого выхода селектора 29 полярности, Элемент И 39 сработал так, что импульс с выхода селектора 29 прошел на вхсд элемента 33 задержки. Этот сигнал элементом 33 задержки задерживается на время t и поступает на вход элемен та И 45. Через элемент И 45 импульс не "пройдет", так как через at на выходе элемента НЕ 32 четко будет ноль, 3

114

1 . соединен с выходом сумматора 6, ком-мутатор выполнен на тиристорах 8-13, на управляющие электроды которых подключены выходы согласующих элементов 14-19, три датчика 20-22 линейный напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора 3, три ограничителя 23-25, входы которых подключены к выходам соот- 10 ветствующих датчиков 20-22 линейных напряжений, три дифференцирующих блока 26-28, входы которых подсоединены к выходам ограничителей 23-25, три селектора 29-31 полярности им- 15 пульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков 2628, логический элемент НЕ 32, вход

:которого подключен к выходу релейного элемента 7, шесть элементов 33-38 20 задержки, двенадцать логических элементов И 39-50, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ 32, а вторые входы первых шести элементов

И 39-44 — к выходам селекторов 29-31 по-щ

l лярности, других шести элементов И

45-50 — через элементы задержки

33-38 к выходам первых нести элементов И 39-44, причем выходы вторых шести элементов И 45-50 соединены с входами согласующих элементов 1419, а каждая пара 8 и 9, 10 и .11, 12 и 13 встречно-параллельно соединенных тиристоров коммутатора вклю-. чена между соответствующими фазамн вторичной обмотки трансформатора 3.

Электропривод,постоянного тока работает следующим образом.

Датчики 20-22 контролируют линейные напряжения на вторичной обмот- 40 ке трансформатора 3. Сигналы с выходов этих датчиков поступают на вход ограничителей 23-25, где сигналы усиливаются и ограничиваются по амплитуде, т.е. сигналы с выходов 45 ограничителей имеют трапецеидальную форму. Эти сигналы поступают на вход диффереицирующих блоков 26-28.

С выхода дифференцирующих блоков сигналы представляют собой раэнополяр- 50 ные импульсы в моменты перехода линейных напряжений через ноль. Поло.жительные импульсы имеют место тогда, когда линейные напряжения изменяют знак с отрицательного на поло- 55 жительньй, а отрицательные импуль-. сы — с положительного на отрицательный. Эти разнополярные импульсы чеЕсли бы этого не произошло, то соответствующий тиристор коммутатора, а именно 13, был бы открыт еще на половину периода. Следовательно, построение ключа с использованием элементов И и элементов задержки сокращает время запаздывания срабатывания тиристоров коммутатора по отношению срабатывания релейного элемента 7. Включение и выключение тиристоров коммутатора осуществляется в моменты времени, определяемые переходом соответствующих линейных напряжений через ноль. Величина а выбирается из условия надежной работы логических элементов И при изменении сигнала на выходе элемента НЕ 32.

В исходном состоянии индуктивно-емкостный преобразователь подключен к сети переменного тока. При отсут1145439 ствии задающего напряжения Бр на входе сумматора 6 сигнал на выходе релейного элемента равен нулю, а следовательно, сигнал на выходе элемента НЕ 32 равен единице. Импульсы с выходов селекторов 29-31 полярности через элементы И 39-44, элементы

33-38 задержки, через элементы И 4550 поступают иа входы согласующих элементов 14-19, выходы которых сое- 10 дннены с управляющими электродами тиристоров 8-13 коммутатора, которые закорачивают вторичную обмотку трансформатора 3. Ток в якоре 1 двигателя отсутствует и последний неподвижен. 15

При подаче Up сигнал на выходе релейного элемента 7 равен единице, а на выходе элемента НЕ 32 ноль. Импульсы с селекторов 29-31 полярности на согласующие элементы 14-19 не пос-29 тупают. Тиристоры 8-13 закрываются в точках естественной коммутации. В цепи якоря 1 двигателя появляется неизменньй по величине ток и двигатель начинает разгоняться. 25

При достижении напряжения тахогенератора 5 напряжения задания Бр на выходе релейного элемента 7 сигнал равен нулю, а на выходе элемента

НЕ 32 равен единице. Импульсы с се" Зр а лекторов 29-31 полярности поступают на управляющие электроды тиристоров 8-13 коммутаторов, последние закорачивают вторичную обмотку трансформатора 3. Якорь 1 двигателя обесточивается и двигатель начинает тормозиться под действием статического момента.

Снижение скорости происходит до тех пор, п.ка снова на выходе релейного элемента 7 появится сигнал равЭ ный единице, а на выходе элемента

НŠ— равный нулю. В якоре 1 двигателя вновь появляется ток, двигатель начинает разгоняться. В дальнейшем процессы повторяются. Периодический процесс включения и выключения двигателя обеспечивает стабилизацию ско-

Э рости двигателя.

Таким образом, так как процесс включения и отключения тиристоров коммутатора происходит .всегда в точках перехода линейного напряжения в ноль, то влияние коммутационных процессов на .сеть минимальное, при этом уменьшаются потери от коммутационных процессов, так как в моменты коммутации тиристоров запас энергии в реактивных элементах минимален.

1145439

C l g k l

ВЕИИОИ Заказ 1185/41 Тираж 646 Подлнсное

Ossa ШШ ЧЬваагг" ° е.Ужгород, уп.Проектиаа,. 4