Патент ссср 154313

 

Класс Н 02р; 21с, 592а № 154313

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ подписная группа "H 91

Л. В. Карнюшин и Д.-P. А. Каминская

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ МОМЕНТА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Заявлено 12 марта 1962 г. за М 768721124-7 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений ii товарных знаков» 7 :е 9 за 1963 г. многие,промышленные механизмы, имеющие электропривод постоянного тока по системе генератор — двигатель, работают в условиях, при которых возникают значительные перегрузки.

Электроприводы этих механизмов должны ограничивать величину предельного момента при работе с большими перегрузками или при работе на упор.

* Механические характеристики электроприводов таких механизмов имеют экскаваторную форму, которая обеспечивается введением в систему регулирования жесткой отрицательной обратной связи по току главной цепи с отсечкой.

Однако при значительных внешних нагрузках, вызывающих принудительное стопорение механизма, величина динамических усилий может существенно превышать предельное усилие, обусловленное механической характеристикой привода.

Предельное динамическое усилие F <> механизма зависит от запаса кинетической энергии Ак, накопленной во вращающихся частях электропривода H механизма, перед тем как начинается стопорение последнего, и от количества электрической энергии Аз, забранной двигателем из сети в процессе стопорения механизма и двигателя (от момента начала стопорения до момента полной остановки двига". åëÿ).

Эта зависимость выражается формулой:

F = V2C(A + А -), где С вЂ” жесткость системы, соединяющей двигатель и механизм. № !54313 .Путем применения быстродейству.ющей системы управления и снижения элекгромагнитной постоянной времени обмотки возбуждения генератора можно обеспечить почти полное совпадение динамической и статической механических характеристик при вода (в процессе стопорения двигателя) .

Однако, как показывают расчеты, даже при пренебрежении электромагнитнои инерционностью цепи управления составляющая энергия Аэ в ряде случаев оказывается значительно больше, чем составляющая энергии А. Поэтому для снижения величины предельного динамического усилия F необходимо существенно ограничить приток электрической энергии из сети в двигатель в процессе стопорения. Величина электрической энергии

t, 975 где (1 — время стопорения двигателя; И и и — соответственно электромагнитнь|й момент и скорость двигателя.

Б предлагаемом устройстве для снижения Аэ применена сама по себе известная схема ограничения момента электродвигателя постоянного тока во время переходного процесса при стопорении исполнительного механизм» с электроприводом по системе à — Д, имеющим экскаваторнук> характеристику. Эта схема содержит переключающий транзистор и дифференцирующее звено, на вход которого через электрический вентиль подано напряжение, пропорциональное скорости вращения электродвигателя, а к выходу через второй электрический вентиль и коллекторную цепь упомя нутого транзистора присоединена размагничивающая обмотка усилителя, управляющего возбуждением генератора.

Однако существенный недостаток этой схемы заключается в том, что указанная размагничив»1ощая обмот 1» уcHJIHTPJIH действует не олькс при торможении привода под нагрузкой, но и при торможении его вхолостую; в последнем случае могут возникнуть недопустимо большие толчки рекуперативного тока двигателя.

С целью уменьшения толчков тока рекуперации двигателя во время торможения привода вхолостую предлагается цепь эмиттер — база переключающего транзистора подключить параллельно участку главной цепи системы à — Д (например, параллельно обмоткам дополнительных, полюсов) .

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Электродвигатель 1 независимого возбуждения питается от генератора 2. Обмотка 8 возбужден.я генератора питается от выходного усилителя 4 (магнитного, электромашинного, полупроводникового или комбинированного каскада усилителей). Вход вы.ходного усилителя 4 получает питание от промежуточного усилителя 5, имевшего разделенные (изолированные) входные цепи. Система охвачена жесткой отрицательной обратной связью по току главной цепи с отсечкой (обмотка 7 промежуточного усилителя). Управ-.ÿI0ùèé (задающий) сигнал U,, поступает на обмотку 8 промежуточного усилителя. Взаимодействие оомоток б, 7 и 8 промежуточного усилителя обеспечивает необходимую статическую экскаваторную характеристику электропривода, а также необходимую форсировку электромагнитных переходных процессов.

¹ 154313

Автоматическое ограничение до необходимой степени величины электрической энергии А, забираемой двигателем из сети при его стопорении вследствие перегрузки механизма, осуществляется с помощью размагничивающей обмотки 9 промежуточного усилителя, которая через вентиль 10 и переключающий транзистор 11 включена в выходную цепь дифференцирующего звена 12. Входная цепь этого дифференцирующего звена через вентиль 18 включена на напряжение, пропорциональное э. д. с. (скорости вращения) двигателя 1. В качестве дифференцирующего звена 12 может быть использовано любое известное дифференцирующее устройство, дающее чистую производную либо осуществляющее приближенное дифференцирование (в последнем случае в качестве дифференцирующего звена 12 может быть использован трансформатор). Транзистор П, работающий в режиме ключа, управляется падением напряжения от тока главной цепи, поступающим в цепь эмиттер — база транзистора, Размагничивающая обмотка 9 усилителя обтекается током только при работе двигателя в первом квадранте (т. е. при положительных значениях скорости и момента двигателя) в режиме стопорения (т. е. у леньшения скорости двигателя). Работа предлагаемого устройства только в первом квадранте обеспечивается подбором полярности включения вентиля 18, находящегося во входной цепи дифференцирующего звена 12, и подбором полярности включения цепи эмиттер — база переключающего транзистора 11.

Работа предлагаемого устройства только при стопорении двигателя обеспечивается подбором полярности включения вентиля 10 в выходной цепи дифференцирующего звена 12.

Предмет изобретения

Устроиство для ограничения момента электродвигателя постоянного тока во время переходного процесса при стопорении исполнительного мехачизма с электроприводом по системе à — Д, имеющим экскаваторную характеристику, содержащее переключающий транзистор и дифференцирующее звено, на вход которого через электрический вентиль подано напряжение, пропорциональное скорости вращения электродвигателя, а к выходу через второй электрический вентиль и коллекторную цепь упомянутого транзистора присоединена размагничивающая обмотка усилителя, управляющего возбуждением генератора, с т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения толчков тока рекуперации двигателя во время торможения привода вхолостую, цепь эмигтер — база упомянутого транзистора подключена параллельно участку главной цепи системы à — Д (например параллельно обмоткам дополнительных полюсов).

Составитель описания В. Сольц

Редактор В, М. Парнес Техред А. А. Камышникова Корректор А. А. Березуева

Поди. и печ. 20IVII — 63 г. Формат бум. 70X108 />I; Объем 0,35 изд л.

Тираж 1227 Цена 4 код.

ЦНИИГIИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4. ипография, пр. Сапунова, 2.