Электропривод постоянного тока
Союз Советских
Сощналнстнческнх
Республик,ф ф (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 23.02.77 (21) 2454074/24-07 (51)M. Кл.
Н 02 P 5/06 с присоединением заявки,%—
Госудорстааннь и комитат (23) Приоритетпо долом иэооратаний и открытий
Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 02.07. 80 (ЗЗ) УДК 6». .316.7 18.5 (088. 8) E,Ô. Апанасенко, В. Д. Бондаренко, В. А. Драгунов и Н. М. Твердов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА!
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электро- . приводе автономной электротехнической системы электропитания, содержащей об-. ратимую машину постоянного тока.
Известен электропривод постоянного тока с управлением по возбуждению, содержащий цепи отрицательных обратных связей по скорости и производной потока.
В цепь обратной связи по производной пото тока включено апериодическое звено второго порядка, одна постоянная которого равна электромагнитной, а вторая — электромеханической постоянной времени алектропривода. В качестве датчика производ15 ной потока возбуждения используется дополнительная обмотка, расположенная на магнитной системе двигателя.
Недостатком известного электропривода является наличие встроенных дополнительных обмоток в двигателе для обеспечения отрицательной обратной связи по производной потока, что усложняет устройство и снижает его надежность. Устрой2 ство не обеспечивает работу электропривода в генераторном режиме со стабилизацией напряжения.
Известен также электропривод постоянного тока по системе генератор-двигатель с двухзонным регулированием скорости, преимущественно тяговой, содержащий регулятор возбуждения генератора, регулятор возбуждения двигателя и узел избирательного регулирования, ко входу которого подключен датчик измеренного параметра, а выход подключен ко входам регуляторов. Узел избирательного регулирования выполнен в виде нескольких параллельно. соединенных диодов и транзистора. Количество диодов соотвуствует числу регулируемых параметров. Последовательно с каждым из диодов включены выходы датчиков регулируемого параметра, подключенных ко входу регулятора, Транзистор подключен сяоим входом параллельно одному из упомянутых диодов, последовательно с которым включен выход датчика напряжения генератора, раторном режимах.
Однако область приме11ени1 его ограничена из-за наличия ступенчатого регуЛ1ер ова ния cKop ocTH Ile обе с»ее«п»1ва10еце Й качества переходных процессов обратимой машипы постоянного "îêà (переход из генераторного режима В двигательный и наоборот), что особенно важно в автономных системах электро»еитанця, Кроме того, переключение режимов работы электропривода осуц1ествляется пе,рекоммутацией в силовой (якорной) цепи, что сЕижает наде)кность ycTpolkcYBQ Ступенчатая регулировка скорости обусловливает и низкий КПД электропривода.
Цель изобретения — улучшение качестВа переходных процессов электропривода и по выше ние надежности.
Цель достигается тем, что, электропривод постоя нн ОГО TCKQ снабжен влек трической машиной переменного тока, редуктором кинематически связьЕваю= ,Е»
ПЕИМ электрические машиНы постоянного и переменного тока, Q в регулятор Введен переклЕочатель, вьптолненный на магнитном усилителе с исполнительным реле, обмотка управления которого подклк=
3 448 ь выход — ко входу регулятора возбуждения двигателя. Такое исполнение позволяет обеспечить возможность регулирования по нескольким параметрам, Недостатком данного электропри вода является наличие двух регуляторов: регулятора возбуждения генератора и регулятора возбуждения двигателя, что усложняет систему, Наиболее близким техническим реше- 10 вием к предлагаемому явлется электропривод постОянногo тока, coitep)! ЯКОРЬ КОТОРОЙ ПОДКЛЮЧЕН К ИСТОЧНИКУ питания, рвГулятор токя, вкл)очяюший дя» чик напряжения, вход которого соединен с якорем электрической машины постояннсГО TOKG» Еютчик частоты вряецения H ycHIiHTe ль, сВязанный с Обмоткой возбуж дения указанной электрической машины, Управление регулятором осуецествляется таким образом, что для обеспе -.".ения возбуждения, в соответствии с режимом работы двигателя, на него накладывается импульсное дополнительное воз ужде- 25 Еп е. 1=1 результате достигается регулирование скОрОсти Воашения с б011ьшц!ц НЕСлом ступеней„В электроприводе используется ottHH регул»втор, .тп1)»авллю11111 и Возбуждением электрической машины, работяЕоецей как в двигательном так z:В .».генеченя параллельно шине питания электрическОЙ машины постояеЕПОГО TCKQ, замыкяю еш1 и K 0HYQKT цс пол китб л ь н01 0 реле Вклеочен ме жгу выходом датчике няпряже евфия и 0 дц11 е,е вх 0 до».} усцли ели, а рязм ь}кяюший контакт этого реле — между выходом дят«1икя частоты и вторым Входом усилителя» я вход датчик:» частоты подключен к электрической машине переменного тока, На «11-.ртеже предс;тарлена структурная схема электропривода постоянного тока. Злектропривод содержит источник 1 питания, машину 2 постоянного тока, регулятор 3 с датчиком 4 частоты, датчиком 5 напрчжения, переключателем 6 и усделителем 7, сиь1хронный Генератор 8» редуктор 9, обгонну10 муфту 10 и приводной механизм 11. Р перекл1очателе 6} вьп-.олненном ня магнитном усилителе с исполнительным реле, рязмыкя10еций контакт 12 исполнительного реле включен между выходом датчика 4 частоты и пер1»ым уп}рящ яющим g)t одом у или теля =,Ямыкаюее}И11 KOHYQKТ 1 Я, ЭТОЕ;»} еле вк)по«10 и» e)K;}У ВНЕKO Jtoi J }}а1«НЕKQ Q НЯПРЯ})КЕ ния и BY Оч ЬЕМ :пря В»яю» дим ="}ходом усилитэля 7 -:; }»ЕЕОлрля Ошая ОЕ»» JOYKQ 1 4 MGP НИ НОЕ 0 УСИЛИТЕЛЯ ПeteeK»IIO«IQTeiiii ПОДКЛ -, еенного K Сомо!ке .«.О возбуждения пс}дключена IIQoаллельно очной HB ши11 ПЕЕТЯьия 3 6 11ххи 17 машцнь» 2 полтоянного Оря -- -.=»с:} Очее11кя Е»тртания Усилитель 7 регулятора 3 соединен обм»OTKoi 5 возбу)к}»е}П1я ОбОЯтимой i машины 2 ".Остоянного тока. которая свои»»1 ae»„-01,е;epe пеДук тор 9 соединенЯ с BQ*IÎM сцнхрОнпОГО Генератора 6, Я через обгоь111у1}о муфту 10 с пЕН;.."«ДИЬЕм механизмом 11, Бхе}д датчика 4 частоты соединен с. Выходом сцнхронного генератора 8 а вход двтчикя 5 ня}пря)кения соединен с: якорем электрической маши«»ь. »ЕОСД ОЯ ННОЕ Р» 01«Я. Злектропривод работает следуюеецем ОООЯЗОМ, 1ЕРИ ПОДЯЧЕ НЯПОЯЖЕНИЯ ПИТЯНИЯ HQ якорь машины 2 постояннОГО YDKQ От источн)1КЯ 1 11итаееия IipoHcxogHT ее запуск B двцгательный режим. OHIIOBpeменно подается напояжение на обмотку 1 5 Возбу жд е11ия ма ее.;и нь1 2 постоя ннОГ 0 тока оТ регулятора 3, Работая В двигательнОМ ре)алые, мЯшина 2 постоянноГО тока Врашает редуктop 9, синхронный Генератор 6 частота выходного напряжения котор ОГ О пр ОПОрциопяльня скОрости врашения машины 2 постоянного тока и которая является входным сигналом дат3лектропривод постоянного тока, со- держяший электрическую машину постоянного тока, якорь которой подключен к источнику питания, регулятор тока, включающий датчик няпряжения, вход кстОрого соединен с якорем электрической машины постоянного тока, датчик частоты вряшенчя и усилитель, связанный с обмоткой возбуждения указанной электрической машины, отличаю щи йс я тем, что, с целью улучшения качества переходньж процессов электр опривода и повышения надежности, электропривод счабжен машиной переменного тока, редуктором, кинематически связываюшим электрические машины постоянного и переменного тока, а в регулятор введен переключатель, выполненный н& мяг нитном усилителе с исполнительным реле, обмотка управления которого подключена параллельно шине питания электрической машины постоянного тока, замыкающий контакт исполнительного реле вкщочен между выходом датчика напряжения и одним входом усилителя, а размыкающий контакт реле — между выходом датчика частоты и вторым входом усилителя, а вход датчика частоты подключен к электрической машине переменного тока. 5 7448 чика 4 частоты регулятора 3. Датчик 4 частоты преобразует частоту выходного напряжения синхронного генератора 8 в пропорциональное напряжение, которое через рязмыкяюший контакт 12 исполнитель-ного реле переключателя 6 подается на управляюший вход усилителя 7. Усилитель 7 регулятора 3 .преобразует это напряжение датчика 4 частоты в пропорциональный ток обмотки 15 возбуждения обратимой машины 2 постоянного тока. Таким образом, при отклонении скорости вряшения машины 2. постоянного тока (частоты генератора) or заданной величины регулятор 3 изменяет ток возбуждения так, чтобы скорость вращения машины 2 постоянного тока вернулась к исходному значению. Перевод машины 2 постоянного тока из двигательного режима в генераторный 20 осуществляется запуском приводного механизма 11, который при достижении оборотов, превышающих-обороты машины 2, через обгорную муфту 10 подкщочается к редуктору 9, после чего вращение машины 2 постоянного тока и синхронного генератора 8 щзоизводится от приводногс механизма 11. При этОм нагрузка н& валу машины 2 постоянного тока снимается, ток якоря уменьшается и при значении, равном нущо (или другому заданному значению) переключатель 6 автоматически срабатывает. Так как управляющая обмотка 14 магнитного усилителя переключателя 6 под- M кщочена параллельно одной из шин питания 16 или 17 машины 2 от источника 1 напряжения, переключатель 6 является чувствительным датчиком изменения тока в цепи якоря машины 2 постоянного тока 4О как по величине, тяк и направлению. В этот же момент контакт 12 исполнительного реле переключателя 6 размыкается и отключает выхода датчика 4 частоты от управляюшего входа усилителя 7, а контакт 13 этого же реле замыкается и подключает выход датчика 5 напряжения к управляющему входу усилителя 7, после чего ток в обмотке 15 возбуждении машины 2 постоянного тока изменяется в соответствии с выходным сигналом датчика 5 напряжения, который меняется обратно-пропорционально напряжению на зажимах машины 2 постоянного тока работающей в генераторном режиме, При остянове приводного механима 11 машина 2 снова начинает потреблять ток от источника iпитания и пере,ходит в дви81 6 гятельный режим работы, а перекщочатель 6 автоматически производит перекоммуташцо управляющих входов усилителя 7 регулятора 3, в результате чего регулятор 3 поддерживает скорость вращения машины 2 настоянного тока в заданных преДОЛЯХ. Введение перекщочателя в регулятор, контакты иснолнительного реле которого коммутируют слаботсчные цепи управляюших входов усилителя регулятора от дат- чиков при переходе машины постоянного тока из одного режима работы (двигательного) в доугой режим работы (генераторный ) и обратно нс сигналу изменения вегагчины и направления тока в ее якорной цепи, позволяет улучшить качесз во выходной электроэнергии системы в переходных режимах, машины постоянного тока, улучшить использование первичного источника энергии за счет рекуперации энергии, записанной машиной, н искщочить перенапряжения в питающей сети путем устранения перекомм таций в силовой (якорной) цепи машины, что гакже повышает надежность привода. Формула изобретения 744881 Составитель А. Голоьченко Редактор Е, Дорошенко Техред Я. Бирчак Корректор Заказ 3830/21 Тираж 783 Подписное UHHHHH 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
