Реверсивный электропривод постоянного тока

 

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио 260575 (2 f ) 2137801/24-07 () +

Н 02 P 5/16 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 300780. Бюллетень №28

Дата опубликования описанию 300780 (53) УДК621. 313..2(088.8) (72) Авторы изобретения

М. Е. Гольц, Б. П. Шевченко, Б. В. Гулыманов и Г. A. Макаров (71) Заявитель украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматического регулирования, в частности, в электроприводах металлорежущих станков.

Известен реверсивный электропривод постоянного тока с тиристорным широтно-импульсным преобразователем, содержащий усилитель с выводом средней точки, формирователь управляющих импульсов, широтно-импульсные модуляторы, два источника питания с общей точкой, электродвигатель и тахогенератор f 1) .

Однако такой электропривод не обеспечивает торможения вращающегося двигателя при отключении напряжения питания в момент исчезновения напряжения сети. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному широтно-им- 25 пульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахогенератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведен-З0 ной средней точкой, связанной с общей точкбй двух источников, первый нз которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтно-импульсного модулятора и формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутируемыми тиристорами широтно-импульсного модулятора, другой вход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последовательно соединенные селектор импульсов и дифференцирукший блок связан с выходом второго источника (2)

Однако известный электропривод обладает низкой надежностью в режиме торможения вращаяцегося двигателя при отключении напряжения сети. Этот недостаток обусловлен тем, что цепь динамического торможения двигателя образуется через мостовые тиристоры преобразователя, которые включаются из-за того, что при выключении напряжения сети поступает сигнал включения на пороговые устройства широтно-импульсного модулятора. Если выключение сети происходит в момент токоограниче-, ния, когда пороговые устройства заперты сигналом с устройства токоограничения, широтно-импульсный модулятор

752714 не выдает импульсы на включение мостовых тиристоров, и режим торможения двигателя не состоится. Поскольку мостовые тиристоры коммутируются устройством искусственной коммутации, среднее значение якорного тока, а следовательно, и эффективность торможения невелики. В электроприводах, в которых имеется устройство блокировки, препятствующее возникновению режима вертикального включения мостовых тиристоров, режим торможения.вращающегося двигателя при выключении напряжения сети вообще не обеспечивается.

Цель изобретения — повышение надежности в режиме торможения двигателя при выключении источников питания.

Поставленная цель достигается тем, что в известный электропривод, содер-. жащий электродвигатель, подключенный 2á к тиристорному широтно-импульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахогенератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведенной средней точкой, связанной с общей точкой двух источников, первый из которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтно-импульсного модулятора и формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутируемыми тиристорами широтно-импульсного преобразователя, другие входы которых соединены с двумя выходами широтноимпульсного модулятора, другой вход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последовательно соединенные селектор импульсов и дифференцирующий блок связан с выходом второго источника, введены после- 4О цовательно соединенные и подключенные ко входу формирователя импульсов управления коммутирующими тиристорами широтно-импульсного преобразователя генератор импульсов и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу второго источника питания.

На фиг.l представлена блок-схема реверсивного электропривода постоян-ного тока; на фиг.2 — схема тиристорного широтно-импульсного преобразователя.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1 с тахогенератором 2, тиристорный широтно-импульсный преобразователь 3 с силовым источ55 ником 4, формирователь 5 импульсов управления коммутирующими тиристорами, и формирователь 6 импульсов управления коммутируемыми тиристорами, . широтно-импульсный модулятор 7, усили- Щ тель 8, генератор 9 импульсов, который через управляемый ключ 10 присоединен ко входу формирователя 5 импульсов управления коммутирующими тиристорами, источник 11 питанйя, который присоединен к управляющей цепи управляемого ключа 10 и через дифференцирующий блок 12 и селектор 13 импульсов одной полярности — ко входу широтно-импульсного модулятора 7, и источник 14 питания, который через кондея=.аторные фильтры 15 присоединен к блокам 5,6,7,8,9. устройство искусственной коммутации тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3 подключено к силовому источнику 4 питания с конденсаторным фильтром. Нагрузкой мостового тиристорного преобразователя является якорь двигателя 1.

Устройство искуственной коммутации содержит коммутирующие тиристоры 16 и 17, диоды 18 и 19, коммутирующие индуктивности 20 и 21, конденсатор 22 и зарядный дроссель 23. Диоды 24,25 26 и 27 образуют диодный мост, а коммутирующие тиристоры 28, 29, 30 и 31 — тиристорный мост.

Электропривод работает следующим образом.

При включении источников питания

4,11 и 14 на выходе дифференцирующего блока 12 появляется импульс, который через селектор 13 импульсов по полярности поступает на вход широтно-импульсного модулятора 7. Полярность этого импульса такова, что в этом случае на выходе широтно-импульсного модулятора и выходе формирователя б импульсов управления коммутируемыми тиристорами импульсы отсутствуют,выходное напряжение на выходе тиристорного преобразователя 3 равно нулю,и импульсного вращения двигателя 1 не

rrpоисходит.

Селектор 13 импульсов по полярности, представляющий собой ограничитель с нулевым уровнем ограничения (например диодный), выделяет импульсы толь-. ко одной полярности, и при импульсе, возникающем на выходе дифференцирующего блока 12 в момент выключения источников питания, импульс на выходе широтно-импульсного модулятора 7 отсутствует.

При выключении источников питания, которое может иметь место при выключении сети либо срабатывания автоматическîro выключателя защиты, отключающего источники питания 4,11 и 14, постоянные времени конденсаторных фильтров 15 выбирают такими, чтобы в течение одного или более периодов коммутации формирователи 5 и б управляющих импульсов, широтно-импульсный модулятор 7, усилитель 8 и генератор 9 импульсов функционировали нормально. Полярность источника 11 пита ния такова, что при наличии напряжения на его выходе управляемый ключ 10 находится в отключенном состоянии.

Так как на выходе источника 11 питания фильтр отсутствует, то при выклю,чении источников питания напряжение в

752714 управляющей цепи ключа 10 исчезает сразу же, что приводит к замыканию ключа 10. При этом импульсы с выхода. генератора 9 поступают через замкнутый ключ 10 на вход формирователя 5 импульсов управления коммутирующими тиристорами.

Период следования импульсов генератора 9 импульсов выбран меньшим интервала включенного состояния тиристоров устройства искусственной коммутации тиристорного преобразователя 3, равного полупериоду собственных колебаний его разрядных контуров

20 и 22 (21 и 22) „

Устройство искусственной коммутации не может работать при периоде следования управляющих импульсов меньшем, чем полупериод собственных колебаний его разрядных контуров, так как в этом случае в интервале включенного состояния тиристора устройства искусственной коммутации включается другой тиристор, т.е. воз— никает режим короткого замыкания силового источника 4 питания с конденсаторным фильтром. Если в момент вык- 25 лючения напряжения источников питания двигатель 1 с тахогенератором 2 находится в состоянии вращения, то образуется цепь якорного тока двигателя через диоды 24 и 25 (или 26 и 27) об- ЗО ратного моста, коммутирующие индуктивности 20 и 21 и включенные тиристоры 15 и 17. Под дейст вием электродвижущей силы вращающегося двигателя происходит его динамическое торможе- 35 ние. Если в момент выключения источников питания напряжение задания равняется нулю, т.е. двигатель не вращается, то аналогично предыдущему происходит разряд конденсаторного фильтра силового источника 4 питания, а поскольку тиристоры 28 и 29 моста не включаются, импульсного вращения двигателя не происходит.

В связи с тем, что цепь динамичес- 4 кого торможения двигателя образуется через тиристоры устройства искусственной коммутации, которые в данном случае не коммутируются,среднее значение якорного тока и эффективность торможения высоки. Торможение двигателя осуществляется при любом режиме работы электропривода, предшествующем моменту выключения напряжения сети, в том числе и в режиме токоограничения, При этом совершенно безразлично, имеет широтно-импульсный преобразователь устройство блокировки с элементами задержки или не имеет, так как в любом случае разряд конденсаторов фильтра силювого источника 4 питания осуществляют через тиристоры устройства искусственной коммутации, а не через тиристоры моста,одновременному включению которых устройство блокировки препятствует.

Торможение двигателя при выключении источников питания обеспечивается как в электроприводах с обычными двигателями, быстродействие которых невелико и устройство блокировки с элементами задержки может отсутствовать, так и в более широком классе быстродействующих электроприводов, в том числе с малоинерционными электродвигателями, в которых устройство блокировки с элементами задержки обязательно имеется. При этом устраняется импульсное вращение двигателя при включении источников питания.

Формула изобретения

Реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному широтно-импульсному преобразователю с силовым источником, имеющим конденсаторный фильтр, связанный с электродвигателем тахогенератор, выход которого соединен со входом усилителя с выведенной средней точкой, связанной с общей точкой двух источников, первый из которых через конденсаторный фильтр подключен ко входам широтноимпульсного модулятора и формирователей импульсов управления коммутирующими и коммутируемыми тиристорами широтно-импульсного преобразователя, другие входы которых соединены с двумя выходами широтно-импульсного модулятора, другой выход которого подключен к выходу упомянутого усилителя и через последовательно соединенные селек- . тор импульсов и дифференцирующий блок связан с выходом второго источника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в режиме торможения двигателя при выключении источников питания, в него введены последовательно соединенные и подключенные ко входу формирователя импульсов управления коммутирующими тиристорами широтно-импульсного преобразователя генератор импульсов и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу второго источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гольц М. K. и др. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. М., Энергия, 1972,с.58.

2. Авторское свидетельство СССР 9 616702, кл. Н 02 Р 5/16, 1974.