Электропривод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик iii957398 (6I } Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3229780/24-07 с нрксоединениеи заявки J4 (23) Приоритет (53)M. Кл.

Н 02 P 5/06

@еудеретееай квинтет ьВСР ю делам езебретеекй н открытей

Опубликовано 07.09.82- Бюллетень р5 33 (5З) ЙК 621.33..2(088.8) ll,àòà опубликовання описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

Вл. В. Анррущук и Вик. В. Андрущук (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт нм. М. И. Калинина (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах постоянного тока.

Известно устройство управленя двигателя постоянного тока (l)

В этой схеме коммутирующие трансформаторы включены последовательно с силовыми тиристорами между общими точками тиристоров и обратных диодов.

Коммутирующие трансформаторы работают поочередно и осуществляют переключение силовых тиристоров работающей диагонали. Схема обеспечивает форсированное торможение электродвигателя за счет того, что в момент реверса в непроводяший период образуется контур короткого замыкания для ЭДС двигателя составленный нижним или верхним проводящим тиристором и соответствующим обратным диодом. Этот контур действует до тех пор, пока двигатель не изменит знак ЭДС якоря двигателя. В проводящий период двигатель работает в режиме противовключения, когда источник питания действует согласно с ЭДС двигателя. В результате в якорной цепи об. разуются значительные тормозные токи, неуправляемые со стороны тиристорного

5 ключа и вызывающие существенную перегрузку двигателя. Энергия, вырабатывае мая двигателем в период торможения, расходуется только на нагрев якорной обмотки, передача энергии торможения в питающую сеть исключена. Двигатель имеет геудовлетворительные характеристики в тормозном режиме. КПД такой схемы низкий за счет увеличения тепловых потерь в якорной обмотке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка ко2о торого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, два коммутирующих трансформатора, первичные обмотки которых подключ ны к выходам блока искусственной коммутации, 3 9573 одни выводы вторичных обмоток подключены к диагонали управляемого моста, а вторые — к обкладкам конденсатора, подключенного к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подключен к одной 5 вторичной обмотке сетевого трансформатора, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора, ведомого сетью, подключенного силовым входом в диагонали полууправляемого моста, за- 30 дающий блок, выход которого подключен к управляющим входам инвертора, ведомого сетью, и моделятора длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров управляемого моста $2) Основной недостаток известного устройства состоит в том, что схема осуществляет передачу энергии в сеть при работе машины в двигательном режиме на интервале закрытия силовых тиристоров.

Это обусловлено тем, что в цепь обратных диодов и тиристоров включен инвертор, ведомый сетью, который функционирует независимо от режима работы машины, передача энергии, накопленной индуктивностью якорной обмотки машины в сеть, приводит к увеличению пульсаций тока в нагрузке, снижению КПД двигате-

36 ля и преобразователя, так как всякое преобразование энергии связано с ее потерями.

Пель изобретения — увеличение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный З тиристор, датчик скорости электродвигателя и логический блок, управлякяпие входы которого соединены с выходами задающего блока и датчика скорости, а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров полууправляемого моста. и дополнительного тиристора, шунтируюшего силовой вход инвертора, ведомого сетью.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит электродвигатель

1, якорная обмотка которого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, собранных соответственно на тиристорах 2-5, тиристорах

6 и 7 и диодах 8 и 9, два коммутируютцих трансформатора 10 и 11, первичные обмотки которых подключены к выходам блока 12 иску"ственной коммута- И ции, одни выводы вторичных обмоток. подключены к диагонали управляемого моста, а вторые - к обкладкам конденса98 ф тора 13, подключенного к выходу выпрямителя 14, вход выпрямителя подключен к одной вторичной обмотке сетевого трансформатора 15, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора 16, ведомого сетью, подключенного силовым входом к диагонали полууправляемого моста, задающий блок

17, выход которого подключен к управляющим входам инвертора 16, ведомого сетью, и модулятора 18 длительности, 4 выходы которого соединены с управляюшими электродами тиристоров "-5 управляемого моста, дополнительный тиристор 19, датчик 20 скорости электродвигателя и логический блок 21, управляющие входы которого соединены. с выходами задающего блока 17 и датчика

20 скорости, а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров 6 и 7 полууправляемого моста и дополнительного тиристора 19, шунтируюшего силовой вход инвертора 16, ведомого сетью.

Устройство работает следующим образом.

Включение схемы осуществляется подачей импульсов на управляющие входы тиристоров мостов.

При включении тиристоров 5 и 3 моста и тиристоров 6 и 19 на управляющий вход тиристоров 6 и 19 подается постоянный отпирающий сигнал с логического блока 21. Якорь двигателя 1 будет подключен sa выпрямитель 14, и через двигатель потечет ток. На интервалах отключения тиристоров 5 и 3 под действием запирающих импульсов коммутирующих трансформаторов 10 и 11 ток якоря двигателя l будет замыкаться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9 за счет ЭДС самоиндукции якорной обмотки. Вход инвертора 16 шунтирован открытым тиристором 19, и передачи энергии через инвертор в питающую сеть нет. В установившемся режиме работы двигатель 1 будет вращаться со скоростью, определяемой относительной продолжительностью включения силовых тиристоров 5 и 2, задаваемой блоком 1 R.

Одновременно задающий блок 17 устанавливает через управляющий вход инвертора 16 величину ЭДС, примерно равную ЭДС якоря двигателя. Логический блок 21 по сигналу задающего блока 17 формирует отпирающий сигнал на базу тиристоров 6 и 19.

5 957398

Таким образом, работа машины в двигательном режиме не сопровождается передачей энергии в сеть, а ток двигателя на интервалах отключения тиристоров 5 и 3 замыкается через тиристоры З

6 и 19 и диод 9. Уменьшение тока в якорной цепи на этих интервалах обусловлено только потерями энергии на активных сопротивлениях. Следовательно, пульсации тока в двигателе будут минималь- 10 ные.

При реверсе машины отключатся импульсы с управляющих электродов тиристоров 5 и 3, и с задержкой на один период коммутации прекращается подача постоянных отпираюших сигналов íà входы тиристоров 6 и 19 с выхода логического блока 21. Тиристоры 5 и 3 закрываются, и ток якоря двигателя 1 под действием ЭДС самоиндукции будет замыкаться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9. Это состояние схемы сохраняется до тех пор, пока ток якоря двига- теля не уменьшится до нуля и тиристоры

6 и 19 не закроются. 2$

Затем с выхода модулятора 18 длительности начнут подаваться импульсы на управляющие входы тиристоров 2 и 4.

Логический блок 21 в связи с изменением по знаку задающего сигнала и пере-39 ключением на вторую диагональ якоря будет немедленно подаваться отпирающий сигнал на управляющий электрод тиристора 7. Сигнал на управляющий электрод тиристора 7 будет задержан, так как датчик 20 скорости своим сигналом по-казывает, что скорость не изменилась, т.е. двигатель 1 находится в режиме противовключения.

Временная пауза между отключением первой диагонали и включением второй диагонали нужна для спадания тока до нуля и закрытия тиристоров 6 и 19, которые не имеют своих коммутируккцих трансформаторов. В противном случае при открытии тиристоров 2 и 4 второй диагонали источник питания через тиристоры 6 и 19 и диод 9 будет закорочен.

При включении тиристоров 2 и 4 второй диагонали ток якоря двигателя 1 под действием источника питания и ЭДС двигателя 1, которые теперь действукхг согласно, резко увеличится. Причем на интервалах отключения тиристоров 2 и

4 ток под действием ЭДС самоиндукции якорной обмотки потечет через диод 8 и тиристор 7 HB вход инвертора 16 напряжения, который начнет передавать энергию торможения в питающую сеть.

При этом ток будет уменьшаться. Повторные включения силовых тиристоров

2 и 4 будут приводить к закрытию тиристора 7 встречным напряжением источника питания и отключению инвертора

16, Ток якоря в этом случае вновь будет расти. Этот процесс включения двигателя 1 на источник питания и отклю— чения его с замыканием тока якоря на инвертор 16 будет сохраняться до тех пор, пока будет продолжаться режим противовключения, т.е. пока датчик

20 скорости не изменит знак своего сигнала. Как, только закончится реверс, и сигнал датчика 20 скорости изменит свой знак, логический блок 21 сформирует отпирающий сигнал не управляющий электрод тиристора 19, который откроется и зашунтирует вход инвертора 16, ведомого сетью. Передача энергии в сеть переменного тока прекратится. Двигатель разгоняется в обратном направлении, потребляя энергию от источника питания. Режим торможения противовключением прекращается, и наступает двигàтельный режим, который был описан выше.

Таким образом, устройство осуществляет эффективное торможение двигателя с одновременной передачей энергии торможения в сеть переменного тока только на участке уменьшения скорости до нуля, т.е. пока машина работа в режиме противовключения. При переходе машины в двигательный рожим передача энергии прекращается, и вся энергия источника питания идет на разгон машины и на работу против сил сопротивления. Это приводит к существенному увеличению Kilo электропривода и уменьшению уровня пульсаций тока в нагрузке.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, два коммутирукяцих трансформатора, первичный обмотки которых подключены к выходам блока искусственной коммутации, одни выводы вторичных обмоток подключены к диагонали управляемого моста, а вторые — к обкладкам конденсатора, подключенного к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подключен к одной

7 9 вторичной обмотке сетевого трансформа« тора, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора, ведомого сетью, подключенного силовым входом к диагонали полууправляемого моста, задающий блок, выход которого подключен к управляющим входам инвертора, ведомого сетью, и модулятора длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров управляемого моста, о т л и ч а ю ш и и с я тем, . что, с целью повышения КПД, в него введены исполнительный тиристор, датчики скорости электродвигателя и логический блок, управляющие входы кото- рого соединены с выходами задающего блока и датчика скорости, а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров полууправляемого моста и дополнительного тиристора, шун ирующего силовой вход инвертора, ведомого сетью.

Источники информации, >О принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 221118, кл. Н 02 P 5/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2782388, кл. Н.02 Р 5/06, И 1979.

ВНИИПИ Заказ 6620/47

Тираж 721 Подписное

Фипиап ППП Патент", г Ужгород ул.Проектная 4