Электропривод постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения
ОП ИСАКИИ
ИЗОБЕЕтЕНИя и1 964935
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 03. 03.81 (2I) 2965962/24-07 (Sl )M. Кл.
Н 02 P 5/06 с присоединением заявки М. ФвулаРстхеахы6 кеивтвт
CCCP ав аиам взабуетеввй в втхрытвв (23) П риоритет(53) УДК 621. 316. . 718. 1 088. 8) ОпУбликовано 07. 1О. 82 ° Бюллетень _#_a 37
Дата опубликования описания 07. 10.82
А. А. Барьюдин, А. Г, Гусейнов, А, и А . В. Чердаков
{72) Авторы изобретения енов
Азербайджанский институт нежити и х (7I) Заявитель ва (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С РЕВЕРСИВНЫМ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ В ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике, а- именно к автоматизиро" ванному реверсивному электроприводу постоянного тока, работающему в режиме частых пусков и торможе5 ний.
Известен электропривод постоян- . ного тока, построенный по принципу подчиненного регулирования, содержащий контуры тока якоря, ско- Io рости и тока возбуждения (1).
Однако в этом электроприводе ис-. пользуется большое количество анало" говых блоков типа множительно- делительных устройств, что значительно т5 усложняет его, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения, содержащий последовательно соединенные электродвигатель noc- тоянного.тока с независимой обмоткой возбуждения, тиристорный преобразователь, регулятор тока, первый узел сравнения, блок выделения модуля, управляемый ключ, регулятор скорости
У второй узел сравнения, задатчик интенсивности, второй вход. второго узла сравнения соединен с тахогенератором, второй вход первого узла сравнения соединен с датчиком тока якоря электродвигателя, выход регулятора скорости соединен с блоком выделения знака и с последовательно соединенными третьим узлом сравнения, регулятором тока возбуждения, тиристорным преобразователем тоКа возбуждения и с обмоткой возбуждения, второй вход третьего узла сравнения соединен с датчиком тока возбуждения и с вторым блоком выделения знака, выход которого соединен с первым входом блока логйки, второй вход которого соединен с выходом первого блока выделения знака, а вы964935 ход блока соединен с управляющим входом управляемого ключа 1.2 ).
Однако снижение бросков тока якоря достигается за счет введения дополнительных контуров регулирования, что усложняет электропривод, Цель изобретения - упрощение устройства и улучшение качества регулирования электропривода.
Поставленная цель достигается тем 19 что в него введены блок смещения и дополнительный управляемый ключ с выдержкой времени на возврат, причем выход блока смещения соединен через дополнительный управляемый ключ с 1S третьим входом первого узла сравнения, а управляющий вход дополнительного управляемого ключа соединен с вторым выходом блока логики.
29
На чертеже приведена блок-схема эпектропривода постоянного тока с ре:, версивным преобразователем в. цепи возбуждения.
Электропривод содержит последо.вательно соединенные электродвигатель 1 постоянного тока с обмоткой
2 независимого возбуждения, тиристорный преобразователь 3, регулятор
4 тока., узел g сравнения, блок 6 выделения модуля, управляемый ключ
7, регулятор 8 скорости, узел 9 срав" нения, задатчик 10 интенсивности, второй вход узла 9 соединен с тахо-. генератором 11, второй вход узла соединен с датчиком 12 тока якоря электродвигателя 1, выход регулятора 8 соединен с блоком 13 выделения знака и с последовательно соединенными узлом 14 сравнения, регулятором 1 тока возбуждения, тирис49 торным преобразователем 16 тока возбуждения и с обмоткой 2, второй вход узла 14 соединен с датчиком 17 тока возбуждения и с блоком 18 выделения знака, выход которого соединен с первым входом блока 19 логики, второй вход которого соединен с выходом блока 13, а выход блока 19 соединен с управляющим входом управляемого ключа 7. Блок 26 смещения соединен через дополнительный уп равляемый ключ 21 с выдержкой времени на возврат с третьим входом узла
5, а управляющий вход дополнительно. го управляемого к;гюча 21 соединен со вторым выходом блока I9, Устройство работает следующим образом.
Анализ работы электропривода с реверсом поля электродвигателя в установившемся режиме показывает, что нахождение электроприводов в двигательном,(1 и III квадранта механической характеристики) ипи тормозном (II и I V квадранты)режимах полностью определяется соотношением знака сигнала на выходе регулятора 8 скорости (О ) и знака тока возбуждения двигателя (I@).
8 табл.1 приведены соотношения знаков параметров электропривода в установившемся режиме работы для раз личных квадрантов.
Из анализа этой таблицы следует, что для построения блока 19 и управления электроприводом необходимо использовать сигналы 0р и I с учетом соотношения их знаков (sign Upc
sign I ),определяемых с помощью блоков 13 и 18 выделения знака.
Математическое описание и синтез схемы блока 19 могут быть осуществлены на основании табл.2 состояний, в . которой приведены входные, промежу:точные и выходные сигналы для характерных режимов работы. В табл. 2 боль. шими буквами (И с, I@) обозначены аналоговые значения входных сигналов
Малыми буквами 1(„ — Х4 обозначены соответствующие им промежуточные зна. чения сигналов "нуль" или "единица".
При появлении положительных значений U j8jpzfxtzs wbahjdst pzfxtzby обозначены цифровые значения выходных сигналов блока 19, управляющих соответствующими кпючами 7 и 21. Пользуясь известными правилами, на основании приведенной табл. состояний можно записать следующие. вы", ражения цпя выходных величин у,у y<= х„х х, х+ + х„х х х (1) х, х х х4+ хл х х х 4 (2) При этом "единичному" состоянию параметров у„, у .соответствует замкнутое состояние ключей 7 и 21, а"нулевому"состоянию у, у - разомкнутое положение соответствующих ключей. 64935 Знаки в квадрантах ). ) Сигналы Ill IV 5, 9 При работе в 1-ом квадранте меха-, нической характеристики в двигатель. ном режиме .ОР и I+ положительно. При этом ключ 7 замкнут, а ключ 21 разомкнут. Реверс направления вращения электродвигателя 1 осуществляется за счет изменения полярности задающего напряжения на входе регулятора 8. При этом практически мгновенно изменяется знак сигнала на выходе регулятора 8 скорости. Начиная с этого момента дается команда на реверс тока возбуждения. Одновременно блок 19 размыкает ключ 7 и замыкает ключ 21. Начинается бес.токовая пауза, во время которой задающее напряжение на входе регулятора 4 и напряжение обратной связи по току якоря становятся равными нулю, а регулятор 4 начинает интегрировать отрицательное напряжение, подаваемое от блока 20 смещения. В результате этого управляющее напряжение на входе тиристорного преобразователя 3 смещается в инверторную область, подготавливая его к работе в инверторном режиме, По окончании бестоковой паузы ток возбуждения и поток электродвигателя 1 изменяют свой знак, блок 19 замы кает ключ 7 и дает команду на размыкание второго ключа 21, который,размыкается с некоторой выдержкой вре-, мени. На задающий вход регулятора 4 скачком подается выходное напряжение регулятора 8. В связи с тем, что управляющее напряжение находится в об. ласти, соответствующей глубокому ин. верторному режиму тиристорного пре-. образователя, ток якоря электродвигателя 1 нарастает плавно. В дальнейшем работа электропривь да во втором квадранте механической характеристики с рекуперацией энергии в сеть определяется суммарным действием сигналов Отси обратной свя" зи по току якоря. По мере снижения Сигнал задания скорости U>с Сигнал обратной связи по скорости U :скорости электродвигателя 1 осуществляется плавный переход к двигатель. ному режиму в третьем квадрантемеханической характеристики. S При подтормаживании или торможении до нуля процессы проходят аналогично за исключением того, что при торможении до нуля электропривод ос танавливается, а при подтормаживании происходит плавный переход из второго в первый квадрант механической характеристики. Работу электропривода в III u IV квадрантах проанализируем применительно к механизму с активным или потенциальным моментом, как это име ет место в приводе буровой лебедки. При спуске груза привод разгоня-ется в III-м квадранте механической 2в характеристики, U < и 1 отрицательны. Электродвигатель 1 под дей" ствием активного момента сопротивления разгоняется до скорости, превышающей скорость, заданную величи" ной U> . После этого изменяется U и дается команда на реверс 1в. Прйвод продолжает разгоняться. Одновре менно блок 19 размыкает ключ 7 и за-, мыкает ключ 21. Начинается бестоков я 30 пауза, во время которой обратная связь по току якоря разомкнута, ток возбуждения, а,следовательно, и ЭДС снижаются до нуля и изменяют свой знак на противоположный. Управляющее напряжения смещается в инверторную зону. Применение блока смещения и дополнительного управляемого ключа с выдержкой времени на возврат, управляемого от блока логики, обеспечивает плавное изменение управляющего сигнала на входе тиристорного пробразователя, а следовательно, и сн " жение бросков тока. якоря. Уменьшени :бросков тока якоря, в свою очередь,, повышает надежность работы электропривода, его долговечность и экономическую эффективность использования. Таблица 1 964935 Продолжение табл. 1 е а«е»» «» Знаки в квадрантах Сигналы 1 II I I I lV Сигнал на выходе регулятора скорости 0 Скорость двигателя и Ток возбуждения 18 Таблица 3 е ве»« « ° Эыкодиые цнФроеые сигналы ее»в»»»в»»»ве Т Т е»«ев» «««ее»еееее««« Каадраиты йринечанме «» еее е «»»еев»»»»»ве»еее» »o«еее йуск "Вперед" 0 О 0 а 0 0 Е 0 0 Искодиое состоянме, 0 йодача команды на пуск нбперед" Начало разгона 4 4 ц + + Разгон и работа ма уст.скорости йодторнаииванне 0- 0 О при араценни "Вперед" 5.+ + е 01 1001 О 1 0 1 I 1 0 0 1 Э + Враценне эперед на лонныеннод скорости Торможение до остановки при ераценнн нВперед" 0 1 0 1 . О 1 Исходное состояние Я + + ! О + 6 1 1 .О 0 О I 0 1 О 6 0 О Реверс нз "Вперед" - "Назад" Исходное состояние 13 4 4 Торможение (эыбег J О 1 1 6 0 1 О 1 6 ! О Рекуперация О 1 О . 1 О l l l Враценне "Назад" йуск "Назад" прн актнанои И фкодкые анало геене смгналы е»о»»«««а««»« »»»ее« ее»«а««»« ««ее«ее»ее»ее«»ее« йроиеауточные циВроаые сигналы «ве «е» е е«»«аe К Х0 ХВ Х0 0 г 0 1 6 .! 0 Исходное состояние Торнояенив<эыбег) Рекуперацня Торнояенне (еыбег J Рекулерация Остановка 964935 П1кщолхенне табл, 2 В ходные еналоговые снгналм Промекут " ыв мне" ровне снгналы Выходные цнороеые снгналы Квадранты При нечанне Х, Х. Х Хд.и о о 1S - О o e а о а о o o Нсхадное состокнне О 1 9 O О 1 О Подана команды на луск Разгон снловой слуск) 19 20 + Разгон мод собственным O 1 а 1 Е 21 + + Рекулерацмл м слуск на устовееейса скорости. »Ф» »»»»Ю »»»» Формула изобретения Электропривод постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения, содержащий последовательно соединенные электродвигатель 2 постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, тиристорный пре" образователь, регулятор тока, первый узел сравнения, блок выделения модуля, управляемый ключ, регулятор скорости, второй узел сравнения, задатчик интенсивности, второй вход второго узла сравнения соединен с тахогенератором, второй вход первого узла сравнения соединен с датчиком тока якоря электродвигателя, выход регулятора скорости соединен с блоком выделения знака и с последова" тельно соединенными третьим узлом сравнения, регулятором тока возбуждено ния, тиристорным преобразователем. в цепи обмотки возбуждения, второй вход третьего узла сравнения соединен с датчиком тока возбуждения и с вторым блоком выделения знака, вы- . ход которого соединен с первым вхоI дом блока логики, второй вход которого соединен с выходом первого блока выделения знака, а выход блока логики соединен с управляющим входом управляемого .ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства и улучшения качества регулирования, в него введены блок смещения и дополнительный управляемый ключ с выдержкой времени на возврат, причем выход блока смещения соединен через дополнительный управляемый ключ с третьим входом пер- вого узла сравнения, а управляющий вход дополнительного управляемого ключа соединен с вторым выходом бло-. ка логики. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Электротехническая промышленность, серия "Электропривод", вып. 1(10 ), 1972, с. 3-6. 2. Электротехническая промыш.ленность серия "Электропривод", вып. 4(57), 1977; с. 10-12. Составитель 6. Воробьев Редактор И. Касарда Техред А.Бабинец Корректор Н. Король Заказ 7685/44 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
