Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик ю720650 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.03.78 (21) 2584230/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Н 02 P 5/16

Гесударстввииый кокитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.313. .2-58 (088.8) Опубликовано "05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (72) Авторы изобретения

А Н. Пискарев, Б. Ф. Дмитриев и А. М. Коровкин (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления электродвигателем постоянного тока.

Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока, вентильная группа моста преобразователя в котором выполнена на симисторах (1).

Известное устройство отличается значительной сложностью и требует проведения дополнительных переключений в схеме с учетом направления тока двигателя.

Известно также устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее источник трехфазного напряжения с нулевым выводом, к выходу которого подключен реверсивный мостовой преобразователь на полностью управляемых вентилях и блок переворота фаз, выходы которого подключены к соответствующим группам вентилей мостового преобразователя через усилители — формирователи, ко вторым входам которых подключены соответствующие выходы регулятора напряжения (2) .

Недостатком известного устройства являются большие потери мощности, вызванные пульсациями напряжения на нагрузке, равными выпрямленному линейному напряжению. Этот недостаток обусловлен тем, что принятые в нем связи между элементами схемы управления, мостового преобразова5 теля и источником трехфазного напряжения приводят к тому, что вентили преобразователя коммутируют только линейное выпрямленное напряжение, Целью изобретения является повышение его КПД путем уменьшения пульсаций напряжения на нагрузке.

Для этого в известное устройство введены два дополнительных полностью управляемых вентиля, включенных соответственно 5 в две цепи между нулевым выводом источника трехфазного напряжения и выходными зажимами реверсивного преобразователя и усилители — формирователи этих вентилей, каждый из которых включен между

2о соответствующим выходом блока переворота фаз и выходом регулятора напряжения.

На чертеже показано устройство управления электродвигателем.

720650 та реверсивного преобразователя 14 ссютветственно. Выходы усилителей — формирователей 5 и 2 подключены к управляющим входам дополнительных силовых вентилей

15 и 16, включенных в цепи между нулевым выводом источника 7 трехфазного напряжения и выходными зажимами 17 и 18 преобразователя 14, к которым подключена нагрузка. — электродвигатель 19. Вентили 8—

13 преобразователя 14 и вентили 15 и 16 выполнены на полностью управляемых элементах, например, транзисторах. Шина Вход

1 служит для изменения полярности выходного напряжения преобразователя 14, а шина Вход 2 — для управления величиной этого напряжения.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При сигналах любой полярности на шинах Вход 1 и Вход 2 вентиль 15 замкнут, когда вентили 8, 9 и 10 разомкнуты, и разомкнут, когда один из вентилей 8 — 9 и

10 замкнут. Вентиль 16 замкнут, когда разомкнуты вентили 11 — 13 и разомкнут, когда замкнут один из этих вентилей. Время замкнутого состояния вентилей 8 — 13 про порционально величине сигнала на шине

Вход 2. При этом переключение вентилей

15 — 16 осуществляется поочередно со сдви3S

40 гом по фазе на 60 град.эл., а вентилей 7 — 9 и 10 и 11 — 12 и 13 также поочередно со сдви-4$ гом на 120 град.эл. относительно друг друга в пределах группы. Вентили 8 — 9 и 10 верхней группы переключаются поочередно с вентилями 11 — 12 и 13 нижней группы со сдвигом по фазе на 60 град. эл. При этом в зависимости от величины сигнала на ши50 не вход 2 работа предлагаемого устройства осуществляется в двух областях регулирования выходного напряжения: в первый при относительном сигнале О < Upyz <0,5 и во второй — при относительном сигнале

0,5 < Usxll.

При сигнале положительной полярности на шине вход 1 в первой и второй об55

Устройство содержит блок 1 переворота фаз на 180 град.эл., мйогофазные усилителиформирователи 2 — 5, регулятор 6 напряжения, Входы блока 1 переворота фаз подключены к источнику 7 трехфазного напряжения, например, трехфазному трансформатору с нулевым выводом. К одному многофазному выходу блока 1 переворота фаз подключены входы усилителей — формирователей 2 и 3, а к другому — входы усилителей — формирователей 4 и 5. Другие входы

10 усилителей — формирователей 2 — 5 подклю чены к выходу регулятора 6 напряжения.

Выходы усилителей формирователей 4 и 3 подключены к управляющим вхбдам вен,....:..тилей 8 — 9 и 10 верхней (по схеме) группы и вентилей 11 — 12 и 13 нижней группы мос- 1$

4 ластях вентили 8 — 9 и 10 верхней группы управляются селективно при положительHbIx сигналах на выходе многофазного усилителя — формирователя 4 и положительных полуволнах фазного напряжения (А, В, С), а вентили 11 — 12 и 13 нижней группы также селективно при положительных сигналах на выходе многофазного усилителя— формирователя 3 и отрицательных полуволнах фазного напряжения (Х, Y, Z), В первой области регулирования под действием напряжения с выходов усилителей — формирователей 2 — 5 вентили 15 и

16 замкнуты, а вентили 8 — 13 разомкнуты, что соответствует нулевому напряжению на нагрузке 19. В следующем интервале напряжение с выхода усилителя — формирователя 4 замыкает вентиль 8, а напряжение с выхода усилителя — формирователя 5 размыкает вентиль 15. При этом к нагрузке прикладывается положительный импульс фазного напряжения А, под действием которого ток течет по цепи: А 8 — 17 — 19—

18 — 16 — О. Затем вентиль 15 замыкается, а вентиль 8 размыкается и напряжение к нагрузке 19 не прикладывается, На этом интервале ток нагрузки течет либо по цепи !

9 в 16 — 15 — 19 под действием энергии, накопленной в индуктивности якоря двигателя, либо по цепи 19 — 15 — 16 — 19 под действием ЭДС вращения якоря. В следующем интервале напряжение с выхода усилителя— формирователя 3 замыкает вентиль 13, а напряжение с выхода усилителя — формирователя 2 размыкает вентиль 16, При этом к нагрузке 19 прикладывается очередной импульс фазного напряжения, под действием которого ток течет по цепи 0 — 15 — 17—

19 — 18 — 13 — Z в нагрузку 19.

Далее работа устройства в первой области регулирования осуществляется аналогичным образом, .при этом в работе участвуют один из вентилей верхней и один из вентилей нижней группы моста, замыкаясь в следующей последовательности: 8 — 13—

9 — 11 — 10 — 12 — 8.

При работе устройства во второй области регулирования (0,5 < U ах <1) напряжение с выхода усилителя — формирователя 4 замыкает вентиль 8, а напряжение с выхода усилителя — формирователя 3 замыкает вентиль 12. На вентили 15 — 16 и 9 — 11 и

13 с выходов усилителей — формирователей

2 — 5 подаются управляющие сигналы, под действием которых они остаются разомкнутыми. При этом к нагрузке 19 прикладывается линейное напряжение, под действием которого ток течет по цепи: А — 8 — 17 — 19—

18 — 12 — В. В следующем интервале вентили 9 — 13 и 15 размыкаются и к нагрузке 19 при этом прикладывается фазное напряже720650

5 ние, под действием которого ток течет по цепи А — 8 — 17 — 19 — 18 — 16 — 0 в нагрузку 19. Далее замыкается вентиль 8 и вентиль 13, а вентиль 16 размыкается. На нагрузке 19 формируется положительный импульс линейного напряжения, под действием которого ток течет по цепи А — 8 — 17 — 19—

18 — 13 — С в нагрузку 19.

Далее при коммутации фазного напряжения вентили замыкаются в такой же последовательности, как и при работе в первой области, а при коммутации линейного напряжения — в последовательности 8, 12—

8, 13 — 9, 13 — 9, 11 — 10, 11 — 10, 12 — 8, 12. С изменением положительной полярности сигнала на шине вход 1 на отрицательную (реверс) срабатывает блок 1 переворота фаз на 180 град.эл., после чего импульсы напряжения на выходах усилителей — формирователей 2 и 5 формируются при отрицательных полуволнах фазного напряженияХ,Y,Z, а импульсы напряжения на выходах усилителей — формирователей 3 и 4 при положительных полуволнах фазного напряжения

А, В, С. При поступлении на шину вход 1 сигнала отрицательной полярности вентили

8 — 10 замыкаются в указанной последовательности при положительных сигналах на выходе усилителя — формирователя 4 и отрицательных полуволнах фазного напряжения Х1 Y Z, а вентили 11 — 13 — при положительных сигналах на выходе усилителя — формирователя 3 и положительных полуволнах фазного напряжения А, В, С на интервалах от 30 до 150 каждой фазы. Полярность напряжения на нагрузке 19 изменяется на противоположную — отрицательную.

В остальном работа устройства при реверсе осуществляется аналогично описанному выше случаю.

Таким образом, при работе предлагаемого устройства в первой области (00 1 „ <ОЯ в нагрузку 19 коммутируется фазное наь пряжение, а при работе во второй области (0,5

Формула изобретения

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее источник трехфазного напряжения с нулевым выводом, к выходу которого подключен реверсивный мостовой преобразователь на полностью управляемых вентилях и блок переворота фаз, выходы которого подключены к соответствующим группам вентилей

2 мостового преобразователя через усилители — формирователи, ко вторым входам которых подключены соответствующие выходы регулятора напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него

as введены два дополнительных полностью управляемых вентиля, включенных соответственно в две цепи между нулевым выводом источника трехфазного напряжения и выходными зажимами реверсивного преобра30 зователя, и усилители — формирователи этих вентилей, каждый из которых включен между соответствующим выходом блока переворота фаз и выходом регулятора напряжения.

Источники информации, 3s принятые во внимание при экспертизе

1. Симисторный реверсивный привод постоянного тока. Экспресс-информация АЭЭ, № 4 1974

2. Авторское свидетельство СССР

4 № 543116, кл. Н 02 P 5/16, 1977.

- 720650

Составитель И. Коротеева

Редактор Ю. Челвканов Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 10241/46 Тираж 783 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4