Электропривод постоянного тока

Союз Соеетсиик

Социалистические

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« (61) Дополнительное к авт. саид-ву3 (22)Закалено 18.03.81 (21) 3261736/24-07 (51)M. К,д. с присоединением заявки М—

Н 02 Р g/1á

Гееударстееиаьй кое1ктет

СССР (23) Приоритет— )публиковано 07. 09, 82. Б1оллетень .% 33 (53) УДК 621 . 31 3. .2(088.8) ае делеи кэе6ретеикк и отерытий

Лата опубликования описания 09. 09. 82 (72) Авторы

-4:0, ...

4 «",. «,1 м:

/ (54) ЭЛККтРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО TOKA

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости в электроприводах постоянного тока.

В известных схемах регулирование напряжения осуществляется за счет изменения продолжительности включения нагрузки на источник питания, Высокая частота коммутации при наличии индуктивности позволяет получить режим непрерывных токов в нагрузке.

Наибольшее распространение в элек. троприводах получили нереверсивные схемы ключей с одним силовым тиристором и обратным диодом и реверсивные схемы ключей с четырьмя силовыми тиристорами и четырьмя обратными диодами )1j.

Основной недостаток нереверсивных тиристорных схем состоит в том, что в силу односторонней проводимости элементов схемы тормозной режим двигателя в этих устройствах получить невозможно. После отключения электродвигателя от источника питания и уменьшения тока якоря до нуля электродвигатель тормозится путем выбега за счет сил сопротивления или его переводят в неуправляемый режим динамического торможения замыканием якорной обмотки на резистор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

10 электропривод постоянного тока, со .держащий электродвигатель, в якорную обмотку которого включен датчик тока, два тиристора, параллельно каждому из которых включен обратный

15 диод, причем один из тиристоров подключен параллельно якорной обмотке электродвигателя, а другой соединен с ней последовательно, два транс20 форматора, первичные обмотки которых подключены к блоку искусственной коммутации, а вторичные включены последовательно с тиристорами, управляющие электроды тиристоров че957402 4 рез управляемые ключи соединены со входами модулятора импульсов, другие входы которого соединены соответственно с блоком искусственной коммутации и с блоком задания j2).

Недостаток такого электропривода заключается в том, что при нулевом токе в якорной цепи, что имеет место, например, в момент пуска или при смене режимов работы, сигнал дат- 16 чика равен также нулю и импульсы управления подаются одновременно на базы обоих силовых транзисторов. Возникает противофазная коммутация силовых транзисторов, которая неизбежно 1$ приводит к срыву коммутации ключей, если в роли последних используются тиристоры. В тиристорных схемах противофазная коммутация не допускается из-за больших времен отключения 26 тиристоров и возможных при этом коротких замыканий источника питания.

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения срыва ком. мутации тиристоров и связанного с ним короткого замыкания источника питания в момент пуска машины и при смене режимов работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известнЫй электропривод дополнительно введены датчик скорости, связанный с электродвигателем, компаратор, пороговый блок, цепь смещения, два инвертора, две схемы И, выходы которых подключены соответст35 венно к управляемым ключам тиристоров, первый вход первой схемы И через инвертор соединен с выходом порогового блока, который через цепь смещения подключен к первому входу второй схемы И, второй вход .иервай схемы И связан с выходом компаратора и через второй инвертор со вторим входом второй схемы И, входы порогового блока подключены к датчи43 ку тока, а входы компаратора - соот" ветственно к датчику скорости и к блоку задания.

На чертеже представлена схема

59 предлагаемого электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, в якорную обмотку кото рога включен датчик 2 тока, тиристоры 3 и 4, параллельно каждому из ко- зз тарих включены соответственно обратные диады 5 и 6, причем тиристор

3 нкпо«ен параллельно якорной обмот-. ке электродвигателя 1, а тиристор 4 соединен с ней последовательно у трансформаторы 7 и 8, первичные обмотки которых подключены к блоку

9 искусственной коммутации, а вторичные включены последовательно с тиристорами 3 и 4, управляющие электрода тиристоров 3 и 4 через управляемые ключи 10 и 11 соединены со входами модулятора 12 импульсов, другие входы которых соединены соответственно с блоком 9 искусственной коммутации и с блоком 13 задания, датчик 14 скорости, связанный с электродвигателем, схемы И 15 и 16, выходы которых подключены соответственно к управляемым ключам 10 и 11 тиристоров 3 и 4, первый вход схемы И 16 через инвертор 17 соединен с выходом порогового блока 18, который через цепь смещения, содержащую резисторы

19 и 20, подключен к первому входу схемы И 15, второй вход схемы И 16 соединен с выходом компаратора 21 и через инвертор 22 со вторым входом схемы И 15, входы порогового блока

18 подключены к датчику 2 тока, а входы компаратора 21 - соответственно к датчику 14 скорости и к блоку 13 задания.

Злектропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристоры 3 и 4 закрыты. Ток в якорной цепи равен нулю. Сигналы с датчиков 2 и 14 тока якоря и скорости электродвигателя равны нулю. При этом ключи 10 и

11 закрыты и импульсы с первого и второго выходов модулятора 12 длительности на тиристоры 3 и 4 не поступают. С третьего выхода модулятора

12 длительности импульсы подаются на вход блока 9 искусственной коммутации, который вырабатывает гасящие импульсы, поступающие на первичные обмотки трансформаторов 7 и 8 . и исключающие возможность случайного открывания тиристоров. С появлением управляющего сигнала на выходе блока 13 задания увеличивается длительнос гь выходных импульсов модулятора 12, а на выходе компаратора

21 формируется положительный потенциал, соответствующий логической "1", На.выходе инвертора 22 появляется логический "0", который поступает на первый вход схемы И 15. На выходе схеми И 15 формируется логический

"0" независимо от сигнала на втором

5 9574 ее входе. Этот сигнал поступает на ключ 1О, запрещающий прохождение импульсов модулятора 12 длительности на тиристор 3. Логическая "1" с выхода компаратора 21 поступает s на первый вход схемы И 16, разрешая прохождение сигнала второго входа схемы к управляемому ключу 11. На втором входе схемы И 16 s рассматриваемом исходном состоянии формирует- 1© ся логическая "1". Поэтому на выходе ячейки И l6 появится сигнал,- под действием которого ключ Il откроется и пропустит импульсы с выхода, модулятора 12 длительности на тиристор 4. И

Последний будет периодически включаться импульсами модулятора 12 длительности и отключаться импульсами блока 9 искусственной коммутации чег . рез коммутирующий трансформатор 8. 29

При этом к якорю электродвигателя 1 прикладывается среднее напряжение, величина которого пропорциональна продолжительности включения тиристора 4. Через якорь потечет ток, и на Зф выходе датчика 2 тока появится сигнал положительной полярности. Пороговый блок 18 срабатывает и формирует сигнал отрицательной полярности, который создает на втором входе схемы И 15 логический "0", запрещающий открывание ключа 10. На выходе инвертора

17 изменений не произойдет, так как отрицательное напряжение noporosoro блока 18 воспринимается им как логический "0". Поэтому схема И 16 Gyдет удерживать ключ 11 в открытом состоянии. В таком положении схема

Ф будет находитьая до тех пор, пока сигнал с датчика 14 скорости не превысит по величине сигнал задания с выхода блока 13. В этом случае на выходе компаратора 21 формируется логический "0", который поступает на первый вход схемы И 16 и на инвертор

22. На выходе схемы И 16 также образу ется логический "0", который закроет ключ 11, прекращая подачу импульсов управления на тиристор 4. Поэтому очередным запирающим импульсом из бло ка 9 коммутации закроется тиристор 4.

Ток якоря электродвигателя замыкается через диод 5. При снижении тока якоря до нуля на второй вход схемы И 15 поступает логическая "1" от резисторов

19 и 20, а на первый вход этои схемы, 55 логическая "1" с выхода инвертора 22.

Это приводит к формированию на выходе схемы И 15 логической "1", которая

02 б откроет ключ 10, разрешая коммутацию тиристора 3. Электродвигатель переходит в тормозной режим, при котором ток якоря замыкается через тиристор 3, когда он открыт, или через диод 6, когда тиристор закрыт. Скорость двигателя уменьшается и, когда ЭДС электродвигателя достигает уровня сигнала задания U, на выходе компаратора 21 формируется логическая "1", которая через инвертор 22 в виде логического "0" поступает на первый вход схемы И 15.

Схема И 15 образует на своем выхо;< де логический "0", который закроет ключ 10. При этом прекратится подача управляющих импульсов на тиристор

3 который закроется очередным за-пирающим импульсом с трансформатора

7. При снижении тока якоря до нуля пороговый блок 18 через инвертор 17 сформирует на выходе схемы И 16 логи-. ческую н1", которая откроет ключ ll, и электродвигатель вновь будет подключен к источнику питания.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспечивается коммутация только одного тиристора в любом из рассмотренных режимов работы двигателя. В двигательном режиме коммутируется тиристор, включенный последовательно с якорем машины, в тормозном - тиристор, шунтирующий якорь машины, исключается возможность срыва коммутации тиристоров и короткого замыкания схемы в момент пуска машины и при сиене режимов, когда ток в якорной цепи равен нулю, что существенно улучшает регулировочные характеристики машин постоянного тока, повышает быстродействие, точность управления и надежность электропривода.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, в якорную обмотку которого включен датчик тока, два тиристора, параллельно каждому из которых включен обратный диод, причем один из тиристоров подключен параллельно якорной обмотке электродвигателя, а другой соединен с ней последовательно, два трансформатора, первичные обмотки которых подключены к бло. ку искусственной коммутации, а вторичные включены последовательно с

957402

Составитель И. Кряхтунова

Редактор Н. безродная Техред Т.Иаточка Корректор A. Дзятко одписное

Ъ Й Е Й7 I Тираж 721 П

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва I-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, тиристорами, управляющие электроды тиристоров через управляемые ключи соединены со входами модулятора импульсов, другие входы которого соединены соответственно с блоком искусственной коммутации и с блоком задания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены датчик скорости, связанный с электродвигателем, компаратор, пороговый блок, цепь смещения, два инвертора, две схемы И, выходы которых подключены соответственно к управляемым ключам тиристоров, первый вход первой схемы И через инвертор соединен с выходом порогового блока,. который через цепь смещения подключен к первому входу второй схемы И, второй вход первой схемы И соединен с выходом компаратора и через второй инвертор — с вторым входом второй схемы И, входы порогового блока подключены к датчику тока, а входы компаратора — соответственно к датчику скорости и к блоку задания.

3Î

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ривнин Г.А. Преобразовательные устройства. "Энергия", 1970, с. 290283.

2. Авторское свидетельство СССР

M 750737, кл. H 02 P 7/28, 1977.