RU1791951C - Reversible electric drive - Google Patents

Abstract

Использование: может быть использовано в электроприводах лебедки и бурового станка. Сущность: введение резистора в  корную цепь электродвигател  с помощью системы управлени  контактором, позвол ет ограничить ток  кор  на допустимом уровне и повысить надежность электропривода . 1 ил..Usage: can be used in electric drives winch and drilling rig. SUBSTANCE: introduction of a resistor into the motor core circuit using a contactor control system allows limiting the core current to an acceptable level and increasing the reliability of the electric drive. 1 il ..

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  электроприводов посто нного тока установок, требующих регулировани  скорости и момента при ограниченном быстродействии и высокой эксплуатационной надежности, например дл  лебедки, и вращател  бурового станка.The invention relates to electrical engineering and is intended for direct current drives of installations requiring speed and torque control with limited speed and high operational reliability, for example for a winch and a drill rig rotator.

Известен реверсивный электропривод посто нного тока, содержащий индуктивно- емкостный преобразователь, реверсивный силовой выпр митель, блок регулировани  тока в обмотке возбуждени , первый и второй сумматоры, задатчики скорости и мо- мента, блок ввода-вывода, датчик направлени  вращени , логический распределитель и усилители-формирователи.Known reversible DC drive containing an inductive capacitive converter, a reversible power rectifier, a current control unit in the field winding, the first and second adders, speed and torque controllers, an input-output unit, a rotation direction sensor, a logic distributor and amplifiers -shapers.

Недостатком электропривода  вл етс  сложность силовой части реверсивного вы- пр мител .The disadvantage of the electric drive is the complexity of the power part of the reverse isolator.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  электропривод посто нного тока с нереверсивным источником тока в  корной цепи и реверсивным выпр мителем в цепи обмотки возбуждени . Реверсивный электропривод содержит также задатчики скорости и момента, блок ввода-вывода, датчик направлени  вращени , логический распределитель , усилители-формирователи и формирователь угла регулировани  тиристора- ми реверсивного выпр мител .Closest to the invention is a direct current electric drive with a non-reversible current source in the core circuit and a reversible rectifier in the field winding circuit. The reversible electric drive also contains speed and torque controllers, an input / output unit, a directional rotation sensor, a logic distributor, amplifiers-shapers, and an angle adjuster for thyristors of reversible rectifiers.

Недостаток электропривода - отсутствие возможности ограничени  тока  кор  электродвигател  при торможении электропривода с большим электромагнитным мо- : ментом. ;: .. . . ;,A drawback of the electric drive is the inability to limit the current of the core of the electric motor when braking the electric drive with a large electromagnetic moment. ;: ... . ;,

Цель изобретени  - повышение надежности электропривода путем ограничени   корного тока при торможении.The purpose of the invention is to increase the reliability of the electric drive by limiting the root current during braking.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в реверсивный электропривод дополнительно введены тбрмозной резистор, последовательно соединенный с  корной обмоткой электродвигател  и шунтированный нормально замкнутым силовым контактом кон-4 тактора посто нного тока, интегратор, перемножитель, узел выделени , отрицательного знака произведени , порогово-со- гласующее устройство, при этом вход интегратора св зан с выходом задатчика скорости, а выход - с первым входом перемножител , второй вход которого соединен с выходом тахогенератора, выходной сигнал перемножител  воздействует через последовательно соединённые узел выделени  отрицательногознака произведени  и поро- гово Согласующее устройство на электромагнит контактора посто нкого тока,This goal is achieved by the fact that a TBM resistor is additionally introduced into the reversing electric drive, connected in series with the root winding of the electric motor and shunted by the normally closed power contact of the DC-4 current coupler, integrator, multiplier, isolation unit, negative product sign, threshold matching device, wherein the integrator input is connected to the output of the speed controller, and the output to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the tachogenerator, hydrochloric signal multiplier acts through the series-connected node and isolating the product of otritsatelnogoznaka threshold govo Matching device for an electromagnet contactor Ncogo constant current,

елate

сwith

XIXi

оabout

ю елy eat

одновременно выход задатчика момента св зан с вторым входом порогрво-согласу- ющего устройства дл  задани  порога его .срабатывани .at the same time, the output of the torque regulator is connected to the second input of the threshold-matching device to set the threshold for its operation.

На чертеже представлена структурна  схема реверсивного электропривода.The drawing shows a structural diagram of a reversible electric drive.

Электропривод содержит электродвигатель 1 независимого возбуждени  с тахо- генератором 2. Якорна  обмотка электродвигател  1 последовательно соеди- нена с тормозным Шунтированным нормально замкнутым силовым контактом 4 конт актора посто нного тока, и подключена к выводам трехфазного источника переменного напр жени  через сило- вой диодный выпр митель 5 и индуктивно-емкостный преобразователь 6. Обмотка 7 возбуждени  электродвигател  1 шунтирована резистором 8 и св зана с выходом реверсивного преобразовател  9. Электроды управлени  тиристоров преобразовател  9 св заны через усилители-формирователи 10-17 с выходами логического распределител  18, первый и второй входы которого св заны с блоком 19 ввода-выво- да третий и четвертый - с датчиком 20 направлени  вращени , а п тый - с формирователем 21 угла регулировани . Формирователь 21 имеет два входа: вход синхронизации, подключенный к источнику переменного напр жени  тиристорного преобразовател  9, и вход управлени , подключенный к выходу первого сумматора 22. На пр мой вход сумматора 22 поступает сигнал с выхода задатчика 23 момента, а на инверсный - сигнал с выхода второго сумматора 24, пр мой вход которого св зан с выходом задатчика 25 скорости, а инверсный - с тахогенератором 2. Контактор посто нноготока включаетс  электромагнитом 26 через порогово-согла- сующее устройство 27. На два входа устройства 27 поступают сигнал 28 задани  порога срабатывани  и сигнал с выхода узла 29 выделени  отрицательного знака выходно- го сигнала перемножител  30, Перемножитель 30 осуществл ет обработку сигналов тах.агенератора 2 и задатчика скорости 25. Последний предварительно проходит через интегратор 31. , The electric drive contains an independent excitation motor 1 with a tacho-generator 2. The anchor winding of the electric motor 1 is connected in series with the braking Shunted normally closed power contact 4 of the direct current controller, and is connected to the terminals of a three-phase AC voltage source through a diode power rectifier 5 and an inductive-capacitive converter 6. The field winding 7 of the motor 1 is bridged by a resistor 8 and connected to the output of the reversing converter 9. The control electrodes the sources of the converter 9 are connected through amplifiers-shapers 10-17 with the outputs of the logical distributor 18, the first and second inputs of which are connected to the input-output unit 19, the third and fourth - with the rotation sensor 20, and the fifth - with the shaper 21 angle of adjustment. Shaper 21 has two inputs: a synchronization input connected to an alternating voltage source of the thyristor converter 9, and a control input connected to the output of the first adder 22. A signal is output from the output of the adder 23 to the direct input of the adder 22, and a signal from the output of the second adder 24, the direct input of which is connected to the output of the speed adjuster 25, and the inverse to the tachogenerator 2. The constant current contactor is switched on by the electromagnet 26 through the threshold matching device 27. The two inputs of the device 27 tread specifying signal 28 and a threshold signal from the output node 29, release of the negative sign of the signal vyhodno- multiplier 30, multiplier 30 performs signal processing tah.ageneratora 2 and speed reference 25. Last pre passes through an integrator 31,

Реверсивный электропривод работает следующим обраЗЬм.The reversible electric drive operates as follows.

Устанавливают зэдатчик 25 скорости в нулевое положение и подключают электропривод к источнику переменного напр жени . Индуктивно-емкостный преобразователь 6 и выпр митель 5 создают в  корной цепи электродвигател  1 номинальный ток.The speed sensor 25 is set to the zero position and the electric drive is connected to an alternating voltage source. Inductive-capacitive converter 6 and rectifier 5 create a rated current in the main circuit of electric motor 1.

Подают сигнал 23 задани  пускового момента, а зэдэтчиком 25 задают необходимый уровень скорости электропривода. Логический распределитель 18 обрабатывает информацию на своих входах и формирует импульсы управлени  с заданной задержкой на тиристоры первой или второй группы вентилей преобразовател  9, В обмотке возбуждени  7 протекает ток и электродвигаель плавно разгон етс . По мере разгона сигнал обратной св зи по скорости, получаемый с помощью тахогенератора 2, вычитатс  из сигнала задатчика 25 скорости, что приводит к уменьшению сигнала на выходе умматора 22 и, следовательно, к увеличению угла регулировани  преобразовател  9.A start torque reference signal 23 is supplied, and the desired level of the electric drive speed is set by the zedetchik 25. Logic distributor 18 processes the information at its inputs and generates control pulses with a given delay on the thyristors of the first or second group of valves of the converter 9. Current flows in the excitation winding 7 and the electric motor smoothly accelerates. As the acceleration accelerates, the feedback signal from the speed obtained by the tachogenerator 2 is subtracted from the signal of the speed adjuster 25, which leads to a decrease in the signal at the output of the adder 22 and, consequently, to an increase in the control angle of the converter 9.

Увеличение угла регулировани  привоит к уменьшению тока в обмотке 7 возбуждени  электродвигател . Установившийс  режим работы электропривода наступает при равенстве электромагнитного момента, развиваемого двигателем, моменту сопроивлени  на его валу.An increase in the angle of control results in a decrease in the current in the excitation winding 7 of the electric motor. The steady state operation of the electric drive occurs when the electromagnetic moment developed by the motor is equal to the moment of resistance on its shaft.

Дл  реверсировани  электропривода измен ют пол рность напр жени  на выхое задатчика 25 скорости. Импульсы управлени  тиристорами ранее работавшей группы преобразовател  9 сдвигаютс  блоками 2.1 и 18 в область инверТорного режима дл  этой группы вентилей. При этом ток в обмотке возбуждени  7 форсированно спадает , а затем, при включении вентилей другой группы,. нарастает в обратном направлении, To reverse the drive, the polarity of the voltage across the output of the speed adjuster 25 is changed. The thyristor control pulses of the previously operating converter group 9 are shifted by blocks 2.1 and 18 to the inverter mode region for this group of valves. In this case, the current in the field winding 7 forcibly drops, and then, when the valves of the other group are turned on ,. grows in the opposite direction

При изменении направлени  тока в обмотке возбуждени  и сохранении прежнего направлени  вращени   кор  двигател , электропривод переходит в тормозной режим противовключени , при котором величина тока  кор  определ етс , в соответствии с принципом наложени , направленной согласно ЭДС  кор  и выпр м-4 ленным напр жением на выходе индуктивно-емкостного преобразовател  (на выходе блоков 6 и 5). Если торможение происходит с большим электромагнитным моментом (уставка задатчика 23 момента больша ), то ток  кор  определ етс  лишь ЭДС  кор  (т.к. преобразователь б находитс  при этом s режиме короткого замыкани  вентил ми выпр мител  5) и может превышать допустимые значени  дл  коллектора машины 1, Дл  ограничени  тока  кор  при торможении с большими электромагнитными моментами в  корную цепь электропривода вводитс  тормозное сопротивление 3. Введение сопротивлени  производитс  при включении контактора 26 и размыкании его силового контакта 4.By changing the direction of the current in the field winding and maintaining the same direction of rotation of the motor core, the electric drive switches to the anti-switching braking mode, in which the magnitude of the core current is determined in accordance with the principle of superposition, directed according to the EMF of the core and the rectified output voltage inductive-capacitive converter (at the output of blocks 6 and 5). If the braking occurs with a large electromagnetic moment (the setpoint of the moment master 23 is high), then the core current is determined only by the EMF core (since the converter b is in this mode of short circuit with rectifier valves 5) and may exceed the permissible values for the collector machines 1, To limit the core current during braking with large electromagnetic moments, a brake resistance 3 is introduced into the main circuit of the electric drive. The resistance is introduced when the contactor 26 is turned on and its power is opened ontact 4.

Включение контактора 26 осуществл етс  в следующей последовательности. При поступлении команды на реверс или останов электропривода сигнал задатчика скорости интегрируетс  интегратором 31 со скоростью, равной скорости изменени  тока в обмотке возбуждени  Далее выходной сигнал интегратора перемножаетс  в блоке 30 с сигналом тахогенерзтора 2 и, если это произведение оказываетс  отрицательным (что соответствует тормозному режиму про- тивовключени ), поступает на первый вход порогово-согласующего устройства 27. Порог срабатывани  этого устройства определ етс  выходным сигналом задатчика 23 момента. После срабатывани  порогово-ср- гласующего устройства его выходной сигнал усиливаетс  и подводитс  к электромагниту контактора 26.The contactor 26 is turned on in the following sequence. When a command is received to reverse or stop the electric drive, the signal of the speed adjuster is integrated by the integrator 31 at a speed equal to the rate of change of the current in the field winding. Next, the output signal of the integrator is multiplied in block 30 with the signal of tacho generator 2 and, if this product turns out to be negative (which corresponds to the braking mode of switching on), is fed to the first input of the threshold matching device 27. The response threshold of this device is determined by the output signal of the moment setter 23. After the threshold-matching device is activated, its output signal is amplified and supplied to the electromagnet of the contactor 26.

Claims (1)

Введение резистора в  корную цепь электродвигател  с помощью системы автоматического управлени  контактором позвол ет ограничить, ток  кор  на допустимом уровне и, следовательно, повысить надежность электропривода. Формула изобретени  Реверсивный электропривод, содержащий электродвигатель посто нного тока независимого / возбуждени с тахогенератором,  корна  обмотка электродвигател  подключена к выводам дл  подключени  к источнику трехфазного переменного напр жени  через последовательно соединенные диодный выпр митель и индуктивно-емкостный преобразователь, обмотка возбуждени  электродвигател , шунтированна  резистором, св зана с выходом однофазного реверсивного тиристор- ного преобразовател , состо щего из двух встречно-параллельных тиристорных мостов , входы переменного тока которых объединены и предназначены дл  подключени  к источнику перемённбго напр жени , электроды управлени  тиристоров св заны через усилители-формирователи с соответствующими выходами логического распределител , первый и второй входы которого св заны с блоком ввода-вывода, третий и 5 четвертый - с датчиком направлени  вращени , а п тый - с формирователем угла регулировани , имеющим два :входа - вход синхронизации, подключенный к выводам источника переменного напр жени  ревер0 сивного тиристорного преобразовател , и вход управлени , подключенный на выход первого сумматора, пр мой вход которого соединен с выходом задатчика момента, а инверсный - с выходом второго сумматора,The introduction of a resistor into the main circuit of the electric motor using the automatic control system of the contactor makes it possible to limit the core current to an acceptable level and, therefore, increase the reliability of the electric drive. SUMMARY OF THE INVENTION A reversible electric drive comprising an independent DC / excitation electric motor with a tachogenerator, a root motor winding is connected to the terminals for connecting to a three-phase AC voltage source through a series-connected diode rectifier and an inductive-capacitive converter, the excitation winding is an electric motor, a shunt connected to the output of a single-phase reverse thyristor converter, consisting of two counter-parallel thyristor bridges, the AC inputs of which are combined and designed to be connected to a source of alternating voltage, the thyristor control electrodes are connected through shaper amplifiers with the corresponding outputs of the logic distributor, the first and second inputs of which are connected to the input-output block, the third and fifth fourth - with a rotation direction sensor, and the fifth - with an angle adjuster having two: inputs - a synchronization input connected to the terminals of an alternating voltage source of a reverse dash a source converter, and a control input connected to the output of the first adder, the direct input of which is connected to the output of the torque generator, and the inverse to the output of the second adder, 5 пр мой вход которого св зан с выходом задатчика скорости и входом блока ввода-вывода , а инверсный вход - с тахогенератором и входом датчика направлени  вращени , отличающий0 с   тем, что, с целью повышени  надежности , в него дополнительно введены контактор посто нного тока, тормозной резистор, последовательно соединенный с  корной обмоткой электродвигател  и5, the direct input of which is connected to the output of the speed controller and the input of the input-output unit, and the inverse input is connected to the tachogenerator and the input of the rotation direction sensor, distinguishing 0 so that, in order to increase reliability, a constant current contactor is introduced into it, a braking resistor connected in series with the root winding of the electric motor and 5 шунтированный размыкающим силовым контактом контактора посто нного тока, интегратор , перемножйтель, узел выделени  отрицательного знака произведени , поро- говр-согласующее устройство, при этом5 shunted by the disconnecting power contact of the direct current contactor, integrator, multiplier, negative product isolation unit, threshold matching device, wherein 0 вход интегратора сув зан с выходом задатчика скорости, а выход - с первым входом перемножител , второй вход которого соединен с выходом тахогенератора, выход перемножител  через последовательно0 the input of the integrator is connected to the output of the speed controller, and the output is to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the tachogenerator, the output of the multiplier through 5 соединенные узел выделени  отрицатель ного знака произведени  и порогово-согласующее устройство соединен с5 connected node negative selection of the product and the threshold matching device is connected to электромагнитом контактора посто нногоconstant contactor electromagnet тока, одновременно выход задатчика мо0 мента св зан с вторым входом порогово-согласующего устройства.current, at the same time the output of the moment master is connected to the second input of the threshold matching device.