SU1181103A1 - Electric drive - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель,  корна  обмотка которого подключена к источнику питани , делитель напр жени , составленный из резисторов и св занньш с  корной обмоткой электродвигател , магнитный модул тор с рабочей обмоткой , включенной последовательно с первым резистором и направл ющей обмоткой, подключенной через переменньм резистор к источнику питани , первый транзистор, эмиттер-коллекторна  цепь которого включена в цепь рабочей обмотки, второй транзистор, один из электродов которого соединен с вьтодом дополнительного источника питани , два конденсатора, стабилитроны , силовые тиристоры и диоды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества регулировани , в него дополнительно введены второй переменньй рёзйстор, три резистора, четыре тиристора, два конденсатора и дроссель, причем база rtepBoro транзистора через последовательно соединенные первый стабилитрон и второй переменньп1 резистор соединена с выводом источника питани , обща  точка первого стабилитрона и второго переменного резистора через первый конденсатор соединена с эмиттером первого транзистора, а через последовательно соединенные дроссель и первьй тиристор - с другим-выводом источника питани , параллельно первому резистору включена цепь, состо ща  из второго конденсатора и первого диода, катод которого соединен с эмиттером второго транзистора и катодами силовых § тиристоров, аноды которых соединены с общими точками резисторов делите- л  напр жени , база второго транd зистора соединена через -второй стабилитрон с общей точкой первого диода и второго конденсатора и через вторые резистор и тиристор - с выводом рабочей обмотки магнитного модул тора, управл ющий электрод второго тиристора св зан-с силовыми электродами силовых тиристоров, управл ющий электрод одного из силовых тиристоров св зан через резистор О9 делител  напр жени  с анодом этого силового тиристораj а управл ющие электроды других силовых тиристоров через стабилитроны соединены соответственно с третьим и четвертым резисторами , каждьй из которых шунтирован соответственно третьим и чет- вертым конденсаторами, подключенными через третий и четвертый тиристоры к дополнительному источнику питани , управл ющие электроды которых св заны с силовыми электродами силовых тиристоров.An ELECTRIC DRIVE containing an electric motor, the main winding of which is connected to a power source, a voltage divider composed of resistors and connected to the electric motor's main winding, a magnetic modulator with a working winding connected in series with the first resistor and a direction winding connected through a variable resistor to the power supply, the first transistor, the emitter-collector circuit of which is connected to the working winding circuit, the second transistor, one of the electrodes of which is connected to A power source, two capacitors, zener diodes, power thyristors and diodes, characterized in that, in order to improve the quality of regulation, a second variable resistor, three resistors, four thyristors, two capacitors and a choke are additionally introduced, and the base of the transistor rtepBoro is sequentially the first zener diode and the second variable 1 are connected; the resistor is connected to the output of the power source; the common point of the first zener diode and the second variable resistor is connected to the emitter through the first capacitor ohm of the first transistor, and through series-connected choke and first thyristor with another output of the power source, a circuit is connected parallel to the first resistor, consisting of a second capacitor and a first diode, the cathode of which is connected to the emitter of the second transistor and the cathodes of power thyristors, whose anodes the voltage divider is connected to common points of resistors; the base of the second transistor is connected through the second zener diode to the common point of the first diode and the second capacitor and through the second resistor and thyristor p - with the output winding of the magnetic modulator, the control electrode of the second thyristor is connected with the power electrodes of the power thyristors, the control electrode of one of the power thyristors is connected through a resistor O9 of the power divider and the control electrodes of the other power thyristors through zener diodes are connected respectively to the third and fourth resistors, each of which is shunted respectively to the third and fourth capacitors connected through the third and fourth thyristor ry to an additional power source, The control electrodes which are coupled with the power electrodes of power thyristors.

Description

11 Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  электродвигателем посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  повыше ние качества регулировани , На-.фиг, 1 представлена схема элек тропривода i на фиг. 2 - диаграмма, по сн юща  работу электропривода. Электропривод содержит электродви гатель 1,  корна  обмотка которого подключена к источнику питани  и,, делитель напр жени , составленньй из резисторов 2-4, св занньй с  корной обмоткой электродвигател  1, магнитный модул тор с рабочей обмоткой 5, включенной последовательно с первым резистором 6, и управл ющей обмоткой 7, подключенной через переменньй резистор 8 к источнику питани  Ib , транзистор 9, эмиттер-коллекторна  цепь которого включена в цепь рабочей обмотки 5, второй транзистор 10, коллектор которого соединен с выводом дополнительного источника питани  и . База транзистора 9 через последовательно соединенные первый ста билитрон 1 1 и второй переменный резистор 12. соединена с выводом источника питани  Ujj|. Обща  точка первого стабилитрона 11 и второго переменного резистора 12 через первьЕ конденсатор 13 соединена с эмиттером транзистора 9, а через последовательно соединенные дроссель 14 и первьй тиристор 15 - с д,ругим выводом источника питани  и. Параллельно первому резистору 6 включена цепь, состо  ща  из второго конденсатора 16 и гер вого диода 17, катод которого соединен с эмиттером второго транзистора 10 и с катодами силовых тиристоров 18-20, аноды которых соединены с о щими точками резисторов 2-4 делител  напр жени . База второго транзистора 10 соединена через стабилитрон 21 с общей точкой первого диода 17 и второго конденсатора 16 и через вторые резистор 22 и тиристор 23 - с выводом рабочей обмотки 5 магнитного модул тора. Управл ющий электрод второго тиристора 23 св зан с силовь1ми электродами силовых тиристоров 18-20. Управл ющий электрод силового тиристора 20 св зан через резистор 4 делител  напр жени  и кнопку Пуск 24 с анодом этого же силового тиристора 20, а управл ющие электро32 ды силовых тиристоров 18 и 19 через стабилитроны 25 и 26 соединены соответственно с третьим и четвертым резисторами 27 и 28, каждый из которых шунтирован соответственно третьим и четвертым конденсаторами 29 и 30, подключенными через третьи и четвертые тиристоры 31 и 32 к дополнительному источнику питани  U . Управл ющие электроды тиристоров 31 и 32 св заны с силовыми электродами силовых тиристоров 18-20 через вторичные обмотки трансформаторов 33 и 34. Кроме того, управл ющий электрод второго тиристора 10 св зан с силовыми электродами силовых тиристоров через вторые вторичные обмотки трансформаторов 33 и 34. Электропривод содержит также обмотку 35, Один вывод которой соединен с эмиттером транзистора 36 и источником питани  другой - через, стабилитрон 37 с базой транзистора 36, коллектор которого соединен с катушкой 38 выключател , имеющего контакт 39, включенного в  корную цепь электродвигател  1. Ключ 39, включен между минусами источников питани  lljj и и. Электропривод работает следующим образом. В исходное состо ние схема приводитс  подключением схемы под напр жени  и,, и .При этом начинает работать релаксационньй генератор, состо щий из резистора 12, дроссел  14, конденсатора 13 и тиристора 15. Выходное напр жение генератора подводитс  через стабилитрон 11 к базе транзистора 9. Этим, напр жением транзистор 9 переводитс  периодически из закрытого состо ни  в открытое и в обратное положение, чем формируетс  рабочее (импульсное) напр жение дп  рабочей цепи обмотка 5 резистор 6. При периодическом открывании и закрывании транзистора 9 к рабочей цепи магнитного модул тора подводитс  импульсное напр жение, называемое рабочим. Ток, протекающий по обмоткам магнитного модул тора, вызывает леремагничивание сердечника. Обмотки 5 и 7 включены встречно. При этом токи.протекакище в них,намагничивают сердечник в противоположных направлени х. Примем, что 3 1 током от рабочего импульса в обмотке 5 сердечник намагничиваетс  в направ Ленин от -В к +В , а током в обмот ке 7 сердечник размагничиваетс  в на правлении от +В к -В . До момента поступлени  первого рабочего импульса ИНДУК1ДИЯ в сердечнике может быть в пределах от -В до +Б|,. Примем за начальное состо ние намагниченности сердечника индукцию В . С момента поступлени  первого рабочего импульса сердечник намагничиваетс  от В в направлении В . Пока будет намагничиватьс  сердечник, сопротивление обмотки 5 очень велико и через резистор б будет протекать небольшой ток. Таким будет и падение напр жени  на резисторе 6, За врем  длительности первого импульса, как правило, сердечник ненамагничиваетс  до насыщени , а только намагничивает с , например, до В„, Одновременно протекает ток и по размагничивающей обмотке 7. Количество витков в этой обмотке значительно меньше количества витков в обмотке 5. Поэтому практически процесс перемагничивани  определ етс  током в обмотке 5. В паузе до поступлени  второго рабочего импульса в обмотках магнитного модул тора нет тока и остаточна  индукци  в сердечнике принимает значение в . Затем к рабочей цепи прикладываетс  второй рабочий импульс, перемагничивающий сердечник от В к +В. В момент насыщени  сердечника сопротивление обмотки 5 резко уменьшаетс  и почти все напр жение рабочего импульса прикладываетс  к резистору 6. Когда к резистору -6 прикладываютс  импульсы рабочего напр жени , этими импульсами зар жаетс  конденсатор 16. Так как конденсатор 16 и резистор 6 включены параллельно , напр жение на конденсаторе 16 и падение напр жени  на резисторе 6. имеют одинаковую величину. Относительно входной цепи транзистора 10 эмиттер транзистора 10, анод стабилитрона 21, цепочка конденсатор 16 - резистор 6 включены последовательно. Точка соединени  анода диода 17 и конденсатора 16 подключена к аноду стабилитрона 21. Резистор 6 подключен одним вьгоодом к эмиттеру транзистора 10.Напр жение на резисторе 6 уравновеЕмвает напр 034 жение на конденсаторе 16.При этом напр жение на входе транзистора 10 практически равно нулю. В последующей паузе напр жение с рабочей цепи снимаетс , а напр жение конденсатора 16 прикладываетс  через резистор 6 и стабилитрон 21 к переходу эмиттербаза транзистора 10 (величина напр жени  на конденсаторе 16 больше пробивного напр жени  стабилитрона 21). Открытый транзистор,10 переходом эмиттер-коллектор подключает источники управл ющих сигналов к управл ющим электродам тиристоров 18 и 19. Пуск электродвигател  1 начинаетс  с нажати  кнопки Пуск 24. В этот момент происходит бросок тока в  корной цепи. Наводима  ЭДС вторичной обмотки трансформатора 33 через диод открывает тиристор 32. По мере разгона электродвигател  1 ток в  коре уменьшаетс  по экспоненте. Соответственно уменьшаетс  напр женность, создаваема  обмоткой 7. Поэтому глубина размагничивани  сердечника в паузах также уменьшаетс , а величина намагничивани  в период импульсов увеличиваЁтс . При снижении тока в  коре до определенной величины индукци  в сердечнике достигает области насыщени , падением напр жени  на резисторе 6 конденсатор 16 зар жаетс , в последующей паузе напр жением конденсатора 16 открываетс  транзистор 10 и подключает цепь управлени  тиристора 19 к источнику управл ющего сигнала (резистор 28). Открытый тиристор 19 выводит резистор 3 из  корной цепи, одновременно в.последней происходит бросок тока. Далее процесс повтор етс , что приводит к открыва- нию тиристора 18 и выводу резистора 2 из  корной цепи. Схемы в аварийном режиме работают следующим образом. При намагничивании и размагничивании сердечника на обмотке 35 наводитс  ЭДС. При нормальной работе схемы максимальный бросок тока равен I.. В период броска тока индукци  в сердечнике измен етс  на величину ЛВ, при которой ЭДС несколько меньше пробивного напр жени  стабилитрона 37. При нарушении работы схемы (повреждении тиристора 19 или 18) ток  кор  может значительно превышать установившеес  значение и ЭДС,11 The invention relates to electrical engineering and can be used to control a DC motor. The aim of the invention is to improve the quality of the regulation, Fig. 1, is a diagram of the electric drive i in FIG. 2 is a diagram explaining the operation of the drive. The electric drive contains an electric motor 1, the root winding of which is connected to a power source and a voltage divider composed of resistors 2-4, connected to the core winding of the electric motor 1, a magnetic modulator with a working winding 5 connected in series with the first resistor 6, and a control winding 7, connected via a variable resistor 8 to the power source Ib, a transistor 9, the emitter-collector circuit of which is connected to the circuit of the working winding 5, the second transistor 10, the collector of which is connected to the output and a power supply. The base of the transistor 9 is connected in series with the first st bilitron 1 1 and the second variable resistor 12. It is connected to the output of the power source Ujj |. The common point of the first Zener diode 11 and the second variable resistor 12 through the first capacitor 13 is connected to the emitter of the transistor 9, and through the series-connected choke 14 and the first thyristor 15 to the other, the output of the power source and. In parallel, the first resistor 6 is connected to a circuit consisting of a second capacitor 16 and a diode 17, the cathode of which is connected to the emitter of the second transistor 10 and the cathodes of power thyristors 18-20, the anodes of which are connected to common points of resistors 2-4 voltage divider . The base of the second transistor 10 is connected via a Zener diode 21 to the common point of the first diode 17 and the second capacitor 16 and through the second resistor 22 and the thyristor 23 to the output of the working winding 5 of the magnetic modulator. The control electrode of the second thyristor 23 is connected with the force electrodes of the power thyristors 18-20. The control electrode of the power thyristor 20 is connected through a resistor 4 of the voltage divider and the Start button 24 with the anode of the same power thyristor 20, and the control electrodes of the power thyristors 18 and 19 are connected via zener diodes 25 and 26, respectively, to the third and fourth resistors 27 and 28, each of which is bridged by third and fourth capacitors 29 and 30, respectively, connected via third and fourth thyristors 31 and 32 to an additional power source U. The thyristor control electrodes 31 and 32 are connected to the power electrodes of the power thyristors 18-20 through the secondary windings of transformers 33 and 34. In addition, the control electrode of the second thyristor 10 is connected to the power electrodes of the power thyristors through the second secondary windings of transformers 33 and 34. The actuator also contains a winding 35, One output of which is connected to the emitter of the transistor 36 and the power source of the other through a zener diode 37 to the base of the transistor 36, the collector of which is connected to the switch coil 38 having a contact 39, The key of the electric motor 1. The key 39 is connected between the minuses of the power sources lljj and and. The drive works as follows. The circuit is initialized by connecting the circuit under voltage and, and. At this, the relaxation generator consisting of resistor 12, drossel 14, capacitor 13 and thyristor 15 starts working. The output voltage of the generator is fed through Zener diode 11 to the base of transistor 9 By this, the voltage of the transistor 9 is transferred periodically from the closed state to the open and to the reverse position, which forms the working (pulse) voltage dp of the working circuit of the winding 5 of the resistor 6. With the periodic opening and closing of the transistor 9 working circuit of a magnetic modulator is supplied the pulsed voltage, called a work. The current flowing through the windings of the magnetic modulator causes the core to be magnetized. Winding 5 and 7 are included counter. In this case, the currents in them, magnetize the core in opposite directions. Let us assume that 3 1 by the current from the working pulse in the winding 5 the core is magnetized in the direction Lenin from –B to + B, and by the current in the winding 7 the core is demagnetized in the direction from + В to –B. Until the moment when the first working impulse of INDUKDIUM in the core arrives, it can be in the range from -B to + B | ,. Let us take induction B as the initial state of the magnetization of the core. From the moment the first working impulse arrives, the core is magnetized from B in direction B. While the core will be magnetized, the resistance of the winding 5 is very high and a small current will flow through the resistor. This will be the voltage drop across the resistor 6. During the duration of the first pulse, the core, as a rule, does not magnetize to saturation, but only magnetizes from, for example, to B „. A current flows simultaneously through the demagnetizing winding 7. The number of turns in this winding is significantly less number of turns in winding 5. Therefore, in practice, the magnetization reversal process is determined by the current in winding 5. There is no current in the pause before the second working pulse in the windings of the magnetic modulator and the residual induction in the core takes t value. Then, a second working pulse is applied to the working circuit, the reversal core from B to + B. At the moment of saturation of the core, the resistance of the winding 5 decreases sharply and almost the entire voltage of the operating pulse is applied to the resistor 6. When the operating voltage pulses are applied to the resistor -6, the capacitor 16 is charged with these pulses in parallel with The capacitor 16 and the voltage drop across the resistor 6 have the same magnitude. Relative to the input circuit of the transistor 10, the emitter of the transistor 10, the anode of the Zener diode 21, the chain capacitor 16 - the resistor 6 is connected in series. The connection point of the anode of the diode 17 and the capacitor 16 is connected to the anode of the Zener diode 21. The resistor 6 is connected one end to the emitter of the transistor 10. The voltage on the resistor 6 balances the voltage of 034 on the capacitor 16. The voltage at the input of the transistor 10 is almost zero. During the subsequent pause, the voltage from the working circuit is removed, and the voltage of the capacitor 16 is applied through the resistor 6 and the zener diode 21 to the emitter base junction of the transistor 10 (the voltage on the capacitor 16 is greater than the breakdown voltage of the zener diode 21). An open transistor, a 10 emitter-collector junction, connects the sources of control signals to the control electrodes of thyristors 18 and 19. The start of the electric motor 1 begins by pressing the Start button 24. At this moment, a current rush occurs in the core circuit. Directing the EMF of the secondary winding of the transformer 33 through the diode opens the thyristor 32. As the electric motor 1 accelerates, the current in the cortex decreases exponentially. Accordingly, the intensity created by the winding 7 decreases. Therefore, the demagnetization depth of the core in the pauses also decreases, and the magnitude of the magnetization in the period of impulses increases. When the current in the crust drops to a certain value, the induction in the core reaches the saturation region, the voltage drops across the resistor 6 and the capacitor 16 is charged. In the subsequent pause, the voltage of the capacitor 16 opens the transistor 10 and connects the control circuit of the thyristor 19 to the control signal source (resistor 28 ). Open thyristor 19 removes the resistor 3 from the core circuit, at the same time a current inrush occurs at the same time. The process then repeats, which leads to the opening of the thyristor 18 and the output of the resistor 2 from the core circuit. Schemes in emergency mode work as follows. When magnetizing and demagnetizing the core, EMF is induced on the winding 35. During normal operation of the circuit, the maximum inrush current is equal to I. In the period of inrush current, the induction in the core changes by the magnitude of the LV, at which the emf is slightly less than the breakdown voltage of the zener diode 37. If the circuit fails (damage to the thyristor 19 or 18) exceed the steady state value and the emf

наводима  в обмотке 35, будет больше Uj-Tg , транзистор 36 откроетс , по лучит питание катушка 38 автоматического выключател  и разомкнетс  контакт 39,induced in the winding 35, there will be more Uj-Tg, the transistor 36 will open, the coil 38 of the automatic switch will be powered and the contact 39 will open,

При замыкании ключа 40 пуск двигател  осуществл етс  в функции времени , т.е. пусковые резисторы2 и 3 выключаютс  из  корной цепи через заданные промежутки времени.When the key 40 is closed, the engine is started as a function of time, i.e. the starting resistors 2 and 3 are switched off from the core circuit at predetermined time intervals.

Пуск электродвигател  1 начинаетс  после нажати  кнопки Пуск 24. При этом открываетс  тиристор 20 и замыкает силовую цепь электродвигател  1. Током  кор , протекающим через вторичную обмотку трансформатора 33, наводитс  ЭДС, котора  подводитс  к управл ющей цепи тиристора 32. ЧерезThe start of the electric motor 1 starts after pressing the start button 24. This opens the thyristor 20 and closes the power circuit of the electric motor 1. A current is flowing through the secondary winding of the transformer 33 and an emf is applied to the control circuit of the thyristor 32.

открытьй тиристор 32 и резистор зар жаетс  конденсатор 30. Напр жение на резисторе 28 измен етс  также, как иopen thyristor 32 and resistor charge capacitor 30. The voltage across resistor 28 also changes as

напр жение на конденсаторе 30. Падение напр жени  на части резистора 28 подводитс  через стабилитрон 26 к тиристору 19. После превышени  падени  напр жени  на части резистораthe voltage across the capacitor 30. The voltage drop across part of the resistor 28 is supplied via zener diode 26 to the thyristor 19. After the voltage drop across part of the resistor is exceeded

28, к которой подключена управл юща  цепь тиристора 19, величины напр жени  стабилизации стабилитрона 26 открываетс  тиристор 19 и выключаетс  резистор 3 из  корной цепи.28, to which the thyristor control circuit 19 is connected, the stabilization voltage of the zener diode 26 opens, the thyristor 19 opens and the resistor 3 is turned off from the core circuit.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает работу как в функции тока, так и в функции времени .Thus, the proposed device provides operation both as a function of current and as a function of time.

2.2

Claims (1)

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к источнику питания, делитель напряжения, составленный из резисторов и связанный с якорной обмоткой электродвигателя, магнитный модулятор с рабочей обмоткой, включенной последовательно с первым резистором и направляющей обмоткой, подключенной через переменный резистор к источнику питания, первый транзистор, эмиттер-коллекторная цепь которого включена в цепь рабочей обмотки, второй транзистор, один из электродов которого соединен с выводом дополнительного источника питания, два конденсатора, стабилитроны, силовые тиристоры и диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него дополнительно введены второй переменный резистор, три резистора, четыре тиристора, два конденсатора и дроссель, причем база Цервого транзистора через последовательно соединенные первый стабилитрон и второй переменный резистор соединена с выводом источника питания, общая точка первого стабилитрона и второго переменного резистора через первый конденсатор соединена с эмиттером первого транзистора, а через последовательно соединенные дроссель и первый тиристор - с другим-выводом источника питания, параллельно первому резистору включена цепь, состоящая из второго конденсатора и первого диода, катод которого соединен с эмиттером второго транзистора и катодами силовых _β тиристоров, аноды которых соединены 19 с общими точками резисторов делите-; ля напряжения, база второго транзистора соединена через второй стабилитрон с общей точкой первого диода и второго конденсатора и через вторые резистор и тиристор - с выводом рабочей обмотки магнитного модулятора, управляющий электрод второго тиристора связан с силовыми электродами силовых тиристоров, управляющий электрод одного из силовых тиристоров связан через резистор делителя напряжения с анодом этого силового тиристора; а управляющие электроды других силовых тиристоров через стабилитроны соединены соответственно с третьим и четвертым резисторами, каждый из которых шунтирован соответственно третьим и чет- вертым конденсаторами, подключенными через третий и четвертый тиристоры к дополнительному источнику питания', управляющие электроды которых связаны с силовыми электродами силовых тиристоров.An electric drive containing an electric motor, the anchor winding of which is connected to a power source, a voltage divider composed of resistors and connected to the anchor winding of the electric motor, a magnetic modulator with a working winding connected in series with the first resistor and a guide winding connected through a variable resistor to the power source, the first a transistor, the emitter-collector circuit of which is included in the circuit of the working winding, a second transistor, one of the electrodes of which is additionally connected to the output of the power source, two capacitors, zener diodes, power thyristors and diodes, characterized in that, in order to improve the quality of regulation, it is additionally introduced a second variable resistor, three resistors, four thyristors, two capacitors and a choke, and the base of the Zener transistor through in series the first zener diode and the second variable resistor are connected to the output of the power source, the common point of the first zener diode and the second variable resistor is connected through the first capacitor to the emitter of the first transistor, and through the choke and the first thyristor connected in series with the other output of the power source, a circuit consisting of a second capacitor and a first diode is connected in parallel with the first resistor, the cathode of which is connected to the emitter of the second transistor and the cathodes of power _β thyristors, the anodes of which are connected 19 s share resistor points; For voltage, the base of the second transistor is connected through a second zener diode to a common point of the first diode and the second capacitor and through the second resistor and thyristor to the output of the working winding of the magnetic modulator, the control electrode of the second thyristor is connected to the power electrodes of the power thyristors, the control electrode of one of the power thyristors is connected through the resistor of the voltage divider with the anode of this power thyristor; and the control electrodes of other power thyristors through zener diodes are connected respectively to the third and fourth resistors, each of which is shunted by the third and fourth capacitors, respectively, connected through the third and fourth thyristors to an additional power source, the control electrodes of which are connected to the power electrodes of the power thyristors. 11811181