SU957398A1 - Электропривод - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах постоянного тока.

Известно устройство управления двигателя постоянного тока .

В этой схеме коммутирующие трансформаторы включены последовательно с силовыми тиристорами между общими точками тиристоров и обратных диодов. Коммутирующие трансформаторы работают поочередно и осуществляют переключение силовых тиристоров работающей диагонали. Схема обеспечивает форсированное торможение электродвигателя' за счет того, что в момейт реверса в непроводящий период образуется контур короткого замыкания для ЭДС двигателя составленный нижним или верхним проводящим тиристором и соответствующим 20 обратным диодом. Этот контур действует до тех пор, пока двигатель не изменит знак ЭДС якоря двигателя. В проводящий период двигатель работает в режиме

противовключения, когда источник питания действует согласно с ЭДС двигателя. В результате в якорной цепи об разуются значительные тормозные токи, неуправляемые со стороны тиристорного ключа и вызывающие существенную перегрузку двигателя. Энергия, вырабатываемая двигателем в период торможения, расходуется только на нагрев якорной обмотки, передача энергии торможения в питающую сеть исключена. Двигатель имеет неудовлетворительные характеристики в тормозном режиме. КПД такой схемы низкий за счет увеличения тепло₁₅ вых потерь в. якорной обмотке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, два коммутирующих трансформатора, первичные обмотки которых подключены к выходам блока искусственной коммутации.

957396 одни выводы вторичных обмоток подключены к диагонали управляемого моста, а вторые - к обкладкам конденсатора, подключенного к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подключен к одной 5 вторичной обмотке сетевого трансформатора, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора, ведомого сетью, подключенного силовым входом в диагонали полууправляемого моста, за- 10 дающий блок, выход которого подключен к управляющим входам инвертора, ведомого сетью, и моделятора длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров управляв- 15 мого моста [21 Основной недостаток известного устройства состоит в том, что схема осуществляет передачу энергии в сеть при работе _Μ машины в двигательном режиме на интервале закрытия силовых тиристоров. Это обусловлено тем, что в цепь обратных диодов и тиристоров включен инвертор, ведомый сетью, который функционирует независимо от режима работы машины, передача энергии, накопленной индуктивностью якорной обмотки машины в сеть, приводит к увеличению пульсаций тока в нагрузке, снижению КПД двигателя и преобразователя, так как всякое преобразование энергии связано с ее’ потерями.

Цель изобретения - увеличение КПД. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный ³⁵ тиристор, датчик скорости электродвигателя и логический блок, управляющие входы которого соединены с выходами задающего блока и датчика скорости, а выходы подключены к управляющим элек- ⁴⁰ тродам тиристоров полууправляемого моста· и дополнительного тиристора, шунтирующего силовой вход инвертора, ведомого сетью.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, собранных соответственно на тиристорах 2-5, тиристорах 6 и 7 и диодах 8 и 9, два коммутирующих трансформатора 10 и 11, первичные обмотки которых подключены к выходам блока 12 искусственной коммутации, одни выводы вторичных обмоток, подключены к диагонали управляемого моста, а вторые - к обкладкам конденса тора 13, подключенного к выходу выпрямителя 14, вход выпрямителя подключен к одной вторичной обмотке сетевого трансформатора 15, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора 16, ведомого сетью, подключенного силовым входом к диагонали полууправляемого моста, задающий блок 17, выход которого подключен к управляющим входам инвертора 16, ведомого сетью, и модулятора 18 длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров -2-5 управляемого моста, дополнительный тиристор 19, датчик 20 скорости электродвигателя и логический блок 21, управляющие входы которого соединены, с выходами задающего блока 17 и датчика 20 скорости, а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров 6 и 7 полууправляемого моста и дополнительного тиристора 19, шунтирующего силовой вход инвертора 16, ведомого сетью.

Устройство работает следующим образом.

Включение схемы осуществляется подачей импульсов на управляющие входы тиристоров мостов.

При включении тиристоров 5 и 3 моста и тиристоров 6 и 19 на управляющий вход тиристоров 6 и 19 подается постоянный отпирающий сигнал с логического блока 21. Якорь двигателя 1 будет подключен на выпрямитель 14, и через двигатель потечет ток. На интервалах отключения тиристоров 5 и 3 под действием запирающих импульсов коммутирующих трансформаторов 10 и 11 ток якоря двигателя 1 будет замыкаться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9 за счет ЭДС самоиндукции якорной обмотки. Вход инвертора 16 шунтирован открытым тиристором 19,. и передачи энергии через инвертор в питающую сеть нет. В установившемся режиме работы двигатель 1 будет вращаться со скоростью, определяемой относительной продолжительностью включения силовых тиристоров 5 и 2, задаваемой блоком 1 8. Одновременно задающий блок 17 устанавливает через управляющий вход инвертора 16 величину ЭДС, примерно равную ЭДС якоря двигателя. Логический блок 21 по сигналу задающего < блока 17 формирует отпирающий сигнал на базу тиристоров 6 и 19. ,

957398 6

Таким образом, работа машины в двигательном режиме не сопровождается передачей энергии в сеть, а ток двигателя на интервалах отключения тиристоров 5 и 3 замыкается через тиристоры 5 6 и 19 и диод 9. Уменьшение тока в якорной цепи на этих интервалах обусловлено только потерями энергии на активных сопротивлениях. Следовательно, пульсации тока в двигателе будут минималь- ¹⁰ ные.

При реверсе машины отключатся импульсы с управляющих электродов тиристоров 5 и 3, и с задержкой на· один период коммутации прекращается подача постоянных отпирающих сигналов на входы тиристоров 6 и 19 с выхода логического блока 21. Тиристоры 5 и 3 закрываются, и ток якоря двигателя 1 под дей. ствием ЭДС самоиндукции будет замы- 20 каться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9. Это состояние схемы сохраняется до тех пор, пока ток якоря двигателя не уменьшится до нуля и тиристоры 6 и 19 не закроются. 25

Затем с выхода модулятора 18 длительности начнут подаваться импульсы на управляющие входы тиристоров 2 и 4. Логический блок 21 в связи с изменением по знаку задающего сигнала и пере-Зв ключением на вторую диагональ якоря будет немедленно подаваться отпирающий сигнал на управляющий электрод тиристора 7. Сигнал на управляющий электрод тиристора 7 будет задержан, так как датчик 20 скорости своим сигналом показывает, что скорость не изменилась, т.е. двигатель 1 находится в режиме противовключения.

Временная пауза между отключением первой диагонали и включением второй диагонали нужна для спадания тока до нуля и закрытия тиристоров 6 и 19, которые не имеют своих коммутирующих трансформаторов. В противном случае при открытии тиристоров 2 и 4 второй диагонали источник питания через . тиристоры 6 и 19 и диод 9 будет закорочен.

При включении тиристоров 2 и 4 второй диагонали ток якоря двигателя 1 под действием источника питания и ЭДС двигателя 1, которые теперь действуют согласно, резко увеличится. Причем на интервалах отключения тиристоров 2 и 4 ток под действием ЭДС самоиндукции якорной обмотки потечет через диод 8 и тиристор 7 на вход инвертора 16 напряжения, который начнет передавать энергию торможения в питающую сеть. При этом ток будет уменьшаться. Повторные включения силовых тиристоров 2 и 4 будут приводить к закрытию тиристора 7 встречным напряжением источника питания и отключению инвертора 16. Ток якоря в этом случае вновь будет расти. Этот процесс включения двигателя 1 на источник питания и отключения его с замыканием тока якоря на инвертор 16 будет сохраняться до тех пор, пока будет продолжаться режим противовключения , т.е. пока датчик 20 скорости не изменит знак своего сигнала. Как. только закончится реверс, и сигнал датчика 20 скорости изменит свой знак, логический блок 21 сформирует отпирающий сигнал на управляющий электрод тиристора 19, который откроется и зашунтирует вход инвертора 16, ведомого сетью. Передача энергии в сеть переменного тока прекратится. Двигатель разгоняется в обратном направлении, потребляя энергию от источника Питания. Режим торможения противовключением прекращается, и наступает двигательный режим, который был описан выше.

Таким образом, устройство осуществляет эффективное торможение двигателя с одновременной передачей энергии торможения в сеть переменного тока только на участке уменьшения скорости до нуля, т.е. пока машина работа в режиме противовключения. При переходе машины в двигательный режим передача энергии прекращается, и вся энергия источника питания идет на разгон машины и на работу против сил сопротивления. Это приводит к существенному увеличению КПД электропривода и уменьшению уровня *' пульсаций тока в нагрузке.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 221118, кл. Н О2 Р 5/ОО, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР п за вке № 2782388, кл. Н 02 Р 5/О6, 1979.