Способ управления реверсивным тиристорным сервоприводом

Способ управления реверсивным тиристорным сервоприводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

23I652

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 20.11.1967 (№ 1134545/24-7) Кл. 21с, 57!30 с присоединением заявки ¹

Л!ПК Н 02р

УДК 621.3.077.65:

:621.313.333

Приоритет

Опубликовано 28.Х1.1968. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 2.11 .1969

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Е. Л. Оркина

Заявитель Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЪ|М ТИРИСТОРНЪ|М

СЕРВОПРИВОДОМ

Известен способ управления реверсивным сервоприводом с асинхронным конденсаторным двигателем, питаемым от однофазной сети с помощью двух пар встречно-параллельно включенных тиристоров. При этом направление вращения привода обусловливается работой любой пары тиристоров. Если используется двигатель мощностью выше 0,1 квт для обеспечения длительной работы привода в ооласти малых скольжений и сохранения его пусковых свойств, необходимо пусковую фазосдвигающую емкость при уменьшении скольжения переключать на рабочую. Это переключение осуществляется, например, с помощью контакторов или полупроводниковых ключей.

Эти способы коммутации емкости сложны и, кроме того, требуют наличия какого-либо датчика скорости.

Предлагаемый способ управления тиристорным сер вопр иводом позволяет уменьшить электрические потери и перегрев двигателя.

Фазосдвигающая емкость регулируется в зависимости от скольжения без каких-либо дополнительных устройств. Это обеспечивается тем, что угол открывания тиристоров прямого (обратного) хода двигателя устанавливают в зависимости от величины заданного сигнала, а на управляющий электрод каждого из тиристоров обратного (прямого) хода двигателя подают отпирающий импульс в момент начала того полупериода напряжения сети, по отношению к которому этот тирпстор включен в запирающем направлении, На фиг. 1 представлена схема управления

5 конденсаторным двигателем, выполненная по предлагаемому способу; на фиг. 2 — осциллограммы токов и напряжений, поясняющие работу схемы.

Силовые тиристоры 1 4, соединенные

20 встречно-параллельно, образуют две пары, с помощью которых осуществляется реверсирование и регулирование скорости двухфазного короткозамкнутого двигателя 5. Начала обмоTOIC 6 H / двигате IB 110+ICIIO IeHbl li CeTH, 7feIIi15 ду KOHII ми обмоток включен фазосдвигающпй конденсатор 8, емкость которого выбирается из условий создания кругового поля в пусковом режиме. На фиг. 1 показана лишь схема управления тиристором 1. Его угол за20 жигания QI регулируется в зависимости от величины заданного сигнала U,„ïî вертикальному принципу, т. е. напряжение управления

У „снимаемое с выходной обмотки 9 трансформатора 10 модулятора, сравнивается в це25 пи эмиттера транзистора 11 с сигналом смещения U,„.

Аналогично строятся схемы управления силовых тиристоров 2 — 4, при этом используются напряжения смещения Ue, и Усм, (фиг.

30 2 в, г) и напряжения управления UzÄ â€” Uyyg

231652

3 снимаемые с выходных обмоток 12 — 14 того же трансформатора модулятора.

Величина напряжения U y, определяется величиной напряжения сигнала U, íà входе модулятора 15 и по фазе Uy, в зависимо. сти от знака U„, либо совпадает с напряжением сети, либо находится в противофазе с ним. Если напряжение Uy, совпадает IIO фазе с U«m тнрпстор 1 открывается в полуперпод 0t (см. фпг. 2).

Напряжения Uy, и U,„„, формирующие угол зажигания тирпстора 2, сдвинуты относительно напряжения 1/у, и U,, на 180, поэтому при том же значении U, â следующий полупериод при откроется тиристор 2, т. е. двигатель будет питаться через тиристоры первой пары. При этом в полупериод

0<о>1<к на схему управления тиристора 8 подается запирающее напряжение Uy, (показано на фиг. 2, в пунктиром), которое при

«>t)zr принимает положительное значение.

Если угол наклона кривой напряжения Uy, в точке o>t=n больше угла наклона кривой

У„„, то в течение некоторого интервала времени р напряжение Uy, превышает напряжение смещения. Поэтому в момент ю1=л, Зл, на управляющий электрод тиристора 8 поступает отпирающий импульс. Аналогично этому на управляющий электрод тиристора 4 отпирающий импульс подается в момент о/=0,2л, т. е. в начале того полупериода напряжения сети, по отношению к которому этот тиристор включен в запирающем направлении.

При изменении знака напряжения U, двигатель реверсируется, вторая пара тиристоров становится рабочей, а отпирающие импульсы в момент cot=0, л, 2 л и т. д. поочередно подаются на тиристоры первой пары.

На фиг. 2, а приведены осциллограммы тока сети 1,, напряжения U«, и напря>кения на тиристорах второй пары Уп при скольжении двигателя $=0,05 для случая, когда питание подавалось через тиристоры первой пары, а обмотки 9 и 10 трансформатора модулятора были отключены, и на тиристоры второй пары не подавались отпирающие импульсы.

Угол зажигания тиристоров первой пары равнялся примерно 30, т. е. к обмотке двигателя было приложено почти полное напряжение сети. Амплитудное значение тока Io при этом достигает 20 а (при номинальном фазном токе двигателя 2,75 а), а напряжение Uri отстает почти на 90 относительно U „„, что свидетельствует о резкой несимметрии напряжений на обмотках двигателя.

Если в момент Ы=л, 3 л, ... на управляющий электрод тиристора 8 подать отпирающий импульс, то под действием положительного анодного напряжения Уп тиристор 8 откроется, и конденсатор 8 начнет разряжаться на сеть через обмотку б. В момент cot=л+4

3m+de ... открывается тиристор 2 первой пары, и конденсатор оказывается короткозамкнутым через тиристоры 2 и 8. При этом резко

15 г0 г5

4 возрастает разрядный ток 1, протекающий через тиристор 8. У тиристора 2 острый импульс разрядного тока накладывается на рабочий ток. Аналогично, если в момент

cot=0,2 л, 4 и ... отпирающий импульс подать на управляющий электрод тиристора 4, то при

o>t=u, 2 л+я ... конденсатор замыкается через тиристоры 1 4, при этом возникает отрицательный импульс тока 1,.

Тиристоры второй пары отключаются при прохождении тока Ið через нулевое значение, т. е. при полной перезарядке конденсатора.

Таким образом осуществляется кратковременное, в течение доли полупериода закорачивание конденсатора внутри каждого полупериода. При этом уменьшается по величине и сдвигается по фазе первая гармоническая напряжения на конденсаторе, что эквивалентно уменьшению его емкости. Осциллограммы токов 1р и 1, и напряжения Ун, управляемые по предлагаемому способу, приведены на фиг. 2,б.

Амплитудное значение тока 1о не превышает ба. Следовательно (по сравнению с токами на фиг. 2, а), поле двигателя приблизилось к круговому, резко уменьшились электрические потери в обмотках двигателя.

Величина сколыкения, при котором начинает закорачиваться конденсатор, автоматически регулируется сдвигом напряжения 1/и . При увеличении скольжения двигателя уменьшается угол сдвига напряжения на конденсаторе относительно напряжения сети и уменьшается амплитуда разрядного тока. В пусковом режиме короткозамкнутый контур не создается.

Для сохранности тиристоров скорость возрастания и величину разрядного тока 1р целесообразно ограничить небольшими сопротивлениями или дросселями 1б и 17.

Экспериментальные исследования показали, что двухфазный двигатель 400 вт, 3000об1мин, с фазосдвигающей емкостью 150 мкф имел высокий пусковой момент, хорошо разгонялся; электрические потери в обмотках статора в области малых скольжений были примерно в

15 раз меньше потерь, возникающих при от. ключенных тиристорах второй пары, нагрев двигателя не ограничивал длительность рабо. ты привода.

Предлагаемый способ может быть использован и при включении трехфазного двигателя в однофазную сеть (тогда две обмотки статора включаются, как показано на фиг. 1, а третья— параллельно конденсатору 8) .

Предмет изобретения

Способ управления реверсивным тиристорным сервоприводом с асинхронным конденсаторным двигателем, питаемым от однофазной сети, отличающийся тем, что, с целью уменьшения электрических потерь и перегрева двигателя в области малых скольжений при сохранении высокого пускового момента, угол открывания тиристоров прямого (обратного) 231652

/ / cemu

9 -" 2 хода двигателя устанавливают в зависимости от величины заданного сигнала, а на управляющий электрод каждого из тиристоров обратного (прямого) хода двигателя подают отпирающий импульс в момент начала того полупериода напряжения сети, по отношению к которому этот тиристор включен в запирающем направлении.