Реверсивный тиристорный сервопривод
Патент 518852
Авторы
Классы МПК
Реверсивный тиристорный сервопривод
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСХВУ (11) 518852 (61) Дополнительное к авт. свид-ву
C
Г J
{51) М. Кл.
К02 P 7/62 с
1 (22) Заявлено 10„12.73 {21) 1975317/24-7 с присоединением заявки —. (23) Приоритет
{43) Опубликовапо 25 06 765юллетень №23
Гввудврстваиный иоинтвт
6вввтв Мнннатрвв ИР ав делвм иэабретений и: открытий
{53) УДК
621.313.2 (088.8) {45) Дата опубликоваиия описания,Х4.07.76
{72) Авторы изобретении,, Т. A. Глазенко и В. И.Хрисанов
Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ СЕРВОПРИВОЙ
Изобретен те относится к технике автома тического управлени. ; и регулирования, в. частности может использоваться в следя ших системах переменного тока.
Известны реверсивные тиристорлые,серво- > .приводы, состояшие из тиристорных усилителей с питанием от сети церемонного тока и двухфазных асинхронных двигателей. PeryI лирование выходного напряжения в этих схемах осуществляется эа счет изменения углов включения тиристоров как в .течение пс ,ложительн тх, так и отрицательных полуволн напряжения питания. о
Однако наадеяность сервопривода низкая, д
,что связано с возникновением режима сквозного короткого замыкания из-за возможного ложного включения тиристора обратного (прямого) хода двигателя при вктаоченном тиристоре прямого (обратного) хода двига- вО тели. Кроме того, применение известных тиристорных схем приводит к сни кению жест кости механических характеристик и умень-, шению крути ны пусковых характеристик двигателя. Лб
Для повышения надежности работы серво привода при одновременном улучшении ка чества его характеристик тиристорный уси лительь подключен к источнику переменного . напряжения через фазосдвигаюший конденса! тор двигателя, обеспечивая таким образом регулирование выходного напряжения в об мотке управления двигателя эа счет сов местного включеййя: в течение каждого цолу периода напряжения тиристоров прямого и обратного хода двигателя.
На чертеже дана принципиальная схема сервопривода с мостовым тиристорным усилителем.
Реверсивный тиристорный сервопривод состоит иэ двухфазного асинхронного двигателя 1 со статорными обмотками 2 и 3, усилителя 4 мошности на тиристорах 5-12, подключенного к источнику переменного на пряжения Оп через фазосдвигаюший конденсатор двигателя 13, с..емы управлении 14 с трехобмоточными дросселями насышения
15-18 и транзисторными ключами 19-20.
В схему управления входят также выходные (,трансформаторы 21-24, обеспечивающие
t« гальваническую развязку цепей управления тиристоров. фаэосдвигающий конденсатор 2 5 дифференцирующие! цепочки 26-33, транс--) форматор 34,сопротивления в цепи смешении 35-38, ограничительные сопротивления
39-40 и диоды 41-48.
Фазссдвигающий конденсатор 25 обеспе -f чивют сдвиг до фазе опорного напряжения так, чтобы это напряжение было синфаэно с анодиым напряжением тиристоров. е
В данной схеме управления в отличие от известных схем величина магнитного потока„: с хздаваемого в др сселях 15-18 обмотка- ми смещения, устанавливается такой, чтобы;. при отсутствии входного сигнала Я = 0 ) ! l6 на выходю схемы управления формировались импульсы, расположенные посередине полупериодов опорного напряжения. При налички входного сигнала определенной полярности (Ug О ) в дросселях 15 и 16 происхоr йй дат ослабление потока смещения, а в дрос селях 17 и 18 - его увеличение. Это при» водит к тому, что импулжы на выходетранс-, форматоров 21 и 22 смещаются влево, а импульсы на выходе трансформаторов 23 н 24 - вправо от начального положения, со-> ® ответствующего нулевому входному сигналу. При изменении полярности вхедного сиь: кала имеет место обратный порядок следования выходных импульсов, т.е. импульсы„ поступающие с трансформаторов 23 я 24,,@ опережают импульсы, сформированные на выходе трансформаторов 21 н 22.
Работа силового каскада сервопривода происходит следуюшим образом.
При отсутствии входного сигнала с йо:-, М мощью импульсов, вырабатываемых схемой
1 управления, производятся одновременное включение тиристоров 5, 7, 9. и 11 в течение положительных полуволн напряжения I питания Qд и тиристоров 6, 8, 10, 12 в 59 течение отрицательных полуволн напряжения Оп . Выбор момента одновременного включения тиристоров (начального, смеще- I ния) равным Я /2 позволяет увеличить коэффициент усиления сервопривода не ме- 45
see, чем в два раза, по сравнению с коэф; фициентом усиления известных тиристорных сервоприводов. В течение интервалов одновременной проводимости тнристоров ток цротекает только через конденсатор, 66 напряжение. и ток в обмотке управления2 двигателя 1 равны нулю. Магнитное поле двигатели имеет пульсирующий характер, пусковой момент равен нулю.
Прн наличии. входного сигнале в завнси->, 06 мости от его полярности происходит опере- жающее включение тиристоров прямого .нли обратного хода двигателя. Предположим, что в момент времени и =4, определяемый величиной входного сигнала, „Ю включаются тиристоры 5 и 11. К обмотке управления 2 прикладываются напряжб» ние заряженного конденсатора 13 и напря-; жение Оп . На тиристорах 5 и 11 йапряжение равно нулю, а на 7 и 9 оно равно напряжению U, По цепнДд- 13 - 5 - 2 - 11 протекает ток с, который является током переэаряда конденсатора 13. Наложение на конденсаторе. 0< по абсолютной величиье уменьшается. Ток t> зависит от дейсь - вующих в этой цепи напряжений U и U, э.д.с, самоиндукцииГ и э.д.с вращения Е .
Благодаря наличию фазосдвйгающего конден-;.. сатора 13 ток Х сдвинут по фазе относительно тока в обмотке управления 3. В ре-,: зультате появления вращающегося магнитно-, го поля возникает электромагнитный мсьмент двигателя.
В момент времени cut4, соответствующий тому же входному сигналу, включаются тиристоры 7 и 9. Вознчкает импульсто-, ка, 9, и конденсатор 13 дозаряжается .:
У до напряжения пктання Цп, НапряженняО, U;, U.,U и U равны нулю. После заряда кон- . денсатора ток(„=(уменьшается до нуля, итирнсторы7 и 9вьгипочаются. Возникающая при этом в обмотке управления 2 э.д.с.. самоиндукцни прикладывается х тиристорам
7 и 9 в обратном направлении, обЬспечнвая восстановление их запирающих свойств. Под действием э.д.с.E HEg и напряженияЦ че рез тиристоры 5 и 11 протекает снедающий ток (. Благодаря этому току заряд конденсатора продолжается. В момент вре- - мении> =,ф, когда суммарная э.д.с; F +Еg по абсолютной величине станет равной разности напряжений Ц -0„, ток1 уменьшит ся до нуля, и тнристоры 5 и 11 вь|ключач ся. Конденс;тор 13 остается в заряженном состоянии. Обмотка управления 2 в интервале Я(сиФ<а(+Яотключена от источника питания и в ней индуктируется сумма грансформаторной э.д.с, б„и э.д.с. вращениями .
При отрицательной полуволне напряжения питания сначала включйртся тнристоры
6 и 12, а затем 8 и 10, и электромагнитные процессы протекают аналогичным образом. . Прн изменении полярности входного си » нала с опереж ннем включаются тиристоры
7 и 9, 8 и 10, и двигатель реверсируется„
Характерной особенностью работы сервопривода является режим симметричного изменения (относительно момента начального смещения) углов включения тнристор=в прямого и обратного хода двигателя в течение.каждого полупернода напряжения питания. При этом энергия источника питании не расходуется в виде тепла (как это было бы в случае включения вместо конденсатора балластного сопротивления), а запасаевфазный асинхронный двигатель, о т л н ч а ю шийся тем, что, с пенью увели чения надежности работы сервопривода и повышения качества его характеристик, тиристорный усилитель мощности подключен к источнику переменного напряжения: через фазосдвигающий конденсатор двнга
ТЮЛЯ.
,мотке управления 2 прикладывается импульс напряжения, равнйй сумме мгновенных напряжений Оп я 0<> . Благодаря наля»»
;чию начального смещения амплитуда егого импульса напряжения превышает:амнли1туду напряжения питания U„. В реэуль тате прн малых входных сигналах увеличи« вается амплитуда импульса тока, протекаю-., 518862
/ 6 6 ся в конденсаторе с последующей переда- !щего о обмотке 2, а следовательно, увы чей ее в обмотку управления двнгателя. вдается и пусковой момент двигателя.
Ликообраэный ток заряда конденсатора IIO мере увеличения входного сигнала в в обмотку управлении 2 не поступает, а. увеличивающемся интервале междуна(и < к
:,замыкается через включенные тиристоры обмотке 2 прикладывается импульс напря прямого s обратного хода двигат зля.,Одя женщ, ширина которого будет увеличенной„ его ограничения можно включить неболь-, аамдлйтудауменьшенной. Таким образом, шое сопротивление 49, измеряемое единим» . - I темп нарастания тока спадает ло мере, пей Ом . увеличения входного сигнала.
Повышение крутизны пуско ой ха акте- — --:-. - 6 е т e „g я, Ю формула иэо
1ристикн обусловлено форсировкой дусков ® ф р У
|го момента двнгателя прн малых значе- реверснвный т ниях входного сигнала. Рассматрнваемое,:: содержащий схему управления с трехобмо», явление:.связано со спецификой способа уп ° ..; тожымидросселями,тиристорный усилитель равлевня, прн котором при малых вход-,мощности переменного тока с независи- ных сигналах в интервалах.A HA.й к об- мой работой ключевых элементов и двух
518852
L (I
I !
t
I (! (I
ЦНИИПИ Заказ 2651/265
Тираж 882 Подписное
Филиал ППП Патент", t r. Óæãîðîä, ул. Проектная, 4: