Устройство управления двигателем постоянного тока

Устройство управления двигателем постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (;на та.т

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.74 (21) 2063194/07 (51) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 02 P 5/16//

//Н 02 Н 7/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано25.03.77.Бюллетень № 11 (53) УДК 621.316.93 (One. В) (45) Дата опубликования описания16.06.77 (72) Авторы изобретения

Н. А. Пархоменко, Н. А. Сверчков и В. И. Марцинюк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода.

Известно устройство управления двигателем постоянного тока, содержащее двух- 5 фазный реверсивный вентильный преобразователь, регулятор скорости и блок управления тиристорами (1).

Недостаток указанного устройства — низкие энергетические показатели, обусловлен- 10 ные наличием уравнительного тока между вентильными группами, величина которого ограничивается только индуктивными сопротивлениями рассеяния силового трансформатора. 15

Известно устройство управления двигателем постоянного тока, содержащее двухфазный реверсивный вентильный преобразователь, задатчик скорости, два компаратора с инвертирующим и неинвертирующим вхо- 0 дами, формирователь опорных напряжений и формирователь отпирающих импульсов, причем неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора подключены к своим выходам фор- 5 мирователя опорных напряжений, вторые входы компараторов подключены к выходу задатчика скорости, а выходы компаратсров через формирователи импульсов подклю чены ко входам реверсивного вентильного преобразователя (2).

Недостатки этого устройства — низкий к.п.д., большие вес и габариты из-за наличия включенных последовательно с каждой вторичной обмоткой силового трансформатора сопротивлений, предназначенного для ограничения тока короткого замыкания, протекающего между вентильными группами преобразователя при реверсе электродвигателя.

Цель изобретения - повышение к.п.д. и уменьшение габаритов устройства.

Это достигается тем, что в устройство управления двигателем постоянного тока введены ключ и запоминающий элемент, инвертирующий вход первого компаратора и неинвертирующий вход второго компаратора через запоминающий элемент подключены к выходу ключа, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, а управляю551784 щий вход подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам компараторов.

В предложенном устройстве исключается .возможность появления токов короткого 5 замыкания при реверсе двигателя, вследствие чего ограничивающие его величину сопротивления могут быть изъяты из устройства. Это приводит к повышению к.п.д., к уменьшению веса и габаритов устройства управления двигателем постоянного тока.

Введение в предложенное устройство сумматора, один вход которого подключен к выходу вентильного преобразователя, другой вход — к выходу задатчика скорости, а вы- 15 ход - ко входу ключа, позволяет осуществить отрицательную связь по скорости вращения, которая увеличит жесткость механических характеристик двигателя.

На фиг. l приведена функциональная схе- 20 ма предложенного устройства; на фиг. 2принципиальная схема реверсивного вентильного преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы напряжений на выводах соответствующих элементов. 25

Предлагаемое устройство управления двигателем постоянного тока (см. фиг. 1 ) сс стоит из формирователя 1 опорных напряж ний,двух компараторов 2 и 3,запоминающего элемента 4,элемента 5 ИЛИ,формирователя 6 30 отпирающих импульсов, ключа 7, двухфазного реверсивного вентильного преобразователя 8 и задатчика 9 скорости двигателя 10. Уст ройство может содержать также сумматор 11.

Неинвертирующий вход компаратора 2 и ин- М вертирующий вход компаратора 3 подключены к своим выходам формирователя 1, а инвертирующий вход компаратора 2 и неинвертируюший вход компаратора 3 подключены к выходу элемента 4, вход которого под- 40 ключен к выходу ключа 7. Выходы компараторов подключены к своим входам элемента 5 ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7, а также к своим входам формирователя 6, выход ко- 45 торого через преобразователь 8 подключен ко входу двигателя 10. Вход ключа 7 соединен с выходом задатчика 9 скорости. Если устройство содержит сумматор 11, входы последнего подключаются к выходу пре образователя 8 и задатчика 9, а выходк входу ключа 7.

Реверсивный вентильный преобразователь (см. фиг. 2) состоит из двухфазного трансформатора 12 и управляемых вентилей 13, 14-, 15, 16, образующих катодную и анодную вентильные группы. В цепь постоянного тока включена обмотка якоря двигателя 10. Сглаживающий или уравнителя ные дроссели отсутствуют, поэтому преоб- 6О разователь работает в режиме прерывисто» го тока.

Формирователь 1 опорного напряжения преобразует поступающее на вход напряже ние питания О„„ в два противофазных пи1 лообразных напряжения U u U (см.фиг.3), причем, если график первого из них расположен в области положительных значений напряжений, график второго из них расположен в области отрицательных значений.

Напряжение U с одного выхода формирователя 1 поступает на неинвертирующий вход компаратора 2, а напряжение Q со вторс1 го выхода формирователя 1 — на инвертирующий вход компаратора 3. Эти напряж ния сравниваются с напряжением 04, поступающим на другие входы компараторов с выхода запоминающего элемента 4. При положительном значении напряжения g компаратор 3 не работает, т.е. он не формирует на выходе импульсы с частотой напря1 жения О, в то время как на выходе компаратора 2 формируется импульсное напряжение U, причем фронты импульсов напряжения U во времени соответствуют моментам равенства напряжений U u U При отрицательном значении напряжения У, не работает компаратор 2, а на выходе компаратора 3 появляется импульсное напряжение

U> фронты импульсов которого во времени совпадают с моментами равенства напряжений 0 и U4 . При указанном включении вхс» дов компараторов полярность их выходных импульсов одинакова, а перевод каждого компаратора в рабочее состояние осуществляется установкой соответствующей поля рности.

Напряжения U иУэпоступают на формирователь 6 отпираюших импульсов, выходные импульсы которого поступают на вход реверсивного вентильного преобразователя 8 так, что при работе компаратора 2 работает одна вентильная группа, например вентили

13, 14, а при работе компаратора 3 - другая вентильная группа пробразователя 8.

Следовательно, если положительному напряжению У, соответствует определенное направление вращения двигателя 10, то при изменении полярности U èçuåíÿåòñÿ также знак скорости двигателя.

Напряжениями и U поступают на входы элемента 5 ИЛЙ, выходное яжее которого поступает на управляющий вход ключа 7. Ключ открывается в данном случае при отрицательном потенциале на управляющем входе и запирается при положительном. Таким образом, напряжение на запоминающий элемент 4 со входа ключа

7 поступает только в интервалы времени, 551784 соответствующие отрицательным значениям напряжения У .При положительном напряжении V> напряжение на запоминающем элементе остается неизменным и равным напряжению на входе ключа на предшествую- 5 щем интервале его открытого состояния, На вход ключа 7 поступает постоянное напряжение U с выхода задатчика скорости. Если устройство управления содержит сумматор, на вход ключа поступает напря- 10 жение О р представляющее собой разницу напряжений Пя и V8 р поступающих на входы сумматора 1 1 ..

E напряжение э. д. с. обмотки якоря двигателя. l5

Рассматривается работа устройства при скачкообразном изменении напряжения на входе ключа 7 в момент времени t .В этот момент в открытом состоянии иаходится вентиль 14, подключенный ко вторичной 20 обмотке трансформатора 12 с напряжением

I 1г

В момент т. напряжение U не изменяет

4 полярности, поэтому отпирающие импульсы, обеспечиваюи,ие открывание вентиля 15 25 или 16 второй вентильной группы, не формируются. Этим обеспечивается исключение тока короткого замыкания в преобразователе до момента t2 когда открывается

2 р ключ 7 и полярность напряжения („(из- 0

4 меняется. Поскольку длительность рабочего участка пилообразного напряжения равна половине периода напряжениями мопитр мент Ь совпадает или следует после пер ехода

Ц„через нуль. После момента -(отпирающие импульсы в момент поступают на вентили

15 и 16 р но вентиль 15 не открывается, так как между анодом и катодом его приложено отрицательное напряжение U

12

К вентилю 16 в момент 1 приложено положительное анодное напряжение, он открывается, но ток короткого замыкания между вентилями 14 и 16 протекать не может р так как в контуре этих вентилей нет источника э. д. с. Вентиль 15 отпирается через пэлпериода после открытия вентиля 16, но к этому моменту вентиль

14- закрываетсяртак как преобразователь работает в прерывистом режиме, в результате чего ток в каждом вентиле падает до нуля в течение одного периода питающего напряжения.

Следовательно, в предложенном уст ройстве управления двигателем постоянного тока исключаются условия возникновения тока короткого замыкания в реверсивном вентильном преобразователе, в результате чего отпадает необходимость использования ограничивающих его величину сопротивлений. Благодаря этому увеличивается к.п.д., а также уменьшаются вес и габариты устройства.

Формула изобретения

Устройство управления двигателем постоянного тэка, содержащее двухфазный реверсивный вентильный преобразователь, задатчик скорости, два кэмпаратэра с инвертирующим и неинвертирующим Входами, формирователь опорных напряжений и фэрMHpoBBòeëü этпира1эщих импульсов, ири ем неинвертирующий вход первого кэмпapатэра и инвертирующий вход втэрого кэмиаратора подключены к своим выходам формирователя опорных напряжений, а выходы кэ1 и1аратэ» ров через формирователь от1и1раюри11х импульсов подключены кэ входам реверсивного вентильнэгэ преобразователя, 3 т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 1овышения к. п. д. и уменьшения габаритов устройстварвнего введены элемент ИЛИ, ключ и запоминающий элемент, причем инвертирующий вход первого кэмпаратэра и неинвертирующий вход второго компаратора через запоминающий элемент пэдклк чены к выходу ключа, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, а управляющий вход ключа подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам компараторэв.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Волков Л. П., Никонов E. С. Следящая система с широкой полосой пропускания. Сб. Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве,т. 1,"Энергия"> М., 1971.

2. Тиристоры. Технический справочник под. ред. Лабунцова В. Л., Обухова С. Г. и Свиридова А. Ф., изд. 2-е, дополненное, "Энергия", 1971 (прототип).

551784

О

0

U рг.

Составитель Г. Филиппов

Редактор Т. Загребельная Техред А. Богдан Корректор А. Власенко

Заказ 135/32 Тираж 902 Подписное

IlHNNHN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4