Электрический привод

Электрический привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Эй ?6573

СССР Класс 21с, 59ip

2И, 4!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. A. Булгаков

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВО

Заявлено 20 мая 1948 года в Комитет по изобретениям и открытиям при Совете Министров СССР 3а М 379132

Опубликовано 30 сентября 1949 года

Предлагается бесколлекторный регули руемый,ионный электропривод с электронным автоматическим управлением, состоящий,из асинхронного двигателя с фазным ротором, соединенным через неуправляемый выпрямитель любого типа с ионным инвертором. Последний обеспечивает регулирование скорости двигателя в диапазоне от нуля до скорости, близкой к синхронной,,с постоянным моментом путем рекуперации энергии скольжения в сеть.

С целью получения устойчивых механических характеристик, пригодных для практического применения по ьсему диапазону регулирования, управление инвертором осуществляется автоматвческим регулятором напряжения ротора (в частности электронным), который поддерживает заданное командо-аппаратом напряжение на кольцах .ротора путем изменения момента зажигания инвертор а.

Электронный регулятор, включается по схеме, содержащей три цепи, одна из которых слулсит для стабилизации напряжения ротора на уровне, заданном командо-аппаратом скорости, вторая обеспечивает требуемую жесткость механических характеристик, а третья автоматически ограничивает ток двигателя при перегрузках (это дозволяет врименять пуск двигателя прямым включением, а реверс и торможение — противовключением при токах, не превосходящих заданных).

На фиг. 1 изображена электрическая схема элекгропривода; на фиг. 2 — схема управления пускателем; на фиг. 3 — диаграмма характеристик привода.

При скорости двигателя 1 ниже синхронной (если пренебречь кажущейся индуктивностью) напряжение на кольцах ротора последнего пропорционально скольжению. Это напряжение:выпрямляется выпрямителем 2 и подводится к инвертору 8.

Последний через трансформатор 4 или автотрансформатор:включен в сеть, питающую статор двигателя 1.

Ток в роторе двигателя, а следовательно, и его момент будет зависеть от угла зажигания инвертора и от выпрямленного на пряжения ротора, пропорционального скольжению.

Таким образом, меняя угол зажигания при данном значении момента статического соп ротивлен ия, можно менять скольжение и скорость двигателя.

Однако .регулирование скорости такого электропривода в широком диапазоне практически неосуществимо вследствие того, что механиче269 № 76573

2 ские характеристики при постоянных углах зажигания инвертара были бы неустойчивыми,и имели бы примерно такой же характер, как при регулировании скорости реостатом в цепи .ротора (кривые а на фиг. 3).

Предлагаемая схема обеспечивает устойчивое регули рав ание сиор ости в широком диапазоне, благодаря применению автоматического регулирования скорости двигателя посредством регулирования напряжения на кольцах, ротора (или частоты ротор а) .

Автоматический регулятор .не только обеспечивает устойчивое регулирование скорости, но и дает широкие воэможности получать требуемые механические характеристики.

Автоматический, регулятор мо кет быть осуществлен в различных фор мах исполнения, п ричем наиболее совершенным является регулятор с применением электронных усилителей.

Электронный авто|регулятор состоит из трех основных цепей, выполняющих следующие функции.

1. Стабилизация напряж е н и я р о т о,р а, Выпрямленное напряжение ропора сравнивается в мостовой индикаторной схеме, состоящей из сопротивлений, с командным напряжением на потенциометре 5 командо.аппарата скорости.

Полученный сигнал, про порциональный отклонению напряжения ротора от значения, заданного потенциометро м 5, управляет сетками инверто ра посредством двухкаскадного усилителя б — 7 и пиктрансформатора 8 с подмагничивающей обмоткой. При этом получается замкнутая цепь с отрицательной обратной связью, благода|ря чему с уменьшением напряжения ротора угол зажигания инвертора и среднее значение его,выпрямленного напряжения увеличиваются, чем уменьшают отдачу тока в сеть и момент двигателя. В,результате скорость двигателя уменьшается, а скольжение и напряжение .ротора увеличиваются до величины, близкой к заданной. При увеличении:напряжения!pото ра имеет место обратная зависи мость.

Пиктранофо рматор 8 включен в диагональ индуктивного, мостика с

270. дросселем 9, обеспечивающим по- стоянный начальный сдвиг фаз.

Точность стабилизации .напряжения определяется коэфициентом усиления цепи обратной связи. Потенциометр 10 служит для начальной подгонки напряжений инвертора.

2. К о м п а у н д и:р о в а н и е м ех а н иче с ких х asap а кте рист и к. При постоянном напряжении на .кольцах ротора, обеспечиваемом рассмотренной выше цепью обратной связи, скорость двигателя будет с увеличением нагрузки несколько увеличиваться, вследствие падения напряжения, обусловленного кажущейся индуктивностью ротора (кр,ивые б на фиг. 3), Для получения постоянства скорости или снижения ее до по ребной величины при увеличении нагрузки в схеме предусмотрена цепь .компаундирования.

Она имеет назначение вводить в индикаторную схему пе!рвой стабилизи рующей цепи последовательно с напряжением ротора составляющую на пряжения, пропорциональную току ротора и, следовательно, моменту двигателя.

Указанная составляющая складывается с измеряемым напряжением ротора. Поэтому первая стабилизирующая цепь, поддерживая на постоянном уровне уменьшенное значение измеряемого напряжения, обеспечивает требуемое компаундирование скорости (кривые в,на фиг. 3).

Компаундирующая составляющая вводится в цепь .роторного напряжения при помощи потенциометра 11.

Потенциометр питается напряжением, пропорциональным току инвертора и,ротора, через выпрямитель 12 от трансформатора тока 18 в анодных цепях ин вертора. Этим же потенциомепром задается желаемая степень компаундирования хар а ктер исти к.

3. Ограничение тока,при динамических и статических пер его уз.ках. Ограничение тока и нвертора (следовательно, и ротора. и статора двигателя) достигается посредством цепи ограничения тока следующим путем. В мостовой индикато рн ой схеме из сопротивлений сравниваются напряжение, пропорциональное току, полу№ 76573 чаемому от того же,выпрямителя 12, что и для цепи компау ндирсвания, и командное, напряжение с потенциоиетра 14.

Полученный сигнал через ламповый усилитель 15 воздействует на второй каскад 7 цепи стабилизации напряжения.

Пока ток меньше предельного значения, заданного потенциометром 14, ламповый усилитель 15 заперт и цепь не действует. П ри нагрузках она вступает в действие и, увеличивая среднее значение напряжения инвертора, уменьшает ток, поддерживая его на уровне, близком к предельному, пока не исчезнет причина, вызвавшая перегрузку.

Цепь ограничения тока не только предохраняет аноды инвертора от перегрузок, но и позволяет применить пуск, реверс и торможение противовключением при безопасном заранее заданном значении тока.

Управление .реверсивным электроприводом осуществляется .кнопками магнитного пускателя 16 — 17 стандартного типа. Скорость регулируется потенциомепром 5.

Кроме обычной защиты со стороны статора при помощи термического реле 18 пускателя, предусматривается максимальная защита со стороны ротора посредством реле 19, которое при опасных, перегрузках, превышающих предельное значение тока, одним контактом, разрывает цепь питания пускателей, а другим отключает сеточный пиктрансформатор 20.

Если в качестве инверторов применены тиратроны, то для защиты катодов п редусматривается блокировка, не допускающая включения в цепь непрогретых тиратронов. Блокировка осуществляется при помощи реле времени 21 (на схеме реле с защелкой), замыкающего цепь питания пускателей.

Для пресдоления инерции при кнопочнок пуске двигателя с заранее заданной потенциометром 5 скоростью на сетку лампозого усилителя 15 прои отключенном двигателе подается ложный сигнал нормально замкнутыми блокконтактами пускателей, Действие этого сигнала после включечия пускателя инерционным конту ром в цепи сетка-анод лампового усилителя 15 затягивается на время, достаточное для вступления в действие цепи ограничения тока.

Предлагаемый электроп р ивод обеспечивает такие же совершенные регулировочные характеристики, как электропровод с двигателем постоянного тока и электронным управлением. К роме того, он обладает преимуществами, к .которым следует отнести:

1) применение простой и надежной асинхронной машины вместо двигателя постоянного тока, основным,недостатком которого является при наличии коллектора ухудшение коммутации при питании от управляемых выпрямителей;

2) быстроту и экономичность .пуска, реверса и торможения прямым выключением и протиновыключением;

3) устойчивость работы привода при «ползучих» скоростях;

4) простоту схемы автоматического управления всего привода и схемы электронного регулятора.

Предмет изобретения

1. Электрический привод, состоящий из асинхронного двигателя с фазовым ротором,,неуправляемого выпрямителя, присоединенного к кольцам ротора, и ионного инвертора, возвращающего энергию скольжения в питающую сеть переменного тока, отл ичающийся тем, что, с целью получения устойчивых механических характеристик, применен регулятор любого типа (например, электронный), поддерживающий заданное командо-аппаратом напряжение,на кольцах ротора путем изменения монумента зажигания инвертор а.

2. В приводе по п. 1 применение электронного регулятора, включенного по схеме, содержащей три цепи, из которых одна поддерживает заданное напряжение,на кольцах ротора, вторая поддерживает жесткость механической характеристики, а третья — ограничивает ток двигателя при перегрузках. )(1