Устройство для регулирования постоянного напряжения на двигателях постоянного тока для подвижного состава с централизованным источником электроснабжения

Устройство для регулирования постоянного напряжения на двигателях постоянного тока для подвижного состава с централизованным источником электроснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 930552

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТЬРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 737930 (22)Заявлено 28.05.79 (2I) 2770060/24-07 .с присоединением заявки РЙ (23)0риоритет.(5 l ) М. Кл.

H 02. Р 5/16

3Ъеудерстевниый кенитвт

СССР ив делен иее4ретеиий и открытий

Опубликовано 23. 05. 82 ° бюллетень Рв 19

Дата опубликования описания 25. 05. 82 (53) УДК 621. 316. . 71 (088. 8) (72) Автор изобретения

А. П. Кругликов

Казахский политехнический институт им. В.И. Ленйна- — --.---.. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ НА ДВИГАТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ЦЕНТРАЛИЗОВАНН6!И

ИСТОЧНИКОИ ЭЛЕКТРОСНА6ЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро- технике, в частности к электроприводам постоянного тока с тиристорными широтно-импульсНыми преобразователями.

По основному авт. св. 4" 737930 известна система импульсного управления электродвигателем постоянного тока, содержащая шунтированный обратным диодом электродвигатель, подключенный через силовой тиристор к импульсному источнику постоянного напряжения, формирователь импульсов, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, и подключен-, ную к источнику управляющего напряжения последовательную цепь из зарядного резистора и конденсатора, общая точка которых через стабилитрон соединена со входом генератора импульсов (1 ).

Известная система обеспечивает плавное регулирование скважности напряжения на нагрузке, но без необхо- . димого во многих случаях ограничения тока нагрузки на заданном уровне, что ограничивает возможности применения системы.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей системы импульсного управления элек-тродвигателем постоянного тока.

Цель достигается тем, что в систему дополнительно введены транзистор, шунтирующий разрядный тиристор, Т-образный RC-фильтр, включенный между источником управляющего напряжения и базой транзистора, и трансформатор,. первичная обмотка которого включена последовательно в цепь питания шунтированного обратным диодом электродвигателя, а вторичная шунтирована резистором и через .последовательно соединенные диод и стабилитрон подключена параллельно конден" сатору RC-фильтра.

На фиг. 1 показана схема системы

„4 импульсного управления электродвига-.

552

3 930 телем постоянного тока; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие ее работу.

Система содержит подключенный к положительному полюсу источника импульсного напряжения диод 1, через который питается формирователь импульсов 2, и зарядный резистор 3, шунтированный транзистором 4, база которого через резистор 5 подключена к конденсатору 6 и резистору 7, конденсатор 8, параллельно которому подключена цепочка из резистора 9, тиристора 10„ к катоду которого подключен диод 11, а к аноду - стабилитрон 12. В цепь нагрузки включены силовой тиристор 13, двигатель 14, шунтированный диодом 15, первичная обмотка 16 трансформатора 17, вторичная обмотка 18 трансформатора шунтирована резистором 19 и одним выводом подключена к цепочке: диод 20 и стабилитрон 21. Элементы 5-7 образуют Т-образный RC-фильтр, вход которого соединен с источником управляющего напряжения.

Схема управления и силовая часть питаются, напряжением импульсной

Формы с посто;:нной скважностью (фиг. 2а). Среднее напряжение, подводимое к нагрузке, зависит от момента открывания тиристора 13 в пределах импульсов питающего напряже" ния.

Регулирование момента .открыва" ния тиристора 13 осуществляется следующим образом.

При 0 =0 транзистор 4 закрыт.

При поступлении счередного импульса питающего напряжение конденсатор

g заряжается практически только через резистор 3. При этом напряжение на конденсаторе 8 достигает пробивного напряжения стабилитрона 12 в конце питающего импульса. В этот момент запускается формирователь импульсов 2 и открывается тиристор 13.

К нагрузке пропускается небольшая часть импульса напряжения (фиг. 2б).

В последующей паузе тиристоры 10 и

13 восстанавливают .свои запирающие свойства. Ток в якоре (фиг. 2в) до поступления очередного импульса протекает за счет электромагнитной энер гии двигателя через диод 15.

По мере увеличения О„ уменьшается сопротивление в цепи заряда конденсатора 8 и время его заряда. Это

1$

2$

3$

4$

$0

4 приводит к увеличению длительности импульсов (фиг. 2д), пропускающих тиристором 13 к нагрузке и среднего тока в .цепи якоря (фиг. 2е), В силовой цепи ток нагрузки имеет две формы: непрерывную - в цепы якоря (фиг. 2в, е) и импульснуюв силовом тиристоре 13 и первичной обмотке 16. За один период питающего напряжения на обмотке 18 наводится дважды импульсная ЭДС; в моменты открывания и закрывания тиристора

l3, причем при открытом тиристоре

13 ЗДС не влияет на работу тиристора 4; так как не пропускается дио . дом 20.

При закрытом тиристоре 13 энергия, запасенная в индуктивности трансформатора тока, рассеивается на резисторе 19, создавая на нем спадающее напряжение от значения, пропорционального току двигателя в момент выключения тиристора 13. Коэффициент пропорциональности при этом зависит от величины резистора 19 и соотношения витков обмоток трансформатора

17 (Фиг. 2г, ж), Такая форма сигнала удобна для введения в цепь обратной связи тем, что импульс подается в паузе и сглаживать его нет необходимости. В приведенной схеме реализуется задержанная обратная связь по току. При некоторой величине тока нагрузки сумма напряжений на конденсаторе 6 и на обмотке 18 превысят пробивное напряжение стабилитрона

21, и на входе транзистора 4 будет уменьшатьсн открывающий сигнал. Соответственно увеличивается сопротивление s цепи зарядка конденсатора

8 и уменьшается длительность импульса, пропускаемого тиристором l3 к нагрузке. Двигатель будет работать на естественной характеристике до величины тока нагрузки I = 1ото (l - ток отсечки) .

Дальнейшее увеличение тока якоря при увеличении нагрузки зависит от коэффициента обратной связи, величина которого может регулироваться резистором 5.

В динамическом отношении цепь обратной связи представляет звено с запаздыванием. Время запаздывания находится в пределах от g до Т (Т - период следования импульсов).

Поэтому небольшое перерегулирование наблюдается только при ступенчатом увеличении управляющего воздействия.

930552

При нормальных режимах управления и практически любых реальных темпах возмущающих воздействий перерегулирование отсутствует.

Для многих рабочих механизмов цикличного действия необходимо осуществлять разгон двигателя за минимально возможное время. Это достигается при условии разгона двигателя с предельным током нагрузки. Характеристики двигателя, обеспечивающие разгон двигателя с постоянным током якоря, считаются для таких условий оптимальными. Как следует из описания, схемное решение узла обратной связи обеспечивает работу двигателя на оптимальных характеристиках. Достоинством схемного решения является малое количество элементов, т.е. простота схемы и отсутствие инерционных (сглаживающих) элементов. Это дает возможность исключить из прямого канала корректирующие элементы и упростить схему в целом.

Формула изобретения

Устройство для регулирования постоянного напряжения на двигателях постоянного тока для подвижного сос5 тава с централизованным источником электроснабжения пс авт. св. М 737930 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы, в нее дополнительно введены зарядный резистор, Т-образный RC-фильтр, включенный между истдчником управляющего напря-. жения и базой транзистора., и трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь питания, шунтированного обратным диодом электродвигателя, а вторичная обмотка трансформатора шунтирована резистором и через последователь в. но соединенные диод и стабилитрон подключена параллельно конденсатору

RC-фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

h" 737930, кл. H 02 P 5/36, 1978.

930552

Составитель В. Самохин

Редактор П. Коссей ТехредЛ. Пекарь Корректор А ференц

Заказ 3 91/77 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,