Способ управления реверсивным тиристорным сервоприводом

О П И С А Н И Е 23652ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиквисимое от авт. свидетельства Ле 134545/24-7 явлено 20,1,1967 л. 21 с, 57/30 исоединением заявки М ПК Н 02 р ПриоритетОпубликовано 28.Х.1968, Бюллетень МДата опубликования описания 2,11.1969 Комитет по делам аобретений и открыти при Совете Министров СССРики) ти явител ОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЪМ ТИРСЕРВОПРИВОДОМ ЪМ 2 яжения сети, рпстор вклюИзвестен 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 области 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 напрпо отношению к которому этот тчен в запирающем направлении,На фиг. 1 представлена схема управления5 конденсаторным двигателем, выполненная попредлагаемому способу;на фиг. 2 - осциллограммы токов и напряжений, поясняющие работу схемы,Силовые тиристоры 1 4, соединенные20 встречно-параллельно, образуют две пары, спомощью которых осуществляется реверсирование и регулирование скорости двухфазногокороткозамкнутого двигателя 5. Начала обмоток 6 и / двигателя подключены к сети, меж 15 ду концами обмоток включен фазосдвигающпй конденсатор 8, емкость которого выбирается из условий создания кругового поля впусковом режиме, На фиг. 1 показана лишьсхема управления тиристором 1. Его угол за 20 жигания а, регулируется в зависимости от величины заданного сигнала Ь,по вертикальному принципу, т. е, напряжение управленияУуснимаемое с выходной обмотки 9 трансформатора 10 модулятора, сравнивается в це 25 пи эмиттера транзистора 11 с сигналом смещения (1,.Аналогично строятся схемы управления силовых тиристоров 2 - 4, при этом используются напрянсения смещения (/см, и Сси, (фиг.30 2 в, г) и напряжения управления (1 - Уу6065 3снимаемые с выходных обмоток 12 - 14 того же трансформатора модулятора.Величина напряжения 11 , определяется величиной напряжения сигнала С,на входе модулятора 15 и по фазе 11 у, в зависимо сти от знака У либо совпадает с напряже. нием сети, либо находится в противофазе с ним, Если напряжение 11 у, совпадает по фазе с Ь тнрпстор 1 открывается в полуперпод 0(ь(п, в момент и 1= а(см. фпг, 2) . Напряжения 11 у, и У формирующие угол зажигания тирпстора 2, сдвинуты относительно напряжения 1/у, и Усм, на 180, поэтому при том же значении У,в следующий полу- период при со 1=л+Ы откроется тиристор 2, т, е. двигатель будет питаться через тиристоры первой пары. При этом в полупериод 0(к 1(д на схему управления тиристора 3 подается запирающее напряжение У, (показано на фиг. 2, в пунктиром), которое при И)л принимает положительное значение, Если угол наклона кривой напряжения Уу, в точке о 1=д больше угла наклона кривой У то в течение некоторого интервала времени Р напряжение Су, превышает напряжение смещения. Поэтому в момент ю 1=л, Зл,на управляющий электрод тиристора 3 поступает отпирающий импульс. Аналогично этому на управляющий электрод тиристора 4 отпирающий импульс подается в момент о 1=0,2 л, т. е, в начале того полупериода напряжения сети, по отношению к которому этот тиристор включен в запирающем направлении.При изменении знака напряжения Ь,двигатель реверсируется, вторая пара тиристоров становится рабочей, а отпирающие импульсы в момент о 1=0,л, 2 л и т. д. поочередно подаются на тиристоры первой пары.На фиг. 2, а приведены осциллограммы тока сети 1 О, напряжения Усеп, и напряжения на тиристорах второй пары Уп при скольжении двигателя 5=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 1, при этом достигает 20 а (при номинальном фазном токе двигателя 2,75 а), а напряжение Уп отстает почти на 90 относительно У , что свидетельствует о резкой несимметрии напряжений на обмотках двигателя.Если в момент Ы=л, 3 л,на управляющий электрод тиристора 3 подать отпирающий импульс, то под действием положительного анодного напряжения Уп тиристор 3 откроется, и конденсатор 8 начнет разряжаться на сеть через обмотку б. В момент а 1=л+д 3 л+доткрывается тиристор 2 первой пары, и конденсатор оказывается короткозамкнутым через тиристоры 2 и 3. При этом резко 5 10 15 го г 5 30 35 40 45 50 4возрастает разрядный ток 1, протекающий через тиристор 3. У тиристора 2 острый импульс разрядного тока накладывается на рабочий ток, Аналогично, если в момент вам=0,2 л, 4 потпирающий импульс подать на управляющий электрод тиристора 4, то при и 1=и, 2 л+яконденсатор замыкается через тиристоры 1 4, при этом возникает отрицательный импульс тока 1Тиристоры второй пары отключаются при прохождении тока 1 р 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 1 р и 1, и напряжения Ун, управляемые по предлагаемому способу, приведены на фиг. 2,б, Амплитудное значение тока 1 О 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 скольжения, 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 1 р целесообразно ограничить небольшими сопротивлениями или дросселями 1 б и 17,Экспериментальные исследования показали, что двухфазный двигатель 400 вт, 3000 об 1 мин, 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)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 ккоторому этот тиристор включен в запирающем направлении.