Электрический привод

гак ИЙ ПР ЛЕКТРИЧ открытн итет по изобретенияв СССР за М 3791сентября 1949 года аявлено 20 мая 1948 года в Ко при Совете Министр Опубликовано 30Предлагается бесколлекторный регулируемый,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 синхроннойс 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 частно. сти 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 служит 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 - противо- включением при токах, не превосходящих заданных).На фиг. 1 изображена электрическая схема элекпропривода; 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 3. 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 напряжения ротора, пропорционального скольжению. Таким образом, меняя угол зажигания при данном значении момента статического сопротивления, можно менять скольжение и скорость двигателя.Однако регулирование скорости такого электропривода в широком диапазоне практически неосуществимо вследствие того, что механиче 269ские характеристики при постоянных углах зажигания инвертора 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 регулирование сюрости в широком диапазоне, благодаря применению автоматического регулирования окорасти двигателя посредством регулирования напряжения на кольцах, ротора (или частоты ротора) .Автоматический регулятор не только обеспечивает устойчивое регулирование скорости, но и дает широкие воэможности получать требуемые механические характеристики.Автоматический, регулятор может быть осуществлен в различных фор мах исполнения, причем наиболее совершенным является регулятор с применением электронных усилителей.Электронный авторегулятор состоит из трех основных цепей, выполняющих следующие функции.1. Стабилизация напряж е н и я р о т о р а, Выпрямленное напряжение ротора сравнивается в мостовой индикаторной схеме, состоящей из сопротивлений, с командным напряжением на потенциометре б командо.аппарата скорости.Полученный сигнал, пропорциональный отклонению напряжения ротора от значения, заданного потенциометром б, управляет сетками инвертора посредством двухкаскадного усилителя б - 7 и пиктрансформатора 8 с подмагничивающей обмоткой. При этом получается замкнутая цепь с отрицательной обратной связью, благодаря чему с уменьшением напряжения ротора угол зажигания инвертора и среднее значение его,выпрямленного напряжения увеличиваются, чем уменьшают отдачу тока в сеть и 1 момент двигателя. В,результате скорость двигателя уменьшается, а скольжение и напряжение,ротора увеличиваются до величины, близкой к заданной. При увеличении:напряжения ротора имеет место обратная зависимость.Пиктраноформатор 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 начальнойподгонки напряжений инвертора,2, Компаундирование мех а н иче с ких х ар а ктер истии к. При постоянном напряжениина,кольцах ротора, обеспечиваемомрассмотренной выше цепью обратной связи, скорость двигателя будетс увеличением нагрузки несколькоувеличиваться, вследствие падениянапряжения, обусловленного кажущейся иидуктивностью ротора (кр,ивые б на фиг, 3), Для полученияпостоянства скорости или сниженияее до поребной величины при увеличении нагрузки в схеме предусмотрена цепь компаундирования.Она имеет назначение вводить виндикаторную схему первой стабилизирующей цепи последовательно снапряжением ротора составляющуюнапряжения, пропорциональную току ротора и, следовательно, моменту двигателя,Указанная составляющая складывается с измеряемым напряжениемротора, Поэтому первая стабилизирующая цепь, поддерживая на постоянном уровне уменьшенное значение измеряемого напряжения, обеспечивает требуемое компаундирование скорости (кривые в,на фиг, 3).Компаундирующая составляющаявводится в цепь роторного напряжения при помощи потенциометра 11.Потенциометр питается напряжением, пропорциональным току инвертора и,ротора, через выпрямитель 12 от трансформатора тока 18в анодных цепях инвертора. Этимже потенциомепром задается желаемая степень компаундирования характеристикти к.3. Ограничение тока,придинамических и статических пер его узках. Ограничение тока инвертора (следовательно,и ротора. и статора двигателя) достигается посредством цепи ограничения тока следующим путем, В мостовой индикато 1 рной схеме из сопротивлений сравниваются напряжение, пропорциональное току, получаемому от того же,выпрямителя 12,что и для цепи компаундирования, икомандное, напряжение с потенциоиетра 14.Полученный сигнал через ламповый усилитель 15 воздействует навторой каскад 7 цепи стабилизациинапряжения.Пока ток меньше предельного значения, заданного потенциометром 14,ламповый усилитель 15 заперт ицепь не действует. При нагрузкахона вступает в действие и, увеличивая среднее значение напряженияинвертора, уменьшает ток, поддерживая его на уровне, близком кпредельному, пока не исчезнет причина, вызвавшая перегрузку.Цепь ограничения тока не толькопредохраняет аноды инвертора отперегрузок, но и позволяет применить пуск, реверс и торможение противовключением при безопасном заранее заданном значении тока.Управление реверсивным электроприводом осуществляется кнопкамимагнитного 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 значениетока, одним контактом, разрываетцепь питания пускателей, а другимотключает сеточный пиктрансформатор гО.Если в качестве инверторов применены тиратроны, то для защитыкатодов предусматривается блокировка, не допускающая включения вцепь непрогретых тиратронов. Блокировка осуществляется при помощиреле времени 21 (на схеме реле сзащелкой), замыкающего цепь питания пускателей,Для преодоления инерции прикнопочнок пуске двигателя с заранее заданной потенциометром 5 скоростью на сетку лампозого усилителя 15 прои отключенном двигателеподается ложный сигнал нормальнозамкнутыми блокконтактами пускателей, Действие этого сигнала послевключечия пускателя инерционным контуром в цепи сетка-анод лампового усилителя 15 затягивается на время, достаточное для вступления в действие цепи ограничения тока.Предлагаемый электропривод обеспечивает такие же совершенные регулировочные характеристики, как электропровод с двигателем постоянного тока и электронным управлением, Кроме 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 раооты привода при ползучих скоростях;4) простоту схемы автоматического управления всего привода и схемы электронного регулятора. Предмет изобретения1, 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, отличающийся 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 инвертора.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.