Устройство для управления двигателем постоянного тока

Союз Советсиик Социапистичесинз Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ)М. Кл присоелинением заявки М Н 02 Р 3/14 вудврстеаеыб квинтет СССР3) Приоритет Опубликов нам нзобретеннй о 07. 10. 81Бюллетень Юкования описания 07, 10) Заявитель нинградский ордена Лени им. М. И(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПОСТОЯННОГО ТОКА АТЕЛЕ оприводах посв регулируемых этоянного тока.Известны элек троприводы с тиристорными импульсными усилителями, соеди 5 ненными в мостовую схему, у которых осуществляется поочередная коммутация тиристоров 1 . Недостатком их является низкий КПД в периоды тормо 10 жения двигателя, так как эергия, вырабатываемая двигателем, расходуется только на нагрев якорной обмотки, т.е. передача энергии торможения в питающую сеть исключена.5Ьаиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления двигателем постоянного тока 2, содержащее две мостовые схемы на тиристорах и об", атньхдиодах, в общую диагональ которых включен двигатель, два коммутирующих трансформатора, первичные обмотки которых подключены к выходам,е ус ст стигается за ойство для у Эта цель дго, что в уст т то- ления Изобретение относится к электотехнике и может быть использова узла искусственной коммутации, а втсричные включены последовательно вцепи питания тиристорной мостовойсхемы от выпрямителя, вход которогосоединен со вторичной обмоткой сетевого трансформатора, и модулятор длительности, вход которого соединен свыходом задающего блока, а выходы -с управляющими электродами тиристоров. В этом устройстве, с целью, частичного устранения отмеченного недостатка, между полюсами источникапитания и тиристорной группой введеныдополнительные тиристоры, шунтированные резисторами. Однако энергия торможения при этом выделяется на доголнительных резисторах, что не повышает КПД устройства в целом, таккак передача энергии торможения в сеть по-прежнему исключена. Целью изобретения является повыше"87289 50 двигателем постоянного тока, содержацее две мостовые схемы на тирис"торах и обратных диодах, в общую диагональ которых включен двигатель,два коммутирующих трансформатора, первичные обмотки которых подключены квыходам узла искусственной коммутации, а вторичные включены последовательво в цели питания тиристорноймостовой схемы от выпрямителя, входкоторого соединен с вторичной обмоткой сетевого трансформатора, имодулятор длительности, вход которого соединен с выходом задающего блока, а выходы - с управляющими электродами тиристоров введен инвертор,ведомый сетью, вход которого соединен с дополнительной обмоткой сетево-,го трансформатора, регулирующий входс выходом задающего блока, а силовой вход - с выходом диодной мостовой схемы, причем одна из ветвейпоследней выполнена на тиристорах,управляющие электроды которых соединены с выходом модулятора длительности,Принципиальная схема устройства показана на чертеже.Устройство содержит силовые тиристоры 1-4, образующие мост, в диагональ которого включен якорь двигателя 5, Общий вывод силовых тиристоров 2,3 через вторичную обмоткукоммутирующего трансформатора 6 соединен с положительным полюсом выпрямителя 7. Общий вывод тиристоров 1,4через вторичную обмотку коммутирующего трансформатора 8 соединен с отрицательным полюсом выпрямителя 7.Первичные обмотки трансформаторов 6 и 8 подключены к соответствую-,щим выходам узла искусственной коммутации 9,Выход выпрямителя 7 шунтирован кон.денсатором 10 фильтра.Тиристоры 11,12 и обратные диоды 13,14 образуютвстречный мост, в диагонали которого включен якорь двигателя 5. Общийвывод тиристора 12 и диода 13, а так.же общий вывод тиристора 11 и диода14 соединены с входом инвертора 15напряжения ведомого сетью, выход которого подключен к дополнительнойобмотке сетевого трансформатора 16.Выпрямитель 7 также питается от вторичной обмотки трансформатора 16.Задающий блок 17 подключен к регулирующему входу инвертора 15 и к входумодулятора 18 длительности, выходы 4которого соединены с управляющими электродами всех тиристоровУстройство работает следующим образом.Включение схемы осуществляетсяподачей импульсов на управляющиевходы тиристоров одной из диагоналей тиристорного моста и на один издополнительных тиристоров.Допустим, что включаются тиристоры 1,3 и тиристор 121 на управляющий вход которого поступает постоянный отпирающий сигнал. При этомякорь двигателя подключен на выпрямитель 7 и через двигатель течетток. На интервале отключения тиристоров 1,3 под действием запирающих импульсов трансформаторов 6 и 8ток якоря двигателя будет замыкатьсячерез открытый тиристор 12, инвертор15 и диод 14 благодаря действию ЭДСсамоиндукции якорной обмотки. В этотпериод происходит передача энергииот двигателя в питающую сеть черездополнительную вторичную обмотку трансформатора 16, которая подключена квыходу инвертора 15. В установившемся режиме работы двигатель 5 вращается со скоростью, заданной относитель"ной продолжительностью включения тиристоров 1,2, формируемой блоком 17.Одновременно с этим блок 17 устанавливают через регулирующий вход инвертора 15 величину ЭДС инвертора, примерно равную ЭДС якоря двигателя, и 35создает оптимальным условие для рекуперации энергии от двигателя впитающую сеть. С изменением относительной продолжительности включениятиристоров 1 3 устанавливается новоезначение скорости машины, новое значение ЭДС двигателя и примерно равноеему новое значение ЭДС инвертора 15,т.е. оптимальный режим работы двигателя 5- и инвертора 15 сохраняется. Это 5;позволяет иметь малый уровень пульсаций тока в нагрузке и сделать минимальными перенапряжения в якорной обмотке 5. При реверсе машины отключаются импульсы с управляющих электродов тиристоров 1,3. Тиристоры 1,3 закрываются, и ток якоря двигателя 5 протекает под действием ЭДС самоиндукциичерез тиристор 12, инвертор 15 и . диод 14, осуществляя передачу энергии,накопленной в электромагнитных цепях машины, в питающую сеть. С уп871 равляющего входа тиристора 2 также снимается отпирающий сигнал . Это состояние схемы сохраняется до тех пор, пока ток якоря двигателя не упадет до нуля и тиристор 12 не закроется. За- тем с выхода модулятора 18 начнут подаваться импульсы на управляющие входы тиристоров 2,4 и отпирающий сигнал на вход тиристора 11. Происходят включение второй диагонали тиристорного моста и реверс напряжения на якоре двигателя. Временная пауза между отключением первой и включением второй диагонали нужна для спадания тока якоря до нуля и закрытия тиристора 12, который не имеет своего ком. мутирующего трансформатора. В противном случае при открытии тиристрров 2,4 второй диагонали ток источника питания через тиристор 12 и диод 14 течет иа инвертор 15 и параллельно работают двигатель 5 и инвертор 5 от источника питания.Рассмотрим теперь работу двигателя от второй диагонали при включе25 нии тиристоров 2 и 4. Ток якоря двигателя под действием источника питания и ЭДС двигателя 5, которые теперь имеют одинаковое направление, резко увеличиваются. На интервале от 30 ключения тиристоров 2 и 4 ток под действием ЭДС самоиндукции якорной обмотки течет через диод 13 и тиристор 11 на вход инвертора 15при этом происходят передача энергии торможения в питающую35 сеть и уменьшение тока в якорной цепи, Повторное включение силовых тиристоров приводит к закрытию тиристора 1 встречным напряжением источника питания и к росту тока в якор 40 ной обмотке.Таким образом, передача энергия торможения двигателя происходит толь. ко на этапе отключения тиристоров 2, 4 и изменением относительной продолжительностью включения силовых тиристоров можно регулировать величину ,тормозного тока двигателя 5 и сле довательно, интенсивность торможения. Одновременно с изменением относитель. ной продолжительности включения дви гателя и пропорционально этой величине происходит регулирование величины ЭДС инвертора 15. В общем случае при необходимости можно устанав ливать различные соотнойения между ЭДС двигателя 5 и ЭДС инвертора 289 615 путем включения на управляющий вход иневртора 15 нелинейного блока.По мере торможения двигателя 5 скорость уменьшается, и с изменением на правления вращения режим противовключения с отдачей энергии торможения в питающую сеть заменяется двигательным режимо работы, который был расф. смотрен вьше. Таким образом, устройство позволяет осуществить эффективное торможение двигаРеля и обеспечивает передачу энергии, накопленной в механических звеньях машины, в питающую сеть, что приводит к существенному увеличению КПД электропривода. Формула изобретения Устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащеедве мостовые схемы на тиристорах иобратных диодах, в общую диагональкоторых включен двигатель, два коммутирующих трансформатора, первичные об.мотки которых подключены к выхо -дам узла искусственной коммутации,а вторичные включены последовательно в цепи питания тиристорноймостовой схемы от выпрямителя, входкоторого соединен с вторичной обмоткой сетевого трансформатора, и модулятор длительности, вход которогосоединен с выходом задающего блока,а выходы - с управляющими электродами тиристоров, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения КПДустройства, в него введен инвертор,ведомый сетью, выход которого соединен с дополнительной обмоткой сетевого трансформатора, регулирующий вход -с выходом задающего блока, а силовойвход - с выходом диодной мостовойсхемыпричем одна из ветвей последней выполнена на тнристорах, управляющие электроды которых соединены с выходом модулятора длительности.Источники информации,принятые,во внимание при экспертизеГлазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводахпостоянного тока. - Л., "Энергия",1973, с. 238-239,2. Авторское свидетельство СССРУ 414696, кл. Н 02 Р 7/24, 1971 (прототип)..у ППН д, ул. Проектная,Заказ 8452/27 Тираж 733ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4