Электропривод

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик 1 ц 957398(51)М. Кл. Н 02 Р 5/06 ВЧФЭРетеееай кеектет СВЕКР в делам езебретеекй н отерцтМЛата опубликовання описания 07.09,82(71) Заявитель Ленинградский ордена Ленина политехнический институт нм, М. И. Калинина(54) ЭЛЕКТРОПРИВО 1Изобретение относитснике и может быть исполируемых электроприводахтока,к электротехльзовано в регу.постоянного Известно устройство управленя двигателя постоянного тока 15В этой схеме коммутирующие трансформаторы включены последовательно с силовыми тиристорами между общими точками тиристоров и обратных диодов. Коммутирующие трансформаторы работают поочередно и осуществляют переюпочение силовых тиристоров работающей диагонали. Схема обеспечивает форсированное торможение электродвигателя за счет того, что в момент реверса в непроводяший период образуется контур короткого замыкания для ЭДС двигателя составленный нижним или верхним проводящим тиристором и соответствующим 20 обратным диодом. Этот контур действует до тех пор, пока двигатель не изменит знак ЭДС якоря двигателя. В проводящий период двигатель работает в режиме противовключения, когда источник питания действует согласно с ЭДС двигателя. В результате в якорной цепи образуются значительные тормозные токи,неуправляемые со стороны тиристорногоключа и вызывающие существенную перегрузку двигателя. Энергия, вырабатываемая двигателем в период торможения,расходуется только на нагрев якорнойобмотки, передача энергии торможенияв питающую сеть исключена, Двигательимеет геудовлетворительные характеристики в тормозном режиме, КПД такойсхемы низкий за счет увеличения тепловых потерь в якорной обмотке,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод, содержащий электродвигательпостоянного тока, якорная обмотка которого вютючена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов,два коммутирующих трансформатора, первичные обмотки которых подключ ны квыходам блока искусственной коммутации, 3 9573 одни выводы вторичных обмоток подключены к диагонали управляемого моста, а вторые - к обкладкам конденсатора, подключенного к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подклточен к одной 5 вторичной обмотке сетевого трансформатора, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора, ведомого сетью, подключенного силовым входом в диагонали полууправляемого моста, за- О дающий блок, выход которого подключен к управляющим входам инвертора, ведомого сетью, и моделятора длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров управляе мого моста 2 Основной недостаток известного устройства состоит в том, что схема осуществляет передачу энергии в сеть при работемашины в двигательном режиме на интервале закрытия силовых тиристоров,Это обусловлено тем, что в цепь обратнътх диодов и тиристоров включен инвертор, ведомый сетью, который функционирует независимо от режима работы машины, передача энергии, накопленной индуктивностью якорной обмотки машины всеть, приводит к увеличению пульсацийтока в нагрузке, снижению КПД двигате-36ля и преобразователя, так как всякоепреобразование энергии связано с ее потерями,Пель изобретения - увеличение КПД.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены дополнительный Зтиристор, датчик скорости электродвигателя и логический блок, управлятотпиевходы которого соединены с выходамизадающего блока и датчика скорости, авыходы подключены к управляющим элек- фОтродам тиристоров полууправляемого моста. и дополнительного тиристора, шунтирующего силовой вход инвертора, ведомого сетью,На чертеже представлена схема уст- ффройства.Устройство содержит электродвигатель1, якорная обмотка которого включена вобщую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, собранных соответ- оственно на тиристорах 2-5, тиристорах6 и 7 и диодах 8 и 9, два коммутирующих трансформатора 10 и 11, первичные обмотки которых подключены к выходам блока 12 искусственной коммута- Иции, однивыводы вторичных обмоток.подключены к диагонали управляемогомоста, а вторые -к обкладкам конденса 98 фтора 13, подключенного к выходу выпрямителя 14, вход выпрямителя подключен к одной вторичной обмотке сетевого . трансформатора 15, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора 16, ведомого сетью, подключенного силовым входом к диагонали полууправляемого моста, задающий блок 17, выход которого подключен к управляющим входам инвертора 16, ведомого сетью, и модулятора 18 длительности,выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров 2-5 управляемого моста, дополнительный тиристор 19, датчик 20 скорости электродвигателя и логический блок 21, управляющие входы которого соединены с выходами задающего блока 17 и датчика 20 скорости,а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров 6 и 7 полууправляемого моста и дополнительного тиристора 19, шунтируюшего силовой вход инвертора 16, ведомого сетью.Устройство работает следующим образом.Включение схемы осуществляется подачей импульсов на управляющие входы тиристоров мостов,При включении тиристоров 5 и 3 моста и тиристоров 6 и 19 на управляющий вход тиристоров 6 и 19 подается постоянный отпирающий сигнал с логического блока 21, Якорь двигателя 1 будет подключен на выпрямитель 14, и через двигатель потечет ток, На интервалах отключения тиристоров 5 и 3 под действием запирающих импульсов коммутирующих трансформаторов 10 и 11 ток якооя двигателя 1 будет замыкаться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9 за счет ЭДС самоиндукции якорной обмотки. Вход инвертора 16 шунтирован открытым тиристором 19, и передачи энергии через инвертор в питающую сеть нет. В установившемся режиме работы двигатель 1 будет вращаться со скоростью, определяемой относительной продолжительностью включения силовых тиристоров 5 и 2, задаваемой блоком 18. Одновременно задающий блок 17 устанавливает через управляющий вход инвертора 16 величину ЭДС, примерно равную ЭДС якоря двигателя, Логический блок 21 по сигналу задающего блока 17 формирует отпирающий сигнал на базу тиристоров 6 и 19,5 957398Таким образом, работа мешины в двигательном режиме не сопровождается передачей энергии в сеть, а ток двигателя на интервалах отключения тиристоров 5 и 3 замыкается через тиристоры 5 6 и 19 и диод 9. Уменьшение тока в якорной цепи на этих интервалах обусловлено только потерями энергии на активных сопротивлениях, Следовательно, пульсации тока в двигателе будут минималь О ные.При реверсе машины отключатся импульсы с управляющих электродов тиристоров 5 и 3, и с задержкой на один период коммутации прекращается подача постоянных отпирающих сигналов на входы тиристоров 6 и 19 с выхода логического блока 21, Тиристоры 5 и 3 закрываются, и ток якоря двигателя 1 под действием ЭДС самоиндукции будет замы каться через открытые тиристоры 6 и 19 и диод 9, Это состояние схемы сохраняется до тех пор, пока ток якоря двига- теля не уменьшится до нуля и тиристоры 6 и 19 не закроются. 23Затем с выхода модулятора 18 длительности начнут подаваться импульсы на управляющие входы тиристоров 2 и 4. Логический блок 21 в связи с изменением по знаку задакзшего сигнала и переключением на вторую диагональ якоря будет немедленно подаваться отпирающий сигнал на управляющий электрод тиристора 7. Сигнал на управляющий электрод тиристора 7 будет задержан, так как датчик 20 скорости своим сигналом по казывает, что скорость не изменилась, т.е. двигатель 1 находится в режиме противовключения.Временная пауза между отключением щ первой диагонали н включением второй диагонали нужна для спадания тока до нуля и закрьггия тиристоров 6 и 19, которые не имеют своих коммутирующих трансформаторов. В противном случае при открытии тиристоров 2 и 4 второй диагонали источник питания через тиристоры 6 и 19 и диод 9 будет закорочен. При включении тирисгоров 2 и 4 второй диагонали ток якоря двигателя 1 под действием источника питания и ЭДС двигателя 1, которые теперь действуюг согласно, резко увеличится. Причем на интервалах отключения тиристоров 2 и 4 ток под действием ЭДС самоиндукции якорной обмотки потечет через диод 8 и тиристор 7 на вход инвертора 16 напряжения, который начнет передавать энергию торможения в питающую сеть. При этом ток будет уменьшаться, Повторные включения силовых тиристоров 2 и 4 будут приводить к захрьггию тиристора 7 встречным напряжением источника питания и отключению инвертора 16, Ток якоря в этом случае вновь будет расти, Этот процесс включения двигателя 1 на источник питания и отклю - чения его с замыканием тока якоря на инвертор 16 будет сохраняться до тех пор, пока будет продолжаться режим противовключения, т.е. пока датчик 20 скорости не изменит знак своего сигнала. Как только закончится реверс, и сигнал датчика 20 скорости изменит свой знак, логический блок 21 сформирует отпирающий сигнал не управляющий электрод тиристора 19, который откроегся и зашунтирует вход инвертора 16, ведомого сетью. Передача энергии в сеть переменного тока прекратится, Двигатель разгоняется в обратном направлении, потребляя энергию от источника питания, Режим торможения противовключением прекращается, и наступает двигательный режим, который был описан выше.Таким образом, устройство осуществляет эффективное торможение двигателя с одновременной передачей энергии торможения в сеть переменного тока только на участке уменьшения скорости до нуля, т.е. пока машина работа в режиме противовключения. При переходе машины в двигательный рожим передача энергии прекращается, и вся энергия источника питания идет на разгон машины и на работу против сил сопротивления. Это приводит к существенному увеличению КПД электропривода и уменьшению уровняпульсаций тока в нагрузке. Формула изобретения Электропривод, содержаши А электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого включена в общую диагональ управляемого и полууправляемого мостов, два коммутирующих трансформатора, первичный обмотки которых подключены к выходам блока искусственной ком. мутации, одни выводы вторичных рбмоток подключены к диагонали управляемого моста, а вторые - к обкладкам конденсатора, подключенного к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подключен к одной7 9 вторичной обмотке сетевого трансформа тора, другая вторичная обмотка которого соединена с выходом инвертора, ведомого сетью, подключенного силовым входом к диагонали полууправляемого моста, задающий блок, выход которого подключен к управляюшим входам инвертора, ведомого сетью, и модулятора длительности, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров управляемого моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПО, в него введены исполнительный тиристор, датчик скорости электродвигателя и логический блок, управляюшие входы кото-рого соединены с выходами задающего блока и датчика скорости, а выходы подключены к управляющим электродам тиристоров полууправляемого моста и% дополнительного тиристора, шун ирующего силовой вход инвертора, ведомого сетью. Источники информации,0 принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР221118, кл. Н 02 Р 5/00, 1965. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2782388, кл. Н.02 Р 5/06,И 1979.