Устройство управления двигателем постоянного тока

О П И С А Н И Е (овв 1784ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ//Н 02 Н 7/12 рисоединен осударственныи комитетСовета министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) Приоритет3) Опублнковано 25.0 5) Дата опубликования описания 16,06,77 2) Авторы изобретения Марци ерчков хоменко, Н.) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКАвлеа Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода.Известно устройство управления двигателем постоянного тока, содержащее двух фазный реверсивный вентильный преобразователь, регулятор скорости и блок упра ния тиристорами 1),Недостаток указанного устройства - низкие энергетические показатели, обусловлен О ные наличием уравнительного тока между вентильными группами, величина которого ограничивается только индуктивными сопротивлениями рассеяния силового трансформатора. 15Известно устройство управления двигателем постоянного тока, содержащее двухфазный реверсивный вентильный преобразователь, задатчик скорости, дв компаратора с инвертирующим и неинвертирующим входами, формирователь опорных напряжений и формирователь отпирающих импульсов, причем неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора подключены к своим выходам формирователя опорных напряжений, вторые входы компараторов подключены к выходу задатчика скорости, а выходы компаратсров через формирователи импульсов подклю чены ко входам реверсивного вентильного преобразователя 1 21.Недостатки этого устройства - низкий к,п,д., большие вес и габариты из-за наличия включенных последовательно с каждой вторичной обмоткой силового трансформатора сопротивлений, предназначенного для ограничения тока короткого замыкания, протекающего между вентильными группами преобразователя при реверсе электродвигателя,Цель изобретения - повышение к.п.д. иуменьшение габаритов устройства.Это достигается тем, что в устройствоуправления двигателем постоянного токавведены ключ и запоминающий элемент, инвертирующий вход первого компаратора инеинвертирующий вход второго компараторчерез запоминающий элемент подключенык выходу ключа, вход которого подключенк выходу задатчика скорости, а управляюший вход подключен к выходу элемента ИЛИ,входы которого подключены к выходам компараторов,В предложенном устройстве исключается.возможность появления токов короткого 5замыкания при реверсе двигателя, вследствие чего ограничивающие его величинусопротивления могут быть изъяты из устройства, Это приводит к повышению к.п.дк уменьшению веса и габаритов устройствауправления двигателем постоянного тока.Введение в предложенное устройство сумматора, один вход которого подключен к выходу вентильного преобразователя, другойвход - к выходу задатчика скорости, а выход - ко входу ключа, позволяет осуществить отрицательную связь по скорости вращения, которая увеличит жесткость механических характеристик двигателя.На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 принципиальная схема реверсивного вентильного преобразователя; на фиг. 3 - временные диаграммы напряжений на выводах соответствующих элементов, 25Предлагаемое устройство управления двигателем постоянного тока (см. фиг. 1) ссстоит из формирователя 1 опорных напряжний,двух компараторов 2 и З,запоминающегоэлемента 4,элемента 5 ИЛИ,формирователя 6 ЗОотпирающих импульсов, ключа 7, двухфазногореверсивного вентильного преобразователя 8и задатчика 9 скорости двигателя 10. Устройство может содержать также сумматор 11.Неинвертируюший вход компаратора 2 и ин- Мвертируюший вход компаратора 3 подключены к своим выходам формирователя 1, а инвертируюший вход компаратора 2 и неинвертирующий вход компаратора 3 подключенык выходу элемента 4, вход которого подключен к выходу ключа 7. Выходы компараторов подключены к своим входам элемента 5 ИЛИ, выход которого подключенк управляющему входу ключа 7, а также ксвоим входам формирователя 6, выход которого через преобразователь 8 подключенко входу двигателя 10. Вход ключа 7 соединен с выходом задатчика 9 скорости. Если устройство содержит сумматор 11, входы последнего подключаются к выходу пре 50образователя 8 и задатчика 9, а выходк входу ключа 7.Реверсивный вентильный преобразователь (см, фиг. 2) состоит из двухфазноготрансформатора 12 и управляемых вентилей 13, 14, 15, 16, образующих катоднуюи анодную вентильные группы. В цепь постоянного тока включена обмотка якоря двигателя 10. Сглаживающий или уравнительные дроссели отсутствуют, поэтому преоб разователь работает в режиме прерывистого тока.формирователь 1 опорного напряженияпреобразует поступающее на вход напряжение питания О, в два противофазных пи 1лообразных напряжения 0 и 0 (см.фиг,З),причем, если график первого из них расположен в области положительных значенийнапряжений, график второго из них расположен в области отрицательных значений.Напряжение У с одного выхода формирователя 1 поступает на неинвертирющий входкомпаратора 2, а напряжение 3 со второго выхода формирователя 1 - на инвертирующий вход компаратора 3, Эти напряжния сравниваются с напряжением 0, поступающим на другие входы компараторов свыхода запоминающего элемента 4. При положительном значении напряжения Ц компаратор 3 не работает, т,е. он не формирует на выходе импульсы с частотой напряжения О, в то время как на выходе компаратора 2 формируется импульсное напряжение У, причем фронты импульсов напряжения 0 во времени соответствуют моментамравенства напряжений У и 0. При отрицательном значении напряжения У, не работает компаратор 2, а на выходе компаратора 3 появляется импульсное напряжениеУ, фронты импульсов которого во временисовпадают с моментами равенства напряжений 0 и 04, При указанном включении вхсдов компараторов полярность их выходныхимпульсов одинакова, а перевод каждогокомпаратора в рабочее состояние осущесчвляется установкой соответствующей полярности,Напряжения У иУэпоступают на формирователь 6 отпирающих импульсов, выходныеимпульсы У которого поступают на вход реверсивного вентильного преобразователя 8так, что при работе компаратора 2 работаетодна вентильная группа, например вентили13, 14, а при работе компаратора 3 - другая вентильная группа пробразователя 8.Следовательно, если положительному напряжению У, соответствует определенное направление вращения двигателя 10, то приизменении полярности 1 изменяется также знак скорости двигателя,Напряжениями и У поступают на входы элемента 5 ИЛИ выходное наппяжение которого поступает на управляющий вход ключа 7, Ключ открывается в данном случае при отрицательном потенциале на управляющем входе и запирается при положительном, Таким образом, напряжение на запоминающий элемент 4 со входа ключа 7 поступает только в интервалы времени,соответствующие отрицательным значениям напряжения У, При положительном напряжении У напряжение на запоминающем элементе остается неизменным и равным напряжению на входе ключа на предшествую шем интервале его открытого состояния,На вход ключа 7 поступает постоянное напряжение 0 с выхода задатчика скорости. Если устройство управления содержит сумматор, на вход ключа поступает напря жение О, представляющее собой разницу напряжений Пя и 08поступающих на входы сумматора 11,.Е- напряжение э. д. с. обмотки якоря двигателя. ИРассматривается работа устройства при скачкообразном изменении напряжения на входе ключа 7 в момент времени В,В этот момент в открытом состоянии иаходится вентиль 14, подключенный ко вторичной 20 обмотке трансформатора 12 с напряжениемФ2В момент т, напряжение Ц не изменяет4полярности, поэтому отпираюшие импульсы, обеспечивающие открывание вентиля 15 25 или 16 второй вентильной группы, не формируются. Этим обеспечивается исключение тока короткого замыкания в преобразователе до момента 1 когда открывается2)ключ 7 и полярность напряжения 7 из- ЗО4 меняется. Поскольку длительность рабочего участка пилообразного напряжения равна половине периода напряжениями мопит ментсовпадает или следует после пер ехода 1 через нуль. После моментаотпирающие ф 5 импульсы в момент поступают на вентилиз15 и 16 но вентиль 15 не открывается, так как между анодом и катодом его приложено отрицательное напряжение 02 К вентилю 16 в момент 1 приложено 4 О положительное анодное напряжение, он открывается, но ток короткого замыкания между вентилями 14 и 16 протекать не можеттак как в контуре этих вентилей нет источника э. д. с. Вентиль 15 отпи- фф рается чоез пэлпериода после открытия вентиля 16, но к этому моменту вентиль 14 закрываетсятак как преобразователь работает в прерывистом режиме, в результате чего ток в каждом вентиле падает фО до нуля в течение одного периода питающего напряжения. Следовательно, в предложенном устройстве управления двигателем постоянного тока исключаются условия возникновения тока короткого замыкания в реверсивном вентильном преобразователе, в результате чего отпадает необходимость использования ограничивающих его величину сопротивлений. Благодаря этому увеличивается к.п.д., а также уменьшаются вес и габариты устройства.формула изобретенияУстройство управления двигателем пэстоянного тэка, содержащее двухфазный реверсивный вентильный преобразователь, задатчик скорости, два кэмпаратэра с инвертируюшим и неинвертируюшим входами, формирователь опорных напряжений ц формирователь этпирающих импульсов, при .ем неинвертируюший вход первого кэмпаратэра и инвертирующий вход втэрого кэмиаратора подключены к своим выходам формирователя опорных напряжений, а выхэды кэмиаратэр ов через фор мир эватель отпир аюцих импульсов подключены кэ входам реверсивного вентильнэгэ преобразователя, э т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью иовы- щения к. п. д. и уменьшения габаритов устройства,внего введены элемент ИЛИ, ключ и запоминающий элемент, причем инвертируюший вход первого кэмпаратэра и неинвертируюший вход второго компаратора через запоминающий элемент пэдклк чены к выходу ключа, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, а управляющий вход ключа подключен к выходу элемента ИЛИ, входы кэтэрого подключены к выходам компараторэв.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Волков Л. П., Никонов Е. С. Следящая система с широкой полосой прэпускания. Сб. Автоматизированный электро- привод в народном хозяйстве,т. 1,"Энергия" М.,1971,2. Тиристоры. Технический справочник под. ред. Лабунцова В. Л., Обухова С. Г, и Свиридова А. ф., изд. 2-е, дополненное, "Энергия", 1971 (прототип).551784 Составитель Г. ФилипповРедактор Т. Загребельная Техред А. Богдан Корректор А. Власенко Заказ 135/32ЦНИИПИ Государственногпо делам и113035, Москва, Жтров СССР иал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,О и Тираж 902 о комитета обретений и 35, Раушск П одписноеСовета Микисоткрытийя наб., д. 4/5