RU2308142C2 - Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) - Google Patents
Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308142C2 RU2308142C2 RU2005118716/09A RU2005118716A RU2308142C2 RU 2308142 C2 RU2308142 C2 RU 2308142C2 RU 2005118716/09 A RU2005118716/09 A RU 2005118716/09A RU 2005118716 A RU2005118716 A RU 2005118716A RU 2308142 C2 RU2308142 C2 RU 2308142C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- thyristors
- group
- circuit
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к преобразовательной технике и предназначены для систем импульсно-фазового управления реверсивным тиристорным преобразователем с фазовым регулированием от магнитного усилителя и служащего для питания якорной цепи электродвигателя постоянного тока.The invention relates to a conversion technique and is intended for pulse-phase control systems of a reverse thyristor converter with phase control from a magnetic amplifier and used to power the anchor circuit of a DC motor.
Реверсивные преобразователи из-за униполярной проводимости тиристоров содержат две группы тиристоров, включенных встречно-параллельно, за исключением преобразователей, выполненных на симметричных тиристорах, имеющих одну реверсивную группу. Каждая из групп для наиболее распространенных схем преобразователей - однофазных нулевой и мостовой, и трехфазной мостовой - состоит соответственно из одной, двух и трех пар противофазно включенных тиристоров, поэтому достаточно рассматривать схему управления одной парой работающих в противофазе тиристоров каждой из групп.Due to the unipolar conductivity of the thyristors, reversing converters contain two groups of thyristors connected in opposite-parallel fashion, with the exception of converters made on symmetric thyristors having one reversing group. Each of the groups for the most common converter circuits - single-phase zero and bridge, and three-phase bridge - consists of one, two, and three pairs of antiphase connected thyristors, therefore, it is sufficient to consider the control circuit of one pair of thyristors operating in antiphase of each group.
Известны два основных способа управления группами тиристоров в реверсивном преобразователе - согласованное и раздельное. Согласованное управление может быть линейным и нелинейным. Частным случаем нелинейного согласованного управления является автоматическое регулирование уравнительного тока. Раздельное управление предполагает запирание неработающей группы тиристоров при отсутствии уравнительного тока [1. В.А.Найдис и др. Системы постоянного тока на тиристорах. М.-Л., "Энергия", 1966, с.15-21], [2. Е.Ю.Данюшевская. Тиристорные реверсивные электроприводы постоянного тока. М., "Энергия", 1970, с.5-7].There are two main methods for controlling groups of thyristors in a reversing converter - coordinated and separate. Consistent control can be linear and non-linear. A special case of nonlinear coordinated control is the automatic regulation of the surge current. Separate control involves locking a non-working group of thyristors in the absence of surge current [1. VA Naydis et al. DC systems on thyristors. M.-L., "Energy", 1966, p.15-21], [2. E.Yu.Danyushevskaya. Thyristor reversible direct current electric drives. M., "Energy", 1970, S. 5-7].
Известен реверсивный тиристорный преобразователь с фазовым регулированием от магнитного усилителя, в котором используется способ линейного согласованного управлениями группами тиристоров, характеризующийся подачей отпирающих импульсов на обе группы одновременно при углах отпирания тиристоров такой величины, что средние значения выпрямленного напряжения у обеих групп равны между собой [3. Н.А.Алексеева и др. Тиристорные регулируемые электроприводы постоянного тока. М., "Энергия", 1970, с.128].Known reversible thyristor converter with phase regulation from a magnetic amplifier, which uses a method of linearly matched controls of groups of thyristors, characterized by the supply of unlocking pulses to both groups at the same time at the opening angles of thyristors such that the average values of the rectified voltage of both groups are equal to each other [3. N.A. Alekseeva et al. Thyristor controlled DC electric drives. M., "Energy", 1970, p.128].
Однако в реверсивных преобразователях с фазовым регулированием от магнитного усилителя практически невозможно обеспечить условия согласования групп тиристоров во всем диапазоне регулирования из-за неидентичности характеристик магнитных усилителей [3, с.57-60].However, in reversible converters with phase control from a magnetic amplifier, it is almost impossible to provide conditions for matching groups of thyristors in the entire control range due to the non-identical characteristics of magnetic amplifiers [3, p. 57-60].
Кроме того, при магнитном сравнении сигналов задания и обратной связи в обмотках управления магнитного усилителя отсутствует ограничение результирующего сигнала управления, поэтому при снижении задания под действием ампервитков обратной связи магнитный усилитель может закрываться, что приведет к снятию управляющих импульсов и потере управляемости преобразователя при работе на индуктивную нагрузку, а при работе на противоэдс снятие управляющих импульсов с инверторной группы при работе последней в зоне непрерывных токов неизбежно приводит к опрокидыванию инвертора, т.е. к аварийному режиму, вызывающему срабатывание защиты и отключение преобразователя от сети [1, с.20].In addition, when the reference and feedback signals are magnetically compared in the control windings of the magnetic amplifier, there is no limitation of the resulting control signal, therefore, when the reference is reduced under the action of feedback amperes, the magnetic amplifier can close, which will lead to the removal of control pulses and loss of controllability of the converter when inductive load, and when working on the counter-emf, the removal of control pulses from the inverter group when the latter operates in the zone of continuous currents is inevitably ivodit to the inverter tipping, ie, to the emergency mode, which triggers the protection and disconnects the converter from the network [1, p.20].
По указанным причинам известный реверсивный преобразователь служит, судя по экспериментальным исследованиям реверсивного электропривода [3, с.131], только для быстрого восстановления частоты вращения электродвигателя при сбросе нагрузки.For these reasons, the known reversible converter serves, judging by the experimental studies of the reversible electric drive [3, p. 131], only to quickly restore the rotational speed of the electric motor during load shedding.
Таким образом, исходя из изложенного выше и учитывая, что при выполнении преобразователя на симметричных тиристорах исключена одновременная подача управляющих импульсов от двух схем управления, что имеет место при согласованном управлении, наиболее приемлемым для реверсивного преобразователя с фазовым регулированием при помощи магнитного усилителя является способ раздельного управления группами с запиранием неработающей группы тиристоров.Thus, based on the foregoing and considering that when the converter is running on symmetric thyristors, the simultaneous supply of control pulses from two control circuits is excluded, which occurs with coordinated control, the most suitable for a reversible converter with phase regulation using a magnetic amplifier is a separate control method groups with locking an inactive group of thyristors.
Неотъемлемой частью реверсивного преобразователя с раздельным управлением является устройство для запирания неработающей группы тиристоров, задача которого состоит в том, чтобы после изменения полярности задающего сигнала (команда на реверс или торможение) снять отпирающие импульсы с тиристоров работающей группы, когда ток в ней приблизится к нулю, создать требуемую выдержку времени перед открытием второй группы и затем включить в работу вторую группу тиристоров. Запирание группы должно осуществляться при определенном сочетании сигналов задания и наличия тока в работающей группе, которые являются входными логического устройства запирания. Сигнал наличия тока в работающей группе может формироваться датчиками тока, состояния проводимости тиристоров и др. [2, с.10, 11].An integral part of a reversible converter with separate control is a device for locking an inoperative group of thyristors, the task of which is to remove the triggering pulses from the thyristors of the working group after the polarity of the driving signal (reverse or braking command), when the current in it approaches zero, create the required time delay before opening the second group and then turn on the second group of thyristors. Group locking should be carried out with a certain combination of reference signals and the presence of current in the working group, which are the input of the logical locking device. The signal of the presence of current in the working group can be formed by sensors of current, conduction state of thyristors, etc. [2, p.10, 11].
Реверсивный тиристорный преобразователь без уравнительного тока имеет несомненные преимущества с точки зрения габаритов и веса преобразователя при некотором ухудшении его статистических и динамических характеристик. Наиболее ответственным узлом такого преобразователя является логическое устройство управления, простота и надежность которого - качества, необходимые для успешного применения преобразователей с раздельным управлением [2, с.23].A reversible thyristor converter without surge current has undoubted advantages in terms of dimensions and weight of the converter with some deterioration in its statistical and dynamic characteristics. The most important node of such a converter is a logical control device, the simplicity and reliability of which are the qualities necessary for the successful use of converters with separate control [2, p.23].
Известно также устройство управления тиристорами при помощи релаксационного генератора импульсов на однопереходном транзисторе с RC - цепью и импульсным трансформатором, питаемое выпрямленным напряжением трапецеидальной формы [4, Кремниевые управляемые вентили - тиристоры. Технический справочник. Перевод с английского под редакцией к.т.н. В.А.Лабунцова и А.Ф.Свиридова. М.-Л., "Энергия", 1964, с.79, 80].Also known is a thyristor control device using a relaxation pulse generator on a single junction transistor with an RC circuit and a pulse transformer, fed by a rectified voltage of trapezoidal shape [4, Silicon controlled valves - thyristors. Technical Reference. Translation from English edited by Ph.D. V.A. Labuntsova and A.F. Sviridova. M.-L., "Energy", 1964, p. 79, 80].
Основной задачей, на решение которой направлены заявляемые способ и устройство управления тиристорами, является обеспечение работоспособности реверсивного тиристорного преобразователя с фазовым регулированием от магнитного усилителя, служащего для питания якорной цепи электродвигателя постоянного тока, во всем диапазоне регулирования и расширение арсенала технических средств.The main task to be solved by the claimed method and device for controlling thyristors is to ensure the operability of a reversible thyristor converter with phase regulation from a magnetic amplifier, which serves to power the anchor circuit of a DC motor in the entire control range and expand the arsenal of technical means.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является управление тиристорами реверсивного преобразователя без уравнительных токов во всем диапазоне регулирования.A single technical result achieved by the implementation of the claimed group of inventions is the control of the thyristors of a reversing converter without equalizing currents in the entire control range.
Указанный технический результат достигается тем, что при управлении тиристорами реверсивного преобразователя с раздельным управлением двумя встречно-параллельно включенными группами тиристоров, фазовое регулирование каждой из которых осуществляют от магнитного усилителя с электрическим сравнением напряжения задания и напряжения обратной связи, пропорционального частоте вращения электродвигателя, согласно изобретению в отсутствие задания сигналами смещения закрывают магнитные усилители и снимают импульсы управления обеими группами. При появлении задания подают импульсы управления на соответствующую группу тиристоров, включая ее в выпрямительном режиме. После команды на торможение или реверс работающую группу переводят в инверторный режим с максимальным углом регулирования, с выдержкой времени снимают импульсы управления этой группой и включают вторую группу тиристоров также с максимальным значением угла регулирования, величину которого затем снижают, пока эдс двигателя станет выше среднего значения напряжения инверторной группы, начинающей пропускать тормозной ток двигателя, ограничиваемый в дальнейшем токовой отсечкой. По окончании торможения при реверсе вторую группу переводят в выпрямительный режим, а при переходе на пониженную скорость после достижения двигателем заданной частоты вращения вторую группу опять переводят на работу с максимальным углом регулирования, с выдержкой времени снимают импульсы управления этой группой и включают первую группу тиристоров в выпрямительном режиме с новым заданным значением частоты вращения электродвигателя.The specified technical result is achieved by the fact that when controlling the thyristors of a reversing converter with separate control of two counter-parallel connected groups of thyristors, the phase regulation of each of them is carried out from a magnetic amplifier with electrical comparison of the reference voltage and feedback voltage proportional to the frequency of rotation of the electric motor, according to the invention in the absence of a reference by bias signals closes the magnetic amplifiers and removes control pulses from both PAMI. When the task appears, control pulses are fed to the corresponding group of thyristors, including it in the rectifying mode. After a braking or reverse command, the working group is transferred to the inverter mode with the maximum angle of control, with a delay, the control pulses of this group are removed and the second group of thyristors is also turned on with the maximum value of the angle of regulation, the value of which is then reduced until the motor emf becomes higher than the average voltage value inverter group starting to pass the brake current of the motor, further limited by current cutoff. At the end of braking, when reversing, the second group is transferred to the rectifier mode, and when it goes to a lower speed after the engine reaches the specified speed, the second group is again transferred to work with the maximum control angle, the control pulses of this group are removed with a time delay and the first group of thyristors in the rectifier mode with a new setpoint value of the motor speed.
В цепь электрического сравнения напряжения задания и напряжения обратной связи, пропорционального частоте вращения электродвигателя (эдс якоря двигателя, напряжение тахогенератора), включают задающие обмотки магнитных усилителей, соединенные встречно, и последовательно с ними - вход реверсивного нуль - органа, фиксирующего наличие и полярность тока в цепи сравнения и выдающего соответствующие команды в схему управления группами тиристоров преобразователя. В качестве нуль-органа могут быть использованы, например, два составных оптотранзистора с базовым выводом типа АОТ 110, управляющие светодиоды которых соединяют встречно-параллельно и включают в цепь сравнения. При допустимом токе управляющего светодиода 25 мА ток срабатывания оптотранзистора не превышает 0.5 мА при сопротивлении внешнего резистора, подключаемого между базой и эмиттером, 1 Мом. Изменяя величину сопротивления этого резистора от 1.0 до 0.1 Мом, можно изменять уставку срабатывания от 0.5 до 2 мА.The electrical comparison circuit of the reference voltage and feedback voltage, proportional to the frequency of rotation of the electric motor (emf of the motor armature, voltage of the tachogenerator), includes the drive windings of magnetic amplifiers connected in the opposite direction, and in series with them is the input of the reversing zero - an organ that fixes the presence and polarity of the current in comparison circuit and issuing appropriate commands to the control circuit of the thyristor groups of the converter. As a zero-organ, for example, two composite optotransistors with a base terminal of the type AOT 110 can be used, the control LEDs of which are connected counter-parallel and included in the comparison circuit. With a permissible current of the
В отсутствие задания на частоту вращения электродвигателя под действием сигналов смещения магнитные усилители закрыты, импульсы управления тиристорами с обеих групп преобразователя сняты.In the absence of a task for the frequency of rotation of the electric motor under the action of bias signals, the magnetic amplifiers are closed, the thyristor control pulses from both groups of the converter are removed.
При подаче сигнала задания открывается магнитный усилитель и подаются импульсы управления на соответствующую группу тиристоров, которая начинает работать в выпрямительном режиме с заданным напряжением на выходе.When the reference signal is supplied, the magnetic amplifier opens and control pulses are applied to the corresponding group of thyristors, which begins to work in the rectifier mode with the given output voltage.
После поступления команды на торможение или реверс электродвигателя ток в цепи сравнения меняет полярность, магнитный усилитель работающей группы закрывается, и ее переводят в инверторный режим с максимальным углом регулирования, при этом максимальная противоэдс преобразователя, складываясь с эдс якоря двигателя, обеспечивает быстрое гашение тока разряда индуктивности якорной цепи. Затем с выдержкой времени снимают импульсы управления этой группы и включают вторую группу тиристоров также с максимальным углом регулирования (несмотря на то, что магнитный усилитель этой группы под действием сигнала обратной связи полностью открыт). При этом среднее значение напряжения в инверторном режиме второй группы заведомо выше или равно эдс двигателя, что необходимо для предотвращения недопустимых толчков тормозного тока при открытии неработавшей группы [2, с.19]. Затем напряжение инвертора снижают, пока эдс двигателя станет выше напряжения инверторной группы и она начнет пропускать тормозной ток двигателя, ограничиваемый в дальнейшем токовой отсечкой вступившего в работу магнитного усилителя. По окончании торможения и при задании на реверс вторая группа переходит в выпрямительный режим, разгоняя двигатель в противоположном направлении. При задании промежуточной частоты вращения двигателя после того, как при торможении напряжения задания и обратной связи сравняются, магнитный усилитель второй группы закрывается, и ее переводят опять на работу с максимальным углом регулирования, прерывая ток в тиристорах, после чего импульсы управления второй группой снимают и включают первую группу тиристоров преобразователя в выпрямительном режиме с новым заданным значением частоты вращения электродвигателя.After a command to brake or reverse the motor is received, the current in the comparison circuit changes polarity, the magnetic amplifier of the working group closes, and it is transferred to inverter mode with a maximum angle of control, while the maximum counter-emf of the converter, folding with the emf of the motor armature, ensures rapid quenching of the inductance discharge current anchor chain. Then, with a time delay, the control pulses of this group are removed and the second group of thyristors is also turned on with the maximum control angle (despite the fact that the magnetic amplifier of this group is completely open under the influence of the feedback signal). In this case, the average value of the voltage in the inverter mode of the second group is obviously higher or equal to the motor emf, which is necessary to prevent unacceptable shocks of the braking current when opening an idle group [2, p.19]. Then, the inverter voltage is reduced until the motor emf becomes higher than the voltage of the inverter group and it starts to pass the brake current of the motor, which is further limited by the current cutoff of the magnetic amplifier that has come into operation. At the end of braking and when reversing, the second group goes into rectifier mode, accelerating the engine in the opposite direction. When setting the intermediate engine speed, after the reference and feedback voltages are equal when braking, the magnetic amplifier of the second group closes, and it is transferred again to work with the maximum control angle, interrupting the current in the thyristors, after which the control pulses of the second group are removed and turned on the first group of thyristors of the converter in rectifier mode with a new set value of the frequency of rotation of the electric motor.
Так как время прохождения тока через вентиль определяется в основном величиной тока и индуктивностью якорной цепи [1, с.7, 8], величины пускового и тормозного токов, а также параметры якорной цепи для каждого конкретного электропривода известны, и принудительное прерывание тока в тиристорах каждый раз осуществляют при максимальном значении напряжения инверторной группы, независимо от частоты вращения электродвигателя, то при наладке электропривода несложно определить минимальную выдержку времени при указанных выше максимально возможных значениях токов, необходимую для разряда индуктивности якорной цепи, исключив тем самым применение специальных датчиков тока.Since the time the current flows through the valve is determined mainly by the current value and the inductance of the armature circuit [1, p. 7, 8], the values of the starting and braking currents, as well as the parameters of the armature circuit for each particular electric drive, are known, and each current is forcedly interrupted in the thyristors times carried out at the maximum voltage value of the inverter group, regardless of the frequency of rotation of the electric motor, then when setting up the electric drive it is easy to determine the minimum time delay at the above maximum possible x current values necessary for the discharge of the inductance of the anchor circuit, thereby eliminating the use of special current sensors.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве управления тиристорами реверсивного преобразователя, содержащем две встречно-параллельно соединенные группы противофазно включенных тиристоров, источник питания цепей управления напряжением трапецеидальной формы с амплитудой, ограниченной резистором и стабилизированной стабилитроном, включенными через выпрямительный мост, два вспомогательных тиристора, коммутируемых в противофазе напряжением источника питания, и два канала управления, каждый из которых содержит однофазный магнитный усилитель с самонасыщением и релаксационный генератор импульсов на однопереходном транзисторе с RC-цепью и двумя импульсными трансформаторами, первичные обмотки которых соединены последовательно со вспомогательными тиристорами и включены на выход однопереходного транзистора, а вторичные обмотки подключены к управляющим переходам силовых тиристоров, задающие обмотки управления магнитных усилителей соединены встречно и включены в цепь электрического сравнения напряжения задания частоты вращения и обратной связи по эдс электродвигателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the thyristor control device of the reversing converter, containing two counter-parallel connected groups of out-of-phase thyristors, a power supply of trapezoidal voltage control circuits with an amplitude limited by a resistor and stabilized zener diode connected through a rectifier bridge, two auxiliary thyristors, switched in antiphase voltage of the power source, and two control channels, each of which contains a single-phase self-saturating magnetic amplifier and a relaxation pulse generator on a single-junction transistor with an RC circuit and two pulse transformers, the primary windings of which are connected in series with auxiliary thyristors and are connected to the output of a single-junction transistor, and the secondary windings are connected to the control transitions of the power thyristors, which control the magnetic control windings amplifiers are connected counterclockwise and included in the circuit for comparing the voltage of setting the frequency of rotation and feedback and electromotive force of the motor.
Согласно изобретению в цепь сравнения последовательно с задающими обмотками включены встречно-параллельно соединенные управляющие светодиоды двух оптотранзисторов, через коллекторно-эмиттерные переходы которых к стабилитрону источника питания подключены цепи включения каналов управления, состоящие из шунтированных конденсатором последовательно соединенных резистора и управляющих светодиодов двух других оптотранзисторов, коллекторно-эмиттерный переход одного из которых включен последовательно с резистором RC-цепи своего канала управления, другого - через два развязывающих диода подключен параллельно светодиодам цепи включения и блокирующему конденсатору другого канала управления. Выход магнитного усилителя каждого канала управления через резистор и два других развязывающих диода подключен параллельно блокирующему конденсатору и к коллектору оптотранзистора, включенного последовательно с резистором RC-цепи.According to the invention, counter-parallel-connected control LEDs of two optotransistors are connected in series with the reference windings, through the collector-emitter junctions of which the control channel switching circuits consisting of a resistor shunted by a capacitor and control LEDs of two other optotransistors are connected to the zener diode, collector -emitter transition of one of which is connected in series with the resistor of the RC circuit of its channel control, of the other - through two decoupling diodes connected in parallel to the LEDs of the switching circuit and the blocking capacitor of the other control channel. The output of the magnetic amplifier of each control channel through a resistor and two other decoupling diodes is connected in parallel with the blocking capacitor and to the collector of the optotransistor connected in series with the resistor of the RC circuit.
Схема устройства управления тиристорами реверсивного преобразователя приведена на фиг.1.The circuit of the thyristor control device of the reversing converter is shown in figure 1.
От реверсивного преобразователя, содержащего две встречно-параллельно соединенные группы 1 и 2 противофазно включенных тиристоров, получает питание якорь 3 электродвигателя постоянного тока. К сети переменного тока, питающей преобразователь, через ограничивающий резистор 4 подключен выпрямительный мост 5 источника питания цепей управления напряжением трапецеидальной формы, на выход которого включены последовательно соединенные стабилитрон 6 и другой ограничивающий резистор 7. К аноду стабилитрона 6, являющемуся общей точкой схемы управления, подключены катоды двух вспомогательных тиристоров 8 и 9, управляющие электроды которых через ограничивающие резисторы 10 и 11 включены на вход выпрямительного моста 5. От источника трапецеидального напряжения запитаны два канала 1.1 и 2.1 управления группами 1 и 2 преобразователя, каждый из которых содержит цепи рабочих обмоток магнитного усилителя 12, включенных в противофазе, с общим нагрузочным резистором 13 на выходе и релаксационный генератор импульсов на однопереходном транзисторе 14, с RC-цепью с резистором 15 и конденсатором 16 и импульсных трансформаторах 17 и 18, первичные обмотки которых подключены одними концами на выход транзистора 14, другими - к анодам вспомогательных тиристоров 8 и 9, а вторичные обмотки - к управляющим переходам силовых тиристоров. Задающие обмотки управления магнитных усилителей соединены встречно и включены в цепь электрического сравнения, выполненную на резисторах 19 и 20, 21, подключенных соответственно к якорю электродвигателя и на напряжение задания его частоты вращения. В цепь сравнения последовательно с задающими обмотками включены встречно-параллельно соединенные управляющие светодиоды двух оптотранзисторов 22.1 и 22.2, через коллекторно-эмиттерные переходы которых к стабилитрону 6 источника питания подключены цепи включения каналов управления, состоящие из шунтированных конденсатором 23 последовательно соединенных резистора 24 и управляющих светодиодов двух других оптотранзисторов 25 и 26. Коллекторно-эмиттерный переход оптотранзистора 25 включен последовательно с резистором 15, а оптотранзистора 26.1 - через два развязывающих диода 27 и 28 подключен параллельно соединенным последовательно светодиодам оптотранзисторов 25 и 26.2 и блокирующему конденсатору 29 канала управления 1.1, и оптотранзистора 26.2 - параллельно соединенным последовательно светодиодам оптотранзисторов 25 и 26.1 и блокирующему конденсатору 29 канала управления 2.1. Выход магнитного усилителя через резистор 30 и два развязывающих диода 31 и 32 подключен параллельно блокирующему конденсатору 29 и к коллектору оптотранзистора 25.An
Резистором 15 RC-цепи устанавливают максимальный угол регулирования тиристоров, резистором 30 - минимальный. Конденсатор 23 и резистор 24 обеспечивают необходимую выдержку времени перед снятием импульсов управления с работавшей группы тиристоров при отключении оптотранзисторов 22, фиксирующих наличие и полярность тока в цепи сравнения. Резистор 20 служит для компенсации нелинейности в цепи сравнения и зоны нечувствительности магнитных усилителей.The
В отсутствии задания на частоту вращения электродвигателя под действием сигналов смещения магнитные усилители 12 закрыты, импульсы управления тиристорами с обеих групп преобразователя сняты оптотранзисторами 25, блокирующие конденсаторы 29 через резисторы 33 заряжены до напряжения источника питания, запирая развязывающие диоды 31.In the absence of a task on the frequency of rotation of the electric motor under the action of bias signals, the
При подаче сигнала задания открывается магнитный усилитель 12 и подаются импульсы управления на соответствующую группу тиристоров, например на группу 2, которая начинает работать в выпрямительном режиме с заданным напряжением на выходе. При этом включившийся оптотранзистор 26.1 разряжает блокирующий конденсатор 29 и налагает запрет на включение канала управления 1.1, шунтируя светодиоды оптотранзисторов 25 и 26.2.When the reference signal is supplied, the
После поступления команды на торможение или реверс электродвигателя ток в цепи сравнения меняет полярность, магнитный усилитель 12 и оптотранзистор 22.2 канала управления 2.1 закрываются, и группа 2 переходит в инверторный режим с максимальным углом регулирования, определяемым величиной сопротивления резистора 15. Затем с выдержкой времени отключаются оптотранзисторы 25, снимая импульсы управления тиристорами группы 2, и 26.1, снимая запрет на включение канала 1.1. Так как оптотранзистор 22.1 к этому моменту был включен, включаются оптотранзисторы 26.2, налагая запрет на работу канала управления 2.1, и 25, подавая импульсы управления на тиристоры группы 1. Несмотря на то, что под действием сигнала обратной связи магнитный усилитель 12 канала управления 1.1 полностью открыт, его выход блокирован разряженным конденсатором 29, и группа 1 начинает работать с максимальным углом регулирования. По мере заряда конденсатора 29 угол регулирования уменьшается, и когда эдс двигателя станет выше напряжения инверторной группы 1, она начинает пропускать тормозной ток двигателя, ограничиваемый в дальнейшем токовой отсечкой вступившего в работу магнитного усилителя, так как зарядившийся конденсатор 29, запирая своим напряжением развязывающий диод 31, уже не блокирует выход магнитного усилителя.After a command to brake or reverse the motor is received, the current in the comparison circuit changes polarity, the
По окончании торможения и при задании на реверс группа 1 переходит в выпрямительный режим, разгоняя двигатель в противоположном направлении.At the end of braking and when reversing,
При задании промежуточной частоты вращения двигателя после того, как при торможении напряжение обратной связи по эдс двигателя сравняется и станет несколько ниже напряжения задания, магнитный усилитель 12 группы 1 закрывается, и она начинает работать с максимальным углом регулирования, прерывая ток в тиристорах. По окончании выдержки времени импульсы управления тиристорами группы 1 снимаются, включается группа 2, и так как конденсатор 29 был разряжен, преобразователь плавно, без толчков тока, переходит в выпрямительный режим с новым заданным значением частоты вращения электродвигателя.When setting the intermediate speed of the motor after the braking voltage of the motor emf feedback equalizes and becomes slightly lower than the reference voltage, the
Аналогично устройство управления преобразователя работает при сбросе нагрузки двигателя.Similarly, the control device of the converter operates when the load of the motor is reset.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве управления тиристорами реверсивного преобразователя, содержащем группу противофазно включенных симметричных тиристоров, источник питания цепей управления напряжением трапецеидальной формы с амплитудой, ограниченной резистором и стабилизированной стабилитроном, включенными через выпрямительный мост, два вспомогательных симметричных тиристора, коммутируемых в противофазе напряжением источника питания, а также два импульсных трансформатора, вторичные обмотки которых подключены к управляющим переходам силовых тиристоров, и однопереходной транзистор релаксационного генератора импульсов, являющиеся общими для двух каналов управления, каждый из которых содержит однофазный магнитный усилитель с самонасыщением и RC-цепь релаксационного генератора, согласно изобретению импульсные трансформаторы имеют по две первичные обмотки, включенные в цепь заряда конденсаторов RC-цепей разных каналов управления через противофазно включенные вспомогательные тиристоры. В цепь электрического сравнения напряжений задания частоты вращения и обратной связи по эдс электродвигателя последовательно с соединенными встречно задающими обмотками управления магнитных усилителей включены встречно-параллельно соединенные управляющие светодиоды двух оптотранзистров, через коллекторно-эмиттерные переходы которых к стабилитрону источника питания подключены цепи включения каналов управления, состоящие из шунтированных конденсатором последовательно соединенных резистора и управляющих светодиодов двух других оптотранзисторов, коллекторно-эмиттерный переход одного из которых включен последовательно с резистором RC-цепи своего канала управления, другого - через два развязывающих диода подключен параллельно светодиодам цепи включения и блокирующему конденсатору другого канала управления. Выход магнитного усилителя каждого канала управления через резистор и два других развязывающих диода подключен параллельно блокирующему конденсатору и к коллектору оптотранзистора, включенного последовательно с резистором RC-цепи.The specified technical result is achieved by the fact that in the thyristor control device of the reversing converter, containing a group of out-of-phase symmetric thyristors, a power supply of trapezoidal voltage control circuits with an amplitude limited by a resistor and stabilized zener diode connected through a rectifier bridge, two auxiliary symmetric thyristors switched in antiphase voltage of the power source, as well as two pulse transformers, the secondary windings of which connected to the control transitions of the power thyristors, and a single-junction transistor of the relaxation pulse generator, which are common to two control channels, each of which contains a single-phase self-saturating magnetic amplifier and an RC circuit of the relaxation generator, according to the invention, pulse transformers have two primary windings included in the charge circuit of the capacitors of RC circuits of different control channels through out-of-phase auxiliary thyristors. The electrical comparison of the voltage for setting the speed of rotation and feedback on the emf of the electric motor in series with the counter-driving control windings of the magnetic amplifiers is connected to the counter-parallel connected control LEDs of two optotransistors, through the collector-emitter junctions of which the control channel switching circuits are connected to the zener diode, consisting of from a capacitor shunted by a series-connected resistor and control LEDs two other optotransistors, the collector-emitter junction of one of which is connected in series with the resistor of the RC circuit of its control channel, the other, through two decoupling diodes, is connected in parallel with the LEDs of the enable circuit and a blocking capacitor of the other control channel. The output of the magnetic amplifier of each control channel through a resistor and two other decoupling diodes is connected in parallel with the blocking capacitor and to the collector of the optotransistor connected in series with the resistor of the RC circuit.
Схема устройства управления тиристорами реверсивного преобразователя приведена на фиг.2.The circuit of the thyristor control device of the reversing converter is shown in Fig.2.
От реверсивного преобразователя, содержащего группу 1 противофазно включенных симметричных тиристоров, получает питание якорь 3 электродвигателя постоянного тока. К сети переменного тока, питающей преобразователь, через ограничивающий резистор 4 подключен выпрямительный мост 5 источника питания цепей управления напряжением трапецеидальной формы, на выход которого включены последовательно соединенные стабилитрон 6 и другой ограничивающий резистор 7. К аноду стабилитрона 6, являющемуся общей точкой схемы управления, подключены катоды двух вспомогательных симметричных тиристоров 8 и 9, управляющие электроды которых через ограничивающие резисторы 10 и 11 включены на вход выпрямительного моста 5. От источника трапецеидального напряжения запитаны базовая цепь однопереходного транзистора 14 и два канала управления 1.1 и 1.2 тиристорами преобразователя, каждый из которых содержит цепи рабочих обмоток магнитного усилителя 12, включенных в противофазе, с общим нагрузочным резистором 13 на выходе и RC-цепь с резистором 15 и конденсатором 16, в цепь которого через вспомогательные тиристоры 8 и 9 включены первичные обмотки двух импульсных трансформаторов 17 и 18, их вторичные обмотки подключены к управляющим переходам силовых тиристоров. Вторая пара первичных обмоток тех же трансформаторов включена в схему другого канала управления. Задающие обмотки управления магнитных усилителей соединены встречно и включены в цепь электрического сравнения, выполненную на резисторах 19 и 20, 21, подключенных соответственно к якорю электродвигателя и на напряжение задания его частоты вращения. В цепь сравнения последовательно с задающими обмотками включены встречно-параллельно соединенные управляющие светодиоды двух оптотранзисторов 22.1 и 22.2, через коллекторно-эмиттерные переходы которых к стабилитрону 6 источника питания подключены цепи включения каналов управления, состоящие из шунтированных конденсатором 23 последовательно соединенных резистора 24 и управляющих светодиодов двух других оптотранзисторов 25 и 26. Коллекторно-эмиттерный переход оптотранзистора 25 включен последовательно с резистором 15, а оптотранзистора 26.1 - через два развязывающих диода 27 и 28 подключен параллельно соединенным последовательно светодиодам оптотранзисторов 25 и 26.2 и блокирующему конденсатору 28 канала управления 1.1, и оптотранзистора 25.2 - параллельно соединенным последовательно светодиодам оптотранзисторов 24 и 25.1 и блокирующему конденсатору 29 канала управления 1.2. Выход магнитного усилителя 12 через резистор 30 и два других развязывающих диода 31 и 32 подключен параллельно блокирующему конденсатору 29 и к коллектору оптотранзистора 25.An
Резистором 15 RC-цепи устанавливают максимальный угол регулирования тиристоров, резисторам 30 - минимальный. Конденсатор 23 и резистор 24 обеспечивают необходимую выдержку времени перед снятием импульсов управления, поступавших от работавшего канала управления, при отключении оптотранзисторов 22, фиксирующих наличие и полярность тока в цепи сравнения. Резистор 19 служит для компенсации нелинейности в цепи сравнения и зоны нечувствительности магнитных усилителей.The
В отсутствии задания на частоту вращения электродвигателя под действием сигналов смещения магнитные усилители 12 закрыты, импульсы управления тиристорами сняты оптотранзисторами 25, блокирующие конденсаторы 29 через резисторы 33 заряжены до напряжения источника питания, запирая развязывающие диоды 32.In the absence of a task on the frequency of rotation of the electric motor under the influence of bias signals, the
При подаче сигнала задания открывается магнитный усилитель 12 и подаются импульсы управления тиристорами от соответствующего канала управления, например от канала 1.2. Преобразователь начинает работать в выпрямительном режиме с заданным напряжением на выходе. При этом включившийся оптотранзистор 26.1 разряжает блокирующий конденсатор 29 и налагает запрет на работу канала управления 1.1, шунтируя светодиоды оптотранзисторов 25 и 26.2.When the reference signal is supplied, the
После поступления команды на торможение или реверс электродвигателя ток в цепи сравнения меняет полярность, магнитный усилитель 12 и оптотранзистор 22.2 канала управления 1.2 закрываются и преобразователь переходит в инверторный режим работы с максимальным углом регулирования, определяемым величиной резистора 15. Затем с выдержкой времени отключаются оптотранзистор 25, снимая импульсы управления канала 1.2, и оптотранзистор 26.1, снимая запрет на включение канала 1.1. Так как оптотранзистор 22.1 к этому моменту был включен, включаются оптотранзисторы 26.2, налагая запрет на работу канала управления 1.2, и 25, подавая импульсы управления на тиристоры от канала 1.1, сдвинутые относительно импульсов канала 1.2 на 180° эл. Несмотря на то, что под действием сигнала обратной связи магнитный усилитель 12 канала 1.1 полностью открыт, его выход блокирован разряженным конденсатором 29, и преобразователь начинает работать с максимальным углом регулирования и полярностью напряжения инвертора, противоположной при работе от канала 1.2. По мере заряда конденсатора 29 угол регулирования уменьшается, и когда эдс двигателя станет выше напряжения инвертора, преобразователь начинает пропускать тормозной ток двигателя, ограничиваемый в дальнейшем токовой отсечкой вступившего в работу магнитного усилителя, так как зарядившийся конденсатор 29, запирая своим напряжением развязывающий диод 32, уже не блокирует выход магнитного усилителя.After a command is received for braking or reverse of the electric motor, the current in the comparison circuit changes polarity, the
По окончании торможения и при задании на реверс преобразователь переходит в выпрямительный режим, разгоняя двигатель в противоположном направлении.At the end of braking and when set to reverse, the converter goes into rectifier mode, accelerating the motor in the opposite direction.
При задании промежуточной частоты вращения двигателя после того, как при торможении напряжение обратной связи по эдс двигателя сравняется и станет несколько ниже напряжения задания, магнитный усилитель 12 канала 1.1 закрывается, и преобразователь начинает работать с максимальным углом регулирования, прерывая ток в тиристорах. По окончании выдержки времени импульсы управления тиристорами от канала 1.1 снимаются, включается в работу канал управления 1.2, и так как конденсатор 29 был разряжен, преобразователь плавно, без толчков тока, переходит в выпрямительный режим с прежней полярностью и новым заданным значением частоты вращения электродвигателя.When setting the intermediate speed of the motor, after braking, the feedback voltage across the emf of the motor becomes equal and becomes slightly lower than the reference voltage, the
Аналогично устройство управления преобразователем работает при сбросе нагрузки двигателя.Similarly, the converter control device operates when the motor load is reset.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118716/09A RU2308142C2 (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118716/09A RU2308142C2 (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005118716A RU2005118716A (en) | 2006-12-27 |
| RU2308142C2 true RU2308142C2 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=37759325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005118716/09A RU2308142C2 (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308142C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605454C1 (en) * | 2015-08-19 | 2016-12-20 | Акционерное общество "ТВЭЛ" (АО "ТВЭЛ") | Adaptive device for controlling power thyristor |
-
2005
- 2005-06-16 RU RU2005118716/09A patent/RU2308142C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605454C1 (en) * | 2015-08-19 | 2016-12-20 | Акционерное общество "ТВЭЛ" (АО "ТВЭЛ") | Adaptive device for controlling power thyristor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005118716A (en) | 2006-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4706177A (en) | DC-AC inverter with overload driving capability | |
| US4698740A (en) | Current fed regulated voltage supply | |
| US6191964B1 (en) | Circuit and method for controlling a synchronous rectifier converter | |
| US4573113A (en) | Surge protection system for a d-c power supply during power-up | |
| US5196995A (en) | 3-terminal bidirectional switching power supply with AC or DC input and AC or DC output | |
| US4488101A (en) | Starting system for chopper controlled motor-commutated thyristor inverter | |
| US4146827A (en) | Four-quadrant current-regulated energization of d.c. motor using pulse-width modulation | |
| US6606259B2 (en) | Clamped-inductance power converter apparatus with transient current limiting capability and operating methods therefor | |
| JP3715807B2 (en) | Power phase adjusting device and power transmission system using the power phase adjusting device | |
| US11394304B2 (en) | Power supply having two quadrant converter and techniques for operation | |
| JPS5895979A (en) | Reactive snubber circuit for inductive load clamp diode | |
| RU2308142C2 (en) | Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering anchor circuit of constant current electric motor (variants) | |
| CA1312116C (en) | Method and device for braking a squirrel-cage motor | |
| EP1566880B1 (en) | Method and arrangement for charging intermediate circuit of frequency converter | |
| US6594130B2 (en) | Method and circuit for the protection of a thyristor | |
| RU2313893C2 (en) | Method and device for controlling thyristors of reverse transformer for powering excitation winding of constant current generator (variants) | |
| GB2031669A (en) | Circuits for brushless dc motors | |
| GB2036389A (en) | Chopper control system | |
| SU686125A2 (en) | Power-diode electric motor | |
| KR830002573Y1 (en) | Control Regenerative DC Power | |
| RU2107379C1 (en) | Thyristor dc voltage regulator | |
| SU1577047A1 (en) | Dc electric drive | |
| RU2316883C1 (en) | Current inverter | |
| EP0307190A2 (en) | Bi-directional power conversion circuit | |
| SU758452A1 (en) | Reversible pulse-width dc converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120617 |