SU1125709A1 - Устройство улучшени коммутации коллекторной электрической машины посто нного тока - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА, управл емой от тиристорного преобразовател  по  корной цепи, содержащее управл емый усилитель мощности, подключенньй к обмотке дополнительных полюсов, вход которого соединен с выходом регул тора с пропорционально-интегральным законом изменени  выходного напр жени ми злементы управлени , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности и селективности настройки коммутации на середину безыскровой зоны, оно снабжено двум  расширител ми импульсов, интегратором, триггером, двум  усилител ми напр жени , суммирующим устройством, релейным элементом, запоминающим устройством , двум  сумматорами, фотодатчиком , датчиком тока оптики добавочных полюсов, бесконтактным выключателем сетевого напр жени , блоком питани , кварцевым генератором , формирователем импульсов и счетчиком импульсов, причем выход кварцевого генератора через формирователь импульсов соединен со счетчиком импульсов,выход фотодатчика соединен с входом первого усилител  напр жени ,инвертирующий выход счетчика импульсов соединен с входом первого расширител  импульсов, неинвертирующий выход счетчика импульсов св зан со счетным входом триггера, первьй вход интегратора соединен с выходом первого расширител  импульсов и инвертирующим выходом триггера через первый сумматор, выход первого усилител  напр жени  подсоединен к § второму входу интегратора, выход которого св зан с первым входом сум (Л мирующего устройства, второй вход которого через второй усилитель напр жени  соединен с неинвертирующим выходом триггера, третий вход суммирующего устройства соединен с блоком питани , вход которого и вход тн ,ристорного преоЬразовател  подключены к сети переменного тока через д сд бесконтактный выключатель сетевого напр жени , выход суммирующего устройства через второй расширитель импульсов соединен с входом релейю ного элемента, выход которого соединен с входом запоминающего устройства , его вьпсод и выход датчика тока оптики через второй сумматор соединены с входом пропорционально-интегрального регул тора, а вход датчика тока соединен с обмоткой дополнительных полюсов, 2. Устройство по п.1, о т л ичающеес  тем, что, с целью увеличени  ресурса безотказной ра

Description

боты машины, выход датчика тока оПтН системы фазового управлени  бесконтактки добавочных полюсов св эан с входом - ного выключател  сетевого напр жени  .

1125709

Изобретение относитс  к электри ческим машинам, в частности к средствам улучшени  коммутации коллекторных электрических машинпосто нного тока с широким диапазоном регу лировани  частоты вращени ,

Известно устройство дл  улучшени коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой  кор  содержащее управл емый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, соединенные со щетками элементы дл  управлени  усилителем, вьтолненные в виде двух датчиков тока, которые установлены в цепи ще ток одинаковой пол рности, а между датчиками тока и управл емым усилителем включён сумматор. При этом сигнална выходе сумматора пропорционален разности токов в щетках одноименной пол рности. Данное устройство обладает достаточной простотой , оно удобно в реализации ft .

Однако устройство не способно обеспечить стабильную и высокоточную настройку дополнительных полюсо на середину безыскровой зоны,особенно при переходных режимах работы машины. Кроме того, ориентаци  на волновую обмотку  кор  ограничивает область применени  устройства.

Известно также устройство дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой  кор , содержащее управл емы усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, и элементы управлени  усилителем, вьтолненные в виде датчиков тока, установленные в цепи щеток одноименной пол рности Дл  повьштени  быстродействи  и статической точности при одновременном улучшении стабильности настройки дополнительных полюсов на середо ну безыскровой зоны коммутации оно снабжено подключенным к управл ющему усилителю регул тором с пропорционально-интегральным законом

измерени  выходного направлени , два входа которого соединены через резисторы с датчиками тока, а третий вход подключен через резистор к обмотке дополнительных полюсов 2.

Однако известное устройство неприменимо дл  машин с другими типами обмоток  кор , например петлевой Уравнительные токи, протекающие в цепи щеток одноименной пол рности, только с определенной точностью характеризуют процесс коммутации машины. Устройство не обеспечивает селективности настройки коммутации при малом и большом уровн х искрени  на коллекторе. При малом и большом уровн х искрени  на коллекторе соответственно требуетс  изменить автоматически ток дополнйтель ных полюсов или полностью сн ть напр жение с  кор  машины. Кроме того известное устройство имеет ограниченную точность, что объ сн етс  температурной и временной погрешностью самого датчика добавочного тока коммутации. Точность устройства повьшиетс  при переходе к цифровым устройствам управлени .

Цель изобретени  - повьшгение точности и селективности настройки коммутации на .середину безыскровой зоны а также увеличение ресурса безотказной работы машины.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство улучшени  коммутации коллекторной электрической машины посто нного тока, управл емой от тиристорного преобразовател  по  корной цепи, содержащее управл емый усилитель мощности,подключенньй к обмотке дополнительных полюсов вход которого соединен с выходом регл тора с пропорционально-интегральным законом изменени  выходного напр жени , и элементы управлени j снабжено двум  расширител ми импульсов , интегратором, триггером. двум  усилител ми напр жени ,суммирующим -устройством, релейным элементом , запоминающим устройством,дв м  сумматорами, фотодатчиком, датчи ком тока оптики дЬбавочных полюсов, бесконтактным выключателем сетевого напр жени , блоком питани ,кварцевым генератором, формирователем импульсов и счетчиком импульсов, прич выход кварцевого генератора через ф мирователь импульсов соединен со сч чиком импульсов, выход фотодатчика искрени  под щетками соединен с входом первого усилител  напр жени , инвертирующий выход счетчика импульсов соединен с входом первого расширител  импульсов, неинвертирзпо щий выход счетчика импульсов св зан со счетным входом триггера, первый вход интегратора соединен с выходом первого расширител  импульсов ,и инвертирующим выходом триггера через первый сумматор, выход первого усилител  напр жени  подсоединен к второму входу интегратора, выход которого св зан с первым входом сумми-. рующего устройства, второй вход которого через второй усилитель напр жени  соединен с неинвертирующим выходом триггера, третий вход суммирующего устройства соединен с блоком питани i вход которого и .вход тиристорнрго преобразовател  подключены к сети переменного тока чере бесконтактный выключатель сетевого напр жени , выход суммирующего устройства через второй расширитель импульсов соединен с входом релейного элемента, выход которого соединен с входом запоминающего устройства , его выход и выход датчика тока оптики добавочных полюсов через второй сумматор соединены с входом пропорционально-интегрального регул  тора, а вход датчика тока оптики добавочных полюсов соединен с обмоткой дополнительных полюсов. Дл  увеличени  ресзфса безотказной работы машины выход датчика тока оптики добавочных полюсов св зан с входом системы фазового управлени  бесконтактного выключател  сетевого напр жени . На чертеже представлена функцио; нально-блочна  схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из главного, вспомогательного и силового каналов Главный канал содержит фотодатчик I,первьй усилитель 2 напр жени ,интегратор 3, суммирующее устройство 4, второй расширитель 5 импульсов, релейный элемент 6, запоминающее устройство 7, первый сумматор 8, пропор1щонально-интегральный регул тор 9 и усилитель 10 мощности, управл ющий током подпитки обмотки 11 дополнительных полюсов. Вспомогательный канал состоит .из кварцевого генератора 12, формировател  13 импульсов, счетчика 14 импульсов , триггера 15, второго усилител  16 напр жени , первого расширител  17 импульсов, второго сумматора 18. К силовому каналу относ тс  датчик 19 тока, подключенньй к : измерительному шунту 20, введенного в цепь обмотки добавочного полюса II,бесконтактньй выключатель 21 сетевого напр жени , тиристорный преобразователь 22, блок 23 питани  элементо)з схемы. Выход фотодатчика 1 подключен к входу первого усилител  2 напр жени , выход которого соединен с вторым входом интегратора 3. Выход интегратора 3 соединен с первым входом суммирующего устройства 4, второй вход которого св зан с выходом второго усилител  16 напр жени , третий вход котрро-/ го подключен к блоку 23 питани . Выход суммирующего устройства 4 соединен с входом второго расширител  5 импульсов, выход которого подсоединен к входу релейного элемента 6. Выход релейного элемента 6 соединен с входом запоминающего устройства 7, выход которого через первый сумматор 8 подключен к входу пропорционально-интегрального регул тора 9. На сумматор 8 подаетс  сигнал с датчика 19 тока оптики обмотки 11 дополнительных полюсов коллекторной машины 24. Выход регул тора 9 подключен к входу усилител  10 мощности, выход которого св зан с обмоткой 11 дополнительных полюсов и измерительньм шунтом 20. Коллекторно-щеточный узел машины 24 воздействует своим световым потоком на фотодатчик 1. Выход кварцевого гейератора 12 соединен с входом формировател  13 импульсов, вы-, ход которого подключен к входу счетчика 14 импульсов, инвертирующий выход которого соединен с входом 5 первого расширител  17 импульсов. Выход расширител  17 импульсов через второй сумматор 18 соединен с первым входом интегратора 3. Неинвертирующнй выход счетчика 14 соеди нен со счетным входом триггера 15. Инвертирзпощий выход триггера 15 через второй сумматор 18 соединен с первым входом интегратора 3. Неинвертирующий выход триггера 15 соединен с входом второго усилител  16 напр жени . Якорна  цепь машины 24 получает питание от тиристорного преобразовател  22. Бесконтактный выключатель 21 подает сетевое напр  жение на блок 23 питани  и тиристорный преобразователь 22. Выход датчика тока оптики 19 соединен с бесконтактным выключателем 21. Устройство дл  улучшени  коммут ции машин посто нного тока работаГе следующим образом. Электрический сигнал с фотодатч ка 1 при наличии искрени  на коллек торе машины 24 усиливаетс  усилителем 2 напр жени . На первый вход интегратора 3 подаетс  сигнал с сумматора 18, осуществл нлцего сброс текущего значени  выходного напр жени  интегратора 3 и в конце цикла измерени . На второй вход интегратора 3 подаетс  сигнал с усилител  2. Сигнал с интегратора 3 подаетс  на первьй вход суммирующего устройства 4, на входе формируетс  импульс, величина которого равна конечному значению сигнала, проинтегрированного за период измерени  Расширенный импульс с помощью, расши рени  5 подаетс  на релейный элемент 6, который имеет нелинейную характеристику с зоной нечувствительности и ограничением по уровню Сигнал с элемента 6 поступает на за поминающее устройство 7. При неболь шом уровне искрени  накопленный сигнал на интеграторе 3 за период измерени  тока попадает в зону нечувствительности релейного элемента 6 и выход сигнала этого элемента: , а следовательно, и регул тора 9 равен нулю. Ток подпитки обмотки 11 дополнительных полюсов устанавливаетс  в соответствии с рабочей точкой усилител  10 и необходимым дл  настройки коммутации на середи ну безыскровой зоны. При увеличени искрени  выходной сигнал с интег96 ратора 3 после преобразовани  на элементах 4-5обеспечивает работу элемента 6 на линейном участке характеристики, и на выходе релейного элементе бзэдет иметь сигнал, пропорциональный энергии искрени , накопленньй за период измерени . Этот сигнал, пройд  через регул тор 9, усилитель 10 мощности, измен ет ток подпитки обмотки 11 дополнительных полюсов, обеспечива  настройку коммутации на середину безыскровой зоны, во вспомогательном канале формируетс  период измерени  длительностью 1 с, а также формируетс  импульс дл  сбора в конце каждого цикла измерени , кварцевый генератор 12 вырабатывает синусоидальньй сигнал, формирователь 13 импульсов вьщает пр моугольные импульсы с крутым передним фронтом, которые подаютс  на счетчик 14 импульсов. Сигнал с инвертирующего выхода счетчика 14 подаетс  через первый расширитель 17 импульсов на .первый вход интегратора 3, сбрасывает на О текущие показани  интегратора 3. Созданные счетчиком 14 импульсы частотой, напрймер 1 Гц, включают триггер 15, с инвертирующего выхода триггера 15 . подаетс  сигнал на включение интегратора 3 посредством сумматора . 18, с неинвертирующего выхода триггера 15 сигнал через усилитель 16 напр жени  подаетс  на второй вход сравнивающего устройства 4. Резюмируем работу устройства - за цикл измерени , например 1 с, на интеграторе 3 накапливаетс  информаци  об искрении, котора  запоминаетс  и поступает на обмотку в виде различного эффекта в зависимости от искрени  (ток в обмотке 11, в соответствии с начальной рабочей точкой или его измененное значение дл  работы в зоне безыскро- вой коммутации). В зоне цикла осуществл етс  сброс информации и она вновь накапливаетс  за новый цикл измерени  с последующей обработкой . Датчик 19 тока воспринимает максимальнре значение тока оптики обмотки 11 дополнительного полюса jj через бесконтактньй выключатель 21 отключает схему от сети. Это аварийный режим, при котором с помощью выключател  21 снимают пи7112 тающее напр жение с преобразовател  22. На  коре машины напр жение равно нулю и двигатель останавливаетс . Введение отрицательной обратной св зи от датчика 19 тока в регул тор 9 приводит к уменьшению результатирующей посто нной времени, а 9 следовательно, к увеличению бьгстродействи  устройства. Предложенное устройство позвол ет повысить точность настройки коммутации на середину безыскровой зоны и увеличить ресурс безотказной работы машины.

Claims (2)

1. ' 1. УСТРОЙСТВО УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА, управляемой от тиристорного преобразователя по якорной цепи, содержащее управляемый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, вход которого соединен с выходом регулятора с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения,и элементы управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и селективности настройки коммутации на середину безыскровой зоны, оно снабжено двумя расширителями импульсов, интегратором, триггером, двумя усилителями напряжения, суммирующим устройством, релейным элементом, запоминающим устройством, двумя сумматорами, фотодатчиком, датчиком тока оптики добавочных полюсов, бесконтактным выключателем сетевого напряжения, блоком питания, кварцевым генератором, формирователем импульсов и счетчиком импульсов, причем выход кварцевого генератора через формирователь импульсов соединен со счетчиком импульсов,выход фотодатчика соединен с входом первого усилителя напряжения,инвертирующий выход счетчика импульсов соединен с входом первого расширителя импульсов, неинвертирующий выход счетчика импульсов связан со счетным входом триггера, первый вход интегратора соединен с выходом первого расширителя импульсов и инвертирующим выходом триггера через первый сумматор, выход первого усилителя напряжения подсоединен к второму входу интегратора, выход которого связан с первым входом суммирующего устройства, второй вход которого через второй усилитель напряжения соединен с неинвертирующим выходом триггера, третий вход суммирующего устройства соединен с блоком питания, вход которого и вход ти.ристорного преобразователя подключены к сети переменного тока через бесконтактный выключатель сетевого напряжения, выход суммирующего устройства через второй расширитель импульсов соединен с входом релейного элемента, выход которого соединен с входом запоминающего устройства, его выход и выход датчика тока оптики через второй сумматор соединены с входом пропорционально-интегрального регулятора, а вход датчика тока соединен с обмоткой дополнительных полюсов.
2. 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения ресурса безотказной раSU„„ 1125709 >

   боты машины, выход датчика тока ойтй* системы фазового управления бесконтактки добавочных полюсов связан с входом . ^ного выключателя сетевого напряжения .