SU1577049A1

SU1577049A1 - Электропривод посто нного тока

Info

Publication number: SU1577049A1
Application number: SU884431441A
Authority: SU
Inventors: Леонид Иванович Малинин; Геннадий Аронович Персов
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам посто нного тока, и может быть использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретени вл етс улучшение регулировочных свойств и энергетических показателей электропривода. В электроприводе реализуютс регулируемые тормозные режимы, представл ющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа двух видов торможени : более интенсивного (импульс) и менее интенсивного (пауза), что позвол ет, измен скважность, с которой коммутируетс ключ, регулировать среднее значение тока кор и тормозной момент. В электроприводе реализуетс режим транзитной рекуперации энергии, когда кинетическа энерги маховых масс привода, преобразованна в течение импульса интервала коммутации в энергию электромагнитного пол обмоток кор и сглаживающего дроссел , посредством тиристоров выпр мител и вторичной обмотки трансформатора отдаетс в питающую сеть. 2 ил.

Description

1

(21)4431441/24-07

(22) 30.05.88

(46) 07.07.90. Бюл. № 25

(71)Новосибирский электротехнический институт

(72)Л.И.Малинин и Г.А.Персов (53)621.316.718.5(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 902185, кл. Н 02 Р 5/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1288878, кл. Н 02 Р 5/06, 1985.

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57)Изобретение относитс к электротехнике , в частности к автоматизированным электроприводам посто нного тока, и м.б. использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретени вл етс улучшение регулировочных свойств

и энергетических показателей электропривода . В электроприводе реализуютс регулируемые тормозные режимы, представл ющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа двух видов торможени : более интенсивного (импульс ) и менее интенсивного (пауза), что позвол ет, измен скважность, с которой коммутируетс ключ, регулировать среднее значение тока кор и тормозной момент. В электроприводе реализуетс режим транзитной рекуперации энергии, когда кинетическа энерги маховых масс привода, преобразованна в течение импульса интервала коммутации в энергию электромагнитного пол обмоток кор и сглаживающего дроссел , посредством тиристоров выпр мител и вторичной обмотки трансформатора отдаетс в питающую сеть. 2 ил.

сл

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к автоматизированным электроприводам посто нного тока, и может быть использовано в приводах многокоординатных механизмов.

Целью изобретени вл етс улучшение регулировочных свойств и энергетических показателей электропривода.

На фиг.1 приведена принципиальна схема электропривода посто нного тока; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Электропривод содержит электродвигатель 1, корна обмотка которого включена в одну диагональ тиристорного реверсора 2. Первый вывод другой диагонали через коммутирующий транзисторный

ключ 3 соединен с общим катодом трехфазного выпр мител 4, -подключенного к вторичной обмотке трансформатора 5, соединенной звездой. Второй вывод другой диагонали тиристорного реверсора 2 подключен к первому выводу сглаживающего дроссел 6. Анодна группа трехфазного выпр мител 4 выполнена на тиристорах 7- 9, общий анод которых соединен с вторым выводом сглаживающего дроссел 6 и через вспомогательный транзисторный ключ 10 - с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора бис анодом обратного диода 11, катод которого подключен к точке соединени коммутирующего транзистор - ного ключа 3 и тиристорного реверсора 2. Тиристорный реверсор 2 выполнен на четысл

XI XI

о

N О

рех тиристорах 12-15. Катодна группа трехфазного выпр мител 4 выполнена на диодах 16-18.

Электропривод работает следующим образом.

Примен емый в электроприводе полупроводниковый преобразователь построен по принципу импульсного регулировани корного тока с разделением функций реверса и управлени модулем тока цепи кор электродвигател , что позвол ет управл ть величиной и знаком момента. Во всех режимах работы, как в двигательном, так и в тормозных, управление модулем корного тока осуществл етс транзисторным ключом 3, который коммутируетс со скважностью, определ емой алгоритмом, заложенным в систему управлени электроприводом . Направление корного тока определ етс состо нием тиристорного реверса 2, т.е. тем, кака из групп тиристоров (нечетна 12,15 или четна 13,14) включена . В зависимости от состо ни ключей 3 и 10 выпр митель 4 выполн ет следующие функции: только выпр мител в двигательном режиме работы (ключи 3 и 10 включены); рекуперирующего устройства в режиме рекуперативного торможени (ключи 3 и 10 выключены); контура замыкани корного тока в режиме динамического торможени (ключ 3 включен, ключ 10 выключен). На временных диаграммах (фиг.2) показана логика работы анодной группы выпр мител (тиристоры 7-9), каждый из которых включаетс при положительном потенциале на его катоде , и катодной группы (диоды 16-18). Необходимо отметить, что сигнал управлени на каждый из тиристоров 7-9 подаетс до точки естественной коммутации фазных ЭДС за врем , необходимое дл восстановлени управл ющих свойств тиристоров.

В двигательном режиме работы посто нно включены вспомогательный транзисторный ключ 10 и в зависимости от направлени вращени двигател 1 четна 13, или нечетна 12, 15 группы тиристоров реверсора 2, Транзисторный ключ 3 коммутируетс со скважностью, определ емой алгоритмом управлени приводом. При этом в импульсе интервала коммутации, когда поток энергии направлен из питающей сети в двигатель, т.е. при включенном транзисторном ключе 3. корна цепь замыкаетс по контуру 5-1-(16-18)-3- 12(13)-1-15(14)-6-10-5. В паузе интервала коммутации, когда ток корной цепи поддерживаетс за счет электромагнитной энергии,.запасенной в обмотках кор электродвигател 1 и дроссел 6, т.е. когда транзисторный ключ 3 выключен, ток корной

цепи замыкаетс по контуру 1-15(14)-6-10- 11-12(13)-1.

Таким образом, скважность, с которой коммутируетс транзисторный ключ 3, определ ема алгоритмом управлени приводом , в свою очередь, определ ет величину потока энергии, поступающей в электродви: гатель из питающей сети.

В электроприводе реализуютс регули0 руемые тормозные режимы, представл ющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа 3 двух видов торможени : более интенсивного (импульс ) и менее интенсивного (пауза), что по5 звол ет, измен скважность, с которой коммутируетс ключ 3, регулировать среднее значение тока кор электродвигател , а следовательно, и его тормозной момент. При переходе электропривода из двига0 тельного режима в тормозной выключаютс оба транзисторных ключа 3 и 10 и корный ток двигател замыкаетс навстречу фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора 5 по контуру 1-15(14)-6-(7-9)-5-11-12(13)-1,

5 что способствует его быстрому спаданию до нулевого значени . Затем тиристорный реверсор 2 перекоммутируетс в состо ние, при котором ток кор направлен согласно с ЭДС двигател , что соответствует тормоз0 ному режиму электропривода. Вид тормозного режима определ етс внешними контурами, к которым подключаетс реверсор 2, т.е. состо нием транзисторных ключей 3 и 10. .

5Структура схемы электропривода при

реализации управл емого тормозного режима в виде сочетани на интервале коммутации режимов противовключени и динамического торможени аналогична

0 структуре двигательного режима с той разницей , что тиристорный реверсор скоммути- рован в направлении протекани корного тока согласно с ЭДС двигател , В рассматриваемом режиме транзисторный ключ 10

5 посто нно включен, а ключ 3 коммутируетс с заданной скважностью. В импульсе интервала коммутации, когда электропривод работает в режиме торможени противо- включением, ток кор замыкаетс по цепи

0 1-15(14)-6-10-5-(16-18)-3-13(12)-1. В паузе интервала коммутации, когда транзисторный ключ 3 выключен и в приводе реализуетс режим динамического торможени , ток кор замыкаетс по цепи 15 14(15)-6-10-11-13(12)-1.

Если дл обеспечени заданных динамических показателей конкретной системы электропривода описанный тормозной режим вл етс избыточным, то в электроприводе может быть реализован энергетически

более выгодный режим торможени в виде сочетани на интервале коммутации режимов динамического торможени (в импульсе интервала коммутации) и рекуперативного торможени (пауза интервала коммутации) В рассматриваемом режиме транзисторный ключ 10 выключен, а ключ 3 коммутируетс с заданной скважностью. Заметим, что кажда из параллельных ветвей выпр мител 4 находитс в привод щем состо нии, когда на подключенном к ней соответствующем выводе вторичной обмотки трансформатора 5 положительный потенциал и включен соответствующий тиристор анодной группы выпр мител 4 (фиг.2), т.е. в про- вод щем состо нии поочередно находитс кажда из параллельных ветвей: диод 16 - тиристор 7, диод 17 - тиристор 8, диод 18 - тиристор 9. В импульсе интервала коммутации данного режима, когда транзисторный ключ 3 включен, ток корной цепи замыкаетс по контуру 1-14(15)-6(7-9)-(16-18)-3- 13(12)-1, а в паузе, когда коммутирующий транзисторный ключЗ выключен, ток кор замыкаетс по цепи 1-14(15)-6-(7-9)-5-11- 13(12)-1. Таким образом, в паузе реализуетс режим так называемой транзитной рекуперации энергии, когда кинетическа энерги махрвых масс привода, преобразованна в течение импульса интервала ком- мутации в энергию электромагнитного пол обмоток кор 1 и сглаживающего дроссел 6, посредством тиристорного комплекта 7-9 и вторичной обмотки трансформатора 5 отдаетс непосредственно в питающую сеть.

Переход электропривода из тормозного режима в двигательный происходит аналогично переходу из двигательного в тормозной , т.е. закрываютс оба транзисторных ключа 3 и 10, и после спадани корного тока до нул по цепи 1-14(15)-6(7-9)-5-11- 13(12)-1, т.е. когда тиристорный реверсор 2 обесточен, происходит его переключение на направление корного тока, соответствующее двигательному режиму.

Электропривод допускает использование двигателей посто нного тока любого способа возбуждени . В случае применени

двигателей последовательного или смешанного возбуждени обмотка последовательного возбуждени включаетс вместо сглаживающего дроссел б в неразветвленную часть корной цепи.

В электроприводе пульсации результирующей ЭДС рекуперирующего устройства нос т многофазный характер. Поэтому ситуаций , когда ЭДС двигател больше результирующей ЭДС рекуперирующего устройства (при соответствующем выборе Е2ф), привод щих к потере управл емости электроприводом, принципиально не может быть /что позвол ет улучшить регулировочные свойства электропривода. Лучшие энергетические показатели достигаютс за счет большей эффективности рекуперации энергии, также обусловленной многофаз- ностью результирующей ЭДС рекуперирующего устройства.

Claims

Формула изобретени Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, корна обмотка которого включена в одну диагональ тиристорного реверсора, первый выводдру- гой диагонали которого через коммутирующий транзисторный ключ соединен с общим катодом трехфазного выпр мител , подключенного к вторичной обмотке трансформатора , соединенной звездой, второй вывод другой диагонали тиристорного реверсора подключен к первому выводу сглаживающего дроссел , отличающийс тем, что, с целью улучшени регулировочных свойств и энергетических показателей, в него введены вспомогательный транзисторный ключ и обратный диод, а анодна группа трехфазного выпр мител выполнена на тиристорах, общий анод которых соединен с вторым выводом сглаживающего дроссел и через вспомогательный транзисторный ключ - с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора и с анодом обратного диода, катод которого подключен к точке соединени коммутирующего транзисторного ключа и тиристорного реверсора .

IJptmmJf

I4j

#Ј/2 /