SU1753571A1 - Устройство дл регулировани частоты вращени электродвигател посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: в системах электроприводов с большой кратностью регулировани  движени  исполнительного механизма и сохранением номинального момента вращени  двигател  в области низких частот вращени . Сущность: расширен диапазон регулировани  частоты вращени  за счет дополнительного введени  конвертора б, выполненного по схеме задающий генератор 7 - усилитель мощности 8, транзисторного ключа 9, синхронизированного двухканального генератора пилообразного напр жени  18, запоминающего конденсатора 16, разр дного 15, разделительного 13 и силового 4 диодов, транзистора 19, базового 20 и токоограничивающего 17 резисторов . 1 ил VJ СП со ел VI

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода с большой кратностью регулировани  движени  исполнительного механизма и сохранением номинального момента электродвигател  в области низких частот вращени .

Известны устройства дл  регулировани  частоты вращени  электродвигателей посто нного тока, втомчисле наиболее простые по реализации силовых узлов регули- ровани сприменением

двухполупериодного выпр мител  и регулирующего тиристора. Известным устройствам присущ р д недостатков, снижающих эксплуатационную над жность и сужающих область их применени . Однако устройство имеет пониженную стабильность частоты вращени  вследствие сравнени  опорного напр жени  с напр жением обмотки  кор , содержащим кроме ЭДС  кор  (она пропорциональна частоте вращени ) составл ющую падени  напр жени  на его активном сопротивлении. Поэтому при изменении момента нагрузки будет мен тьс  частота вращени  и уменьшатьс  диапазон регулировани  в области низких частот вращени . В системах регулировани  без тахо- генератора отмечаетс  уменьшение диапазона регулировани  в четыре раза по сравнению с системой, включающей тахоге- нератор.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока, содержащее двухполупе- риодный выпр митель, регулирующий тиристор и схему управлени  с компаратором, источником образцового напр жени , узлом выделени  ЭДС обмотки  кор  и генератором пилообразного напр жени .

Недостаток состоит в том, что управление регулирующим тиристором посредством стабилизатора тока может оказатьс  неэффективным в случае использовани  электродвигателей с номинальным напр жением питани  пор дка единиц вольт, так как стабилизатор тока не обеспечит необходимый ток управлени  регулирующим тиристором . Кроме того, при номинальном напр жении питани  электродвигателей несколько сотен вольт стабилизатор тока будет работать с низким КПД, ч го в целом ухудшит массо-энергетические показатели схемы управлени  и, как следствие, снизитс  эксплуатационна  надежность из-за значительного выделени  мощности на регулирующем транзисторе стабилизатора тока.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в

устройство дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока, содержащее двухполупериодный выпр митель , регулирующий тиристор, синхронизи0 рованный генератор пилообразного напр жени , источник образцового напр жени  с потенциометрическим делителем напр жени  на выходе, компаратор, транзисторный ключ, делитель напр жени , вспомогательный источник напр жени  и

5 узел выделени  ЭДС, входы двухполупериодного выпр мител   вл ютс  входами устройства , а выходы через регулирующий тиристор и узел выделени  ЭДС подключены к выводам, предназначенным дл  соединени  с  корной обмоткой

0 электродвигател .

Первый выход синхронизированного генератора пилообразного напр жени  подключен к входу источника образцового напр жени , выход потенциометрического

5 делител  напр жени  соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого подключен к выходу узла выделени  ЭДС и через разделительный диод к выходу делител  напр жени 

0 вспомогательного источника напр жени , выход компаратора подключен к входу транзисторного ключа, в него введен конвертор, выполненный в виде задающего генератора с выходным усилителем мощности, а синх5 ронизированный генератор пилообразного напр жени  снабжен вторым выходом. При этом выход транзисторного ключа подключен к цепи питани  усилител  мощности конвертора, выход конвертора соединен с

0 управл ющим входом регулирующего тиристора , а синхронизирующий вход узла выделени  ЭДС подключен к второму выходу синхронизированного генератора пилообразного напр жени .

5 На чертеже представлена схема предлагаемого устройства дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока.

Устройство дл  регулировани  частоты

0 вращени  электродвигател  посто нного тока содержит двухполупериодный выпр митель 1, 2, регулирующий тиристор 3, синхронизированный генератор 18 пилообразного напр жени , источник 21

5 образцового напр жени  с потенциометрическим делителем 11 напр жени  на выходе , компаратор 10, транзисторный ключ 9, делитель 12 напр жени , вспомогательный

источник 14 напр жени  с делителем напр жени , узел выделени  ЭДС обмотки 5  кор , включающий запоминающий конденсатор 16, силовой 4 и разр дный 15 диоды , транзистор 19, базовый 20 и токоограничивающий 17 резисторы, конвертор б, выполненный в виде задающего генератора 7 с выходным усилителем 8 мощности . При этом входы двухполупериодного вы- пр мител  1  вл ютс  входами устройства, а выходы через регулирующий тиристор 3 и узел выделени  ЭДС подключены к выводам , предназначенным дл  соединени  с  корной обмоткой 5 электродвигател , первый выход (растуща  пила) синхронизированного генератора 18 пилообразного напр жени  подключен к входу источника 21 образцового напр жени , выход его по- тенциометрического делител  11 напр жени  соединен с неинвертирующим входом компаратора 10, инвертирующий вход которого подключен к выходу делител  12 напр жени , узла выделени  ЭДС и через разделительный диод 13 к выходу делител  напр жени  вспомогательного источника 14 напр жени , выход компаратора 10 подключен к входу транзисторного ключа 9. Второй выход (спадающа  пила) синхронизированного генератора 18 пилообразного напр жени  соединен с синхронизирующим входом узла выделени  ЭДС, а выход транзисторного ключа 9 подключен к цепи питани  усилител  8 мощности конвертора 6, выход которого соединен с управл ющим входом регулирующего тиристора 3.

Устройство дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока работает следующим образом.

В установившемс  режиме напр жение с выхода двухполупериодного выпр мител  1 в момент открыти  регулирующего тиристора 3 через силовой диод 4 прикладываетс  к обмотке 5  кор  электродвигател . Длительность открытого состо ни  регулирующего тиристора 3 определ етс  моментом включени  питани  усилител  8 мощности конвертора 6 и наступлением равенства ЭДС обмотки 5  кор  и текущего значени  полуволны выпр мленного напр жени  двухполупериодного выпр мител  1. Дл  стабилизации частоты вращени  в устройстве предусмотрен источник 21 образцовогонапр жени с потенциометрическим делителем 11 напр жени . Его напр жение сравниваетс  в компараторе 10 с ЭДС обмотки 5  кор  в те промежутки времени, когда через силовой диод 4 не передаетс  энерги  в электродвигатель .

Узел выделени  ЭДС обмотки 5  кор  работает следующим образом.

При прохождении тока обмотки 5  кор  через силовой диод 4 падением напр жени  на нем запираетс  транзистор 19 и напр жение двухполупериодного выпр мител  1 при открытом состо нии регулирующего тиристора 3 не поступает через токоограничивающий резистор 17 на делитель ЭДС 12 обмотки 5  кор  и запоминающий конденсатор 16. При этом на делителе ЭДС 12 будет поддерживатьс  уровень напр жени , до которого был зар жен запоминающий конденсатор 16 в паузе предыдущего цикла. После закрыти  регулирующего тиристора 3 (естественна  коммутаци ) ток через силовой диод 4 прекращаетс  и ЭДС обмотки 5  кор  открывает транзистор 19 и дозар жает запоминающий конденсатор 16 через токоограничивающий резистор 17

или, если частота вращени  уменьшилась, обеспечиваетс  доразр д через разделительный диод 15 на обмотку 5  кор  до уровн  ЭДС.

Таким образом, на запоминающем конденсаторе 16 всегда будет поддерживатьс  напр жение, равное (пропорциональное) ЭДС обмотки 5  кор , а так как Е сп Ф, где Е - ЭДС, с - посто нна  величина, п - частота вращени , Ф- поток возбуждени ,

то п пропорционально Е при Ф const. Делитель 14 напр жени  совместно с разделительным диодом 13 исключает самоход электродвигател . Дл  повышени  надежности устройства, особенно при регулировании в области малых частот вращени  с сохранением номинального момента вращени , напр жение обратной св зи, снимаемое с делител  ЭДС 12, и напр жение источника 21 образцового напр жени  суммируютс  с выходными напр жени ми синхронизированного генератора 18 пилообразного напр жени . При этом напр жение делител  ЭДС 12 суммируетс  с напр жением спадающа  пила, а напр жение источника 21 образцового напр жени  - с напр жением растуща  пила. Благодар  этому к входам компаратора 10 будет прикладыватьс  суммарное напр жение, содержащее посто нные составл ющие

(обратна  св зь, источник образцового напр жени ) и пилообразные составл ющие, следующие с частотой выходного напр жени  двухполупериодного выпр мител  1. Это обеспечивает четкое и надежное срабатывание компаратора 10 в каждом полупериоде выпр мленного напр жени . Применение конвертора 6 дл  управлени  регулирующим транзистором 3 позвол ет

осуществл ть его надежное открытие независимо от колебаний напр жени  сети.

Таким образом, введение конвертора и дополнительного выхода спадающа  пила в синхронизированный генератор пилообразного напр жени  и включение их по предлагаемой схеме позволило повысить надежность устройства дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока.

Испытани  предлагаемого устройства подтвердили его работоспособность и надежность при изменении на +25% напр жени  двухполупериодного выпр мител . Кратность регулировани  частоты вращени  электродвигателей посто нного тока с печатным  корем типа ДПУ-240 и ПЯ-250Ф может быть получена не менее 50000.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока, содержащее двухполупериодный выпр митель , регулирующий тиристор, синхронизированный генератор пилообразного напр жени , источник образцового напр жени  с потенциометрическим делителем напр жени  на выходе, компаратор, транзисторный ключ, делитель напр жени , вспомогательный источник напр жени , узел выделени  ЭДС, входы двухполупериодного выпр мител   вл ютс  входами устройства , а выходы через регулирующий тиристор и узел выделени  ЭДС подключены к выводам, предназначенным дл  соединени  с  корной обмоткой электродвигател , первый выход синхронизированного генератора пилообразного напр жени  подключен к входу источника образцового напр жени , выход потенциометрического

   делител  напр жени  соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого подключен к выходу узла выделени  ЭДС и через разделительный диод к выходу делител  напр жени 

   вспомогательного источника напр жени , выход компаратора подключен к входу транзисторного ключа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введен конвертор, выполненный в виде задающего генератора с выходным усилителем мощности, а синхронизированный генератор пилообразного напр жени  снабжен вторым выходом, выход транзисторного ключа подключен к цепи питани 

   усилител  мощности конвертора, выход конвертора соединен с управл ющим входом регулирующего тиристора, а синхронизирующий вход узла выделени  ЭДС подключен к второму выходу синхронизированного генератора пилообразного напр жени .