SU955477A1

SU955477A1 - Ac electric drive

Info

Publication number: SU955477A1
Application number: SU813235715A
Authority: SU
Inventors: Михаил Олегович Ильин; Федор Федорович Котченко; Юрий Георгиевич Кочинев; Лев Владимирович Сегалович
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1982-08-30

Description

чаютс к источнику управл ющего сигнала и конденсатора 2 . Недостатком этого устройства вл етс сложность схемы - сравнительно большое количество наиболее нагружен ных энергетически силовых элементов четырех оптотиристоров и четырех выпр мительных мостов, что снижает надежность устройства. В известном устройстве требуетс также включение в цепь управлени устройств задержки во избежание межфазного короткого за мыкани при подаче сигнала реверса двигател , Оба известных устройства обладают также тем недостатком, что при их применении не улучшаютс динамические характеристики двухфазного асинхронного исполнит.ельного двигател , так как его механические характеристики оказываютс близкими к естественным характеристикам, и коэффициент в зкого трени двигател в рассмотренных .схемах включени не измен етс или измен етс в худшую сторону (уменьшаетс ), что ухудшает показатели- качества след щего приво да. Цель изобретени - упрощение схемы устройства, улучшение динамических характеристик электропривода,что позволит упростить корректирующие средства и повысить показатели качества процессов управлени при использовании устройства в замкнутых автоматических системах. Указанна цель достигаетс тем, что в электроприводе переменного тока , содержащем двухфазный асинхронный электродвигатель, обмотка возбуждени которого подключена к источнику питани , оптронный тиристор выпр мительный мост, конденсатор, I введены два диода, две дифференцирую щие цепи, четыре резистора, два стабилитрона и два импульсных усилител первые входы которых вл ютс управл ющими , а второй вход каждого соединен с катодом одного из диодов, . анод которого через дифференцирующую цепь подсоединен к соответствующей диагонали моста, образованного двум резисторами и двум разнопол рно включенными стабилитронами, друга диагональ которого соединена с источником переменного тока, обмо ка управлени электродвигател чере оптронный тиристор соединена с одно диагональю выпр мительного моста, друга диагональ которого через кон денсатор подключена к источнику пит ни , выходы импульсных усилителей ч рез третий и четвертый резисторы со ответственно соединены.с анодом све тодиода оптронного тиристора, катод которого подсоединен к общей точке соединени стабилитронов и источник питани . На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода. Устройство содержит двухфазный асинхронный электродвигатель 1, обмотка 2 возбуждени которого подключена к источнику питани , а обмотка 3 управлени через оптронный тиристор 4, состо щий из тиристора 5 и управл ющего -светодиода 6, выпр мительный мост 7 и конденсатор S соединена с источником-питани , анод управл ющего светодиода б соединен через резисторы 9 и 10 с.выходами соответствующих импульсных усилителе;: 11 и 12, входы 13 и 14 которых вл ютс управл ющими входами, а входы 15 и 16 через диоды 17 и 18 соединены с дифференцирующими цеп ми, со-« -сто щими из резисторов 19,20 и кон- Денсаторов 21,22. Дифференцирующие цепи соединены с диагонсшью моста, состо щего из резисторов 23,24 и разнопол рно включенных стабилитронов 25 и 26, Устройство работает следующим образом . Обмотка 3 управлени двухфазного асинхронного электродвигател 1 питаетс выпр мленным двухполупериодным напр жением от выпр мительного моста 7. Конденсатор 8 служит дл создани необходимого сдвига фаз между токами обмоток (2 и 3) и дл ограничени тока короткого замыкани моста 7 в моменты срабатывани оптронного тиристора 4. Оптронный тиристор 4, подключенный параллельно обмотке 3 управлени , выполн ет роль синхронного ключа, который может шунтировать обмотку 3 управлени синхронно с частотой питающей сети через полупериоды, благодар чему обмотка 3 управлени оказываетс , включенной на однополупериодное напр жение , содержащее основное напр жение частоты питающей сети (первую гармонику,посто нную составл ющую и высшие гармоники, не создающие вращающего момента. Посто нна составл юща создает тормозной момент, улучшающий его динамические характеристики , пусковой момент при этом не измен етс . При синхронном сдвиге на полупериод моментов шунтировани обмотки 3 управлени тиристором 5 фаза первой гармоники напр жени на управл ющей обмотке 3 мен етс на 180.Так как перва гармоника создает вращающий момент, то, следовательно, обеспечиваетс тем самым реверсивное управление двигателем. Устройство позвол ет реализовать четыре режима управлени .двигателем: две кЬманды вращени - Вперед и Назад и две команды торможени ( . Перва команда Стоп задаетс отсутствием управл ющих сигналовto the source of the control signal and the capacitor 2. A disadvantage of this device is the complexity of the circuit — a relatively large number of the most energetically loaded elements of the four optothyristors and four rectifying bridges, which reduces the reliability of the device. In the known device, it is also necessary to include in the control circuit of the delay devices in order to avoid interfacial shorting when the motor reversing signal is given. Both known devices also have the disadvantage that their application does not improve the dynamic characteristics of the two-phase asynchronous performance engine, since its mechanical the characteristics are close to the natural characteristics, and the coefficient of viscous friction of the engine in the considered switching circuits does not change or change It is worse (decreases), which degrades the performance of the follower. The purpose of the invention is to simplify the design of the device, improve the dynamic characteristics of the electric drive, which will simplify the correction tools and improve the quality indicators of the control processes when using the device in closed automatic systems. This goal is achieved by the fact that in an AC drive containing a two-phase asynchronous electric motor, the excitation winding of which is connected to a power source, an optocoupler thyristor, a rectifying bridge, a capacitor, I, two diodes, two differentiating circuits, four resistors, two zener diodes and two pulsed an amplifier whose first inputs are control, and the second input of each is connected to the cathode of one of the diodes,. through the differentiating circuit, the anode is connected to the corresponding diagonal of the bridge, formed by two resistors and two oppositely connected Zener diodes, another diagonal of which is connected to an alternating current source, winding the motor control through an optocoupler thyristor connected to one diagonal of the rectifying bridge, another diagonal of which is connected The sensor is connected to the power supply, the outputs of the pulse amplifiers are the third and fourth resistors, respectively, connected to the light anode Yes, an optocoupler thyristor, the cathode of which is connected to the common junction point of the zener diodes and the power source. The drawing shows the scheme of the proposed electric drive. The device contains a two-phase asynchronous electric motor 1, the excitation winding 2 of which is connected to a power source, and the control winding 3 via an opto-optic thyristor 4 consisting of a thyristor 5 and a control LED 6, a rectifier bridge 7 and a capacitor S connected to the power supply The anode of the control LED b is connected via resistors 9 and 10 with the outputs of the corresponding pulse amplifiers: 11 and 12, inputs 13 and 14 of which are control inputs, and inputs 15 and 16 are connected via diodes 17 and 18 to differentiating circuits, co - "- the conductive resistors and condensers 19,20 21,22. Differentiating circuits are connected to the bridge diagonal, consisting of resistors 23,24 and zener diodes 25 and 26 of opposite polarity, the device operates as follows. The control winding 3 of the two-phase asynchronous motor 1 is powered by the rectified full-wave voltage from the rectifying bridge 7. The capacitor 8 is used to create the necessary phase shift between the winding currents (2 and 3) and to limit the short-circuit current of the bridge 7 at the time of the optocoupler thyristor 4. An optocoupler thyristor 4 connected in parallel to the control winding 3 performs the role of a synchronous switch that can shunt the control winding 3 synchronously with the frequency of the supply network through half-periods, thanks to why the control winding 3 is connected to a half-wave voltage containing the main supply frequency voltage (the first harmonic, the constant component and the harmonics that do not produce torque). The constant component creates a braking torque that improves its dynamic characteristics, the starting torque does not change at the same time. If the moments of shunting winding 3 of the thyristor 5 control synchronously shift by half a period, the phase of the first harmonic of the voltage on the control winding 3 changes by 180. to as a first harmonic of a torque, it is therefore provided thereby reverse motor control. The device allows to realize four control modes of the motor: two rotation commands - Forward and Back and two braking commands (. The first Stop command is set by the absence of control signals

на входах 13 и 14 импульсных усилите лей 11 и 12, что соответствует отсутствию первой гармоники тока в обтмотке управлени ,ротор электродвигател 1 тормозитс полем посто нного тока.at the inputs 13 and 14 of the pulse amplifiers 11 and 12, which corresponds to the absence of the first harmonic current in the control winding, the rotor of the electric motor 1 is braked by a direct current field.

Втора команда Стоп может быть задана одновременной подачей управл ющих сигналов на входы 13 и 14 импулсных усилителей, при этом тиристор 5 шунтирует обмотку 3 управлени электродвигател каждый полупериод, что соответствует режиму динамического торможени ,The second Stop command can be set by simultaneously supplying control signals to the inputs 13 and 14 of the pulse amplifiers, while the thyristor 5 shunts the winding 3 of the motor control each half cycle, which corresponds to the dynamic braking mode,

Выбор наиболее эффективного режим торможени определ етс параметрами системы автоматического управлени и может быть сделан при ее расчете.The choice of the most effective braking mode is determined by the parameters of the automatic control system and can be made during its calculation.

Формирование импульсов управлени , сдвинутых на полупериодг осуществл етс следующим образом. The formation of control pulses shifted by half a period is carried out as follows.

Мост, составленный резисторами 23,24 и стабилитронами 25, 26,включенный на переменное напр жение частоты питани электродвигател 1,формирует пр моуголь ные импульсы, которые посредством дифференцирующих цепей , построенных на резисторах 19,20 и конденсаторах 21,22 преобразуютс в остроконечные разнопол рные импульсы. Диоды 17 и 18 пропускают на входы 15 и 16 импульсных усилителей 11 и 12 последовательности коротких положительных импульсов частоты сети, сдвинутые на полпериода.A bridge made up of resistors 23,24 and zener diodes 25, 26, connected to the alternating voltage of the power supply of the electric motor 1, generates rectangular pulses, which, by means of differentiating circuits built on resistors 19,20 and capacitors 21,22, are transformed into pointed polarities impulses. Diodes 17 and 18 are passed to the inputs 15 and 16 of the pulse amplifiers 11 and 12 of a sequence of short positive pulses of the mains frequency, shifted by half a period.

Импульсные усилители 11 и 12 выпол ют роль ключей-усилителей, которые при подаче сигналов на их управл ющие входы 13 и 14 пропускают чере резисторы 9 и 10 соответствующие последовательности импульсов управлени на светодиод б оптотиристора 4. они могут быть выполнены на полевом транзисторе с двум изолированными затворами и выводом от подложки.Pulse amplifiers 11 and 12 play the role of key amplifiers, which, when signals are supplied to their control inputs 13 and 14, pass through resistors 9 and 10 the corresponding control pulse sequences to LED 6 of the optothyristor 4. They can be performed on a field-effect transistor with two isolated gates and output from the substrate.

Таким образом, данное устройство дл управлени двухфазным-асинхронным электродвигателем обеспечивает лучшие в сравнении с прототипом технико-экономические характеристики за счет существенного сокращени -силовых элементов - оптотиристоров и диодннх мостов, что придает этому устройству более высокую надежность, улучшает его весогабаритные характеристики (особенно при необходимости использовани теплоотводов у силовых элементов), и,позвол ет сократить материально-технические затраты на корректирующие устройства в системах автоматического управлени .Thus, this device for controlling a two-phase-asynchronous electric motor provides the best technical and economic characteristics in comparison with the prototype due to a significant reduction in the power of optothyristors and diode bridges, which gives this device higher reliability and improves its overall dimensions (especially if necessary use of heat sinks for power elements), and, allows to reduce the material and technical costs of corrective devices in the av omaticheskogo control.

Claims

Invention Formula

An alternating current drive containing a two-phase asynchronous electric motor, the winding of which is connected to a power source, an optocoupler thyristor rectifying bridge, a capacitor, characterized in that, in order to simplify and improve the dynamic characteristics, two diodes, two differentiating circuits, Four resistors, two Zener diodes and two pulse amplifiers, the first inputs of which are control, and the second input of each is connected to the cathode of one of the diodes, the anode of which through a differentiating center The chain is connected to the corresponding diagonal of the bridge, formed by two resistors and two oppositely-connected zener diodes, the other diagonal of which is connected to an alternating current source, the control winding of the electric motor is connected to a single diagonal of the rectifier bridge, the other diagonal of which is connected to the power source through a capacitor, the outputs of the pulse amplifiers through the third and fourth resistors, respectively, are connected to the anode of the LED of the optocoupler thyristor, the cathode cat It is connected to a common connection point between the zener diodes and the power supply.

Sources of information taken into account in the examination

.one. Alekseev A.A. and others. The use of optocouplers A04 103.- Radio, 1978, 8, p.37.

2. Verman N. and others. Reversible drive. - Radio, 1979, 11 p.47.