SU959248A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

395 элементов И второго распределитеп  с вторым выходом этого преобразовател  выходы элементов И первого распределители св заны с соответствующими по фазе напр жени  пита1га  тиристоракли катодной группы, а выходы элементов И второго распределител  - с тиристорами анодной группы. Распределение импульсов управлени  осуществл етс  с помощью подаваемых на другие входы элементов И распределителей стробируюЛ1ЮС импульсов щириной около 120 эл. град 1 . Недостатками этого технического решени   вл ютс  невысокие энергетические характеристики привода из-за необходимости запаса по напр жению пиfaни  тиристорного вьшр мител  вследствие ог раниченности диапазона изменени  углов управлени  тиристорами, а также пониже на  надежность привода, обусловленна  ВОЗМОЖНОСТЬЮ прорыва инвертора при значительном снижении напр жени  сети за счет возможного исчезновени  импульсов управлени  тиристорами при рез ком выходе привода из режима ntyiTopмаживани . Кроме того, в электропривод невозможно предельных динамических характеристик прежде всего полосы пропускани  при значительных ЭДС двигател , наличи  зоны нечувствительности по управлению, определ емой величиной ЭДС. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель,  корна , обмотка которого подключена к тирксторному вьшр мителю с катодной и анодной группами, датчик частоты вращени , жестко св зан ный с валом электродвигател , регул то соединенный с выходом датчика частоты вращени , систему импульсно-фазовохо управлени , включающую в себ  одноханальный аналого-импульсный преобразователь с двум  аналоговыми и двум  импульсными входами и двум  выходами гп-фазный источник синхронизирующего напр жени , элементы сравнени  по числ тиристоров вьшр мител  в каждой групп причем первый вход i -го элемента соединен с 1-ым выходом т-Ц)азного источника синхронизирующего напр жени , фазо-имзтульсный детектор, каждый i -ы Вход которого подключен к выходу i -го элемента сравнени , два формировател  синхронизирующих импульсов, выходы которых соединены с импульсными входами аналого-импульсного преобразова4 ел , а также согласующего элемента, ход которого подключен к датчику ЭДС, а выход - к вторым входам элементов равнешта системы импутшсно-фазового упра1Утени , первый и второй однополупериодные вьтр мители с входами , третий и четвертый однополупери- од1Еые вьтр м1тгели с инверсными входами и два распределител  икотульсов, каждый из которых составлен из элементов И, по числу тиристоров вьшр мител  в каждой группе, при этом входы первого и третьего однополупериодньгх выпр мителей подключены к выходу регул топа, выходы первого и второго однополуперидных вьтр мителей подключены к ОДНОМУ аналоговому входу, и выходы третьего и четвертого вьтр мителей, - к другому аналоговому входу аналого-импульсного преобразовател , выходы элементов И первого распределител  импульсов св заны с соответствующими тиристорами катодной группьГ, а Выходы элементов И второго распределител  - с соответствую щими тиристорами анодной группы Г2 . Недостатками этого технического рещени   вл ютс  пониженные энергетические и х .инамические харакггеристики в электроприводе с щестифазным (трехфазным мостовым) тиристорным вьшр мителем из-за недоиспользовани  выпр мител  по углу управлени , а также ограниченность технологических возможностей электропривода вследствие ограничени  максимального угла управлени  тиристорами при инвертировании в зависимости от ЭДС двигател , что не позвол ет осушествл ть режим торможени  с малы« ми значени ми тока  кор  при больших значени х ЭДС. Пониженные энергетические и динамические характеристики электропривода обусловлены тем, что диапазон изменени  фазы импульсов на выходе аналого-импульсного преобразовател , отсчитываемой от фазы синхронизирующих импульсов , дл  щестифазного тиристорного выпр мител  составл ет не более 6О эл. град., 8 диапазон изменени  фазы синхронизирующих импульсов ограничен значением, соответствующим ЭДС двигател . Цель изобретени  - улучщение энергетических и динамических характеристик электропривода. Поставленна  цель Достигаетс  тем, что в электропривод дополнительно введены датчик тока  кор , звено зависимого от тока  кор  ограничени  максимальных углов открыти  тиристоров, вьтолненное с -двум  выходакш, согласующий элемент вьшолнен в виде двухвходового сумматора, и выход регул тора подсоединен к второму входу согласующего элемента, а также введен блок ограниче ни  фазы синхронизирующих и шyльcoв, выполненный с аналоговыми и импульсными входами и пр мыми и инвepcньnvIИ выходами, при этом аналоговые входь блока ограничени  фазы синхроннзирзпющих импульсов подключены к нечетным выходам источника синхронизирующего напр жени , а импульсные входы - к выходам фазош тульсного детектора. входы одного формировател  синхронизирующих импульсов соединены с пр мыми, а входы второго - с инверсными вькодамн блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, второй и третий входы i-rc элемента И первого распределител  импульсов соединены соответственно, с i-ым пр мым и ( i -1)-ым инверсным выходами блока ограничени  фазк синхронизирующих импульсов, а второй и третий Входы i-го элемента И второго распреде лител  импульсов соединены, соответстве но, с л-ым инверсным и (1-1)-ым пр мы выходами блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов,. выход Д0Тт чика ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика тока - к второму входу звена зависимого от тока  кор  ограничени  максимального угла открыти  тиристоров , первый и второй выходы которого подсоединены, соответственно, к входам второго и четвертого однополупериодных вьшр мителей, где i-пор дковый номер элементов, св занных с одной и той же фазой источника питани  .тиристорного вьтр мител - при npsiMOM пор дке следовани  фаз. Блок ограничени  фазы синхронизирую щих импульсов содержит три компаратора с пр мыми и инверсными выходами, входы которых образуют аналоговые входы блока ограничени  фазы синхронизируюших импульсов, первую группу из шести двухвходовых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов, вторУХ) группу из щести двухвходовых элементов И-НЕ, первый вход каждого i -го элемента которых соединен с i -ым инверсным выходом фазоимпульсного детектора и образует -ый импульсный вход блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, и щести схем И с пр мым и инверсным выходами, о азуюшими выходы блока ограничени  фазы сйнхронизирующ 1Х импульсов, при этом выход -го элемента И-НЕ первой группы подключен к второму входу (1-3)-го элемента И-НЕ второй группы и второму входу i -ой схемы И, первый вход которой подключен к выходу i -го элемента И-НЕ второй группы, при этом входы i-ro элемента И-НЕ первой группы с нечетным пор дковым номером (, 3, 5) подключены к пр мым, а входы i-ro элемента И-НЕ этой .группы с четным, пор дковым номером (, 4, 6) - к инверсным выходам двух компараторов, входы которых соединены с ()-ым и (i-4)-ым нечетными выходами источника синхронизирующего напр жени . Звено зависимого от тока  кор  ограничени  максимального угла открыти  тиристоров выполнено в виде двух диодов и двух резисторов, при этом одни разноименные электроды соответственно первого и второго диодов объединены и подк выходу датчика тока  кор , ключены другие разноимеинью электроды этих диодов офазуют выходы звена и соедийены соответственно с входами второго и четвертого однополупериодных выпр кпггелей и через резисторы подключены к выходу датчика ЭДС. На фиг. 1 представлена структурна  схема электропривода посто нного тока7 на фиг. 2-4 - примеры конкретной реализации звена зависимого от тока  кор  ограничени  максимального утла открыти  тиристоров, фop /rиpoвaтeл  синхронизирующих импульсов, и аналого-импутшсного преобразовател  соответственно. Электропривод содержит электродвигатель 1, тиристорный вьшр митель 2 с катодной и анодной г Зуппами 3 и 4, Датчик 5 частоты вращени , жестко св занный с валом электродвигател  1, датчик 6 ЭДС электродвигател  1, регул тор 7, соединенный с выходом датчика 5 частоты вращени , систему импульснофазового управлени , состо щую из одноканального аналого импульсного преобразовател  8 с двум  аналоговыми и двум  импульсньп га входами и двум  выходами, m-фазный источник 9 синхронизирующего напр жени , элементы 1О сравнени  по числу тиристоров вьшр мител  2 в каждой группе 3 и 4, причем первый вход -i -го элемешга 10 соединен с i -ым выходом m-фазного источника 9 синхронизирующего напр жени , фазоимпульсный детектор 11, каждый i-ый входкоторого подключен к выходу i -го элемента 10 сравнени , формирователи 12 и 13 синхро шзирующих импутшсов, выходы ; . . 7959 которых соединены с импульсными вхо- дами аналого-импульсного преобразоватьл  8, согласующий элемент 14, вход которого подключен к датчику 6 ЭДС, а выход - к вторым входам элементов 10 сравнени  ср9темь1 импульсно-фазового управлени , однополупериодные выпр мители 15 и 16 с пр мыми входами, однополупериодные выпр мители 17 к 18 с инверсными входами, даа распределител  19 и 2О импульсов, каждый из которых составлен из элементов И по : числу тиристоров выпр мител  2 в каждой грухше 3 и 4, при этом входы однополупериодных вьшр мителей 15 и 17 подключены к выходу регул тора 7, выходы однополупериодных в тр мителЬй 15 и 16 подключены к одному, аналоговому входу, и выходы однополупериодных выпр мителей 17 и 18 - к другому аналоговому входу анапого-импульсного преобрааовател  8, выходы элементов И распределнтел  19 импут ьсов св заны с соответствуюошми тиристорами катодной группы 3, а выходы элементов И распределител  2О импульсов - с соответствующими тиристорами анодной группы 4, блок 21 ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, датчик 22 тока  кор , звено 23 зависимого от тока  кор  ограничени  максимальных углов открыти  тиристоров, согласующий элемент 14 вьшолнен с двум  вхо дами и выход регул тора 7 подсоединен к ;второму входу согласующего элемента 14 блок 21 выполнен с аналоговыми и импульсными входами , и пр мыми и инВерсвзмми выходами, при этом аналоговые . входы блока 21 пошопочены к нечетным выходам источника 9, а импульсные входы - к выходам фазоимпульсного детектора 11, входы формировател  12 соединены с пр мыми, а входы формировател  13 - с инверсными выходами блока 21, второй и третий входы i-ro элемента И распределител  19 соединены соответственно с Н-ым пр мым и ()-ым инверсным выходами блока 21, а второй и третий входы i -го элемента И распределител  2О соединены соответственно с i-ым инверсным и (1-1)-ым пр мым выходами блока 21, выход датчика

6 ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика 22 г тока - к второму входу звена 23, первый и второй выходы KOTOpt ro подсоединены соответствен но к входам однополупериодных вьшр ми .тетей 16 и 18.

Блок 21 содер огг компараторы 24 с Пр мыми и инверсными выходами, входы

а ьыход элемента ИЛИ соединен с вторым импульсным входом преобразоватег л  8.

Аналого-импульсный преобразователь 8 содержит (фиг. 4) два интегратора 39 и 40. Интеграторы 39 и 40 выполнены на интегральных усилител х 41 и 42 и имеют по три входа. Первый вход 8 которых образуют аналоговые входы блока 21, группу 25 из шести двухвходовых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов 24, группу 26 из шести двухвходовых элементов И-НЕ, первый вход каждого i -го элемента которой соединен с i -ым инверсным выходом фазоимпульсного детектора 11 и образует i -ый импульсный вход блока 21, группу 27 из шести схем И с пр мым и инверсным выходами, образующими выходы блока 21, при этом выход i -го элемента И-НЕ группы 25 подключен к второму входу (i-3)-rp элемента И-НЕ группы 26 и второму входу i -ои схемы И группы 27, первый вход которой подключен к выходу 1 -го элемента И-НЕ группы 26, при этом входы i-го элемелта И-НЕ группы 25 с нечетным погр дковым номером (, 3, 5) подкшочены к пр мым, а входы .л -го элемента И-НЕ этой группы с четным пор дковым номером (, 4, 6) - к инверсным выходам двух компараторов 21, входы которых соединены с (1-2)-ым и (1-4)-ым нечетными выходами источника 9. Звено 23. (фиг. 2) содержит диоды 28 и 29 и резисторы 30 и 31, при этом одни разноименные электроды диодов 28 и 29 объединены и подключены к выходу датчика 22 тока  кор , другие разноименные электроды этих диодов образуют выходы звена 23, соединены соответственно с выходам1 выпр мителей 16 и 18 и через резисторы ЗО и 31 подключены к выходу датчика 6 ЭДС. Формирователь 13 синхронизирующих импульсов (фиг. 3) содержит шесть дифференцирующйх Ммпулзьсв§, выполненных на Р -С цепочках 32-37, выходы которых подключены к входам щестквходового элемента ИЛИ 38. Входы этих цепочек соединены с инверсными выходами блока 21 ограничени  фазы (фиг. 1), а выход элемента ИЛИ 38 соединен с первым импульсным входом преобразовател  8 (фиг. 1). Аналогичным образом выпол:нен формирователь синхронизирукадих импульсов 12, входы дифферендирующих . элементов которого соединены с пр мыми . выходами блока 21 ограничени  фазы. Г){) интетратора ЗГ образует nefisjbifi аналоговый вход п 1еобразовател  Я и подсоединон к выходам одиополупсриодных выпр мителей 17 и 18, а второй вход этого интегратора обрчоует первый импульсный вход преобразовател  8 и подсоединен к ВЫХОДУ формировател  13 синхронизирующих импульсов. Первый вход интегратора -Ю образует второй аналоговый вход преобразовател  8 и нодключен к выходам однополупериодных выпр мителей 15 и 16, а второй вход этого интегратора образует второй импульсный вход преобразовател  8 и подклктчен к выходу форммровате;и ,12 синхро1шзирую1иих импульсов. 1ретьи входы интеграторов 20 и 40 подключены к источникам смещени  соответствен но 1 с 7 Последовательно соединен ные диод 13 и резистор 14 образук/г цепь однонаправленной положительной обратной св зи усилител  41 интегратор 39, при этом диод 13 подключен катодом к пр мому входу, а резистор 44 к выходу усшштел  41. Последовательно соединенные диод 45 и резистор 46 обр зуют цепь однонаправленной положительной обратной св зи усилител  42 интегратора 40, причем диод 45 подключен катодом к пр мому входу, а резистор 46- к выходу усилител  42. Выход интегратора 30 подключен к входу дифг11ере1ширукщего элемента 47, вьшолненног в виде R-С цепочки, а выход элемента 47образует первый выход преобразовател  8 и соединен с входами элементов И распределител  19 импульсов. Выход инегратора 4О подютючен к входу диф(|1е ренцирующего элемента 48, выполненного также в виде R -С цепочки, а выход элемента 4 8 образует второй выход пре офазовател  8 и соединен с входами элементов И распределител  2 О импульсов . Электропривод работает следукшим образом. При пуске элеютропривода направление врашентг  вала электродвигател  1 и, следовательно, выбор работающей груп пы 3 или 1 тиристоров вьmp  ЛIтeл  2 осущестгш етс  в соответствии с пол рнос;тьт ) сигнала управлени  на выходеретуллтогш 7. При одной пол рности этого сигнале проводит однополупериодный выпр митель 15с входом, при другой - бднополупериодный вьпгр мктель 17с инверсирлм входом. Напр жение управлон   от вьшр мителей 15 или 17 ft10 поступает на первый или второй аналоговые входы преобразовите;ы 8j образуемые аналогов111м входом ёоответственно интеграторов 39 и 40 (фиг. 4). Каждый из этих интеграторов представл ет гобой одноканпльный преобразовате.пь напр жени  управлени  в и тульсы, фаза которых относительно фазы форктароиани  синхронизирукэщнх импульсов определ етс  величиной напр жени  управле ш . Синхронизирующие иктпу ьсы от формирователей 13 и 12 поступают на tiNmyjaaCHbie входы соответстпук них ит1тограторов 39 и 40. При этом по д;ште.ггьности С1Шхронизирушиие иктул1 сы имекП- положительную пол рность и попокугс   соответственно на инворк-.ШзЮ входы усилителей 41 и 42, па которые нсх.тупактг также напр жени  управле1га  и напр жение смещени  (с ( и иалишн синхротш- зирующего импульса нап  жойие на выходе , например интеграторп 39 скачком становитс  отрт1ателып: 1К1 и рапным напр жению насыще1ш  угишггел  41. Напр же1ше управлетш и нси-р жение U(имеют отрицательную пол рность и в п омежутке между синхрошкпфующими имnynbcat m напр жение на выходе интегратора 39 уменьщаетс  по ве7П1чине. При переходе этого напр жени  через нулевое значение вступает в действие однонаправленна  по::ожт1тельна  обратна  св зь, вьшолненна  на резисторе 44 и диоде 43, подключенном катодом к пр мому входу усилител  11. В результате напр жение на выходе интегратора 39 скачком становитс  paBHbnvi напр жению насыщешш усилител  41 положительной пол рности. Образующийс  на выходе уси литёл  41 импульс поступает на вход диф()еренцирующего элемента 47, вьтолненного на R -С цепочке, выход которого образует первый выход преобразовател  8. Напр жение смещени  определ ет начальную фпзу импульсов управлени  на выходе преобразовател  8 при нулевом, значении напр жени  управлени , соответствующую концу интервала между синхронизирующими импульсами. Аналогичным образом формируютс  импульсы на выходе интегратора 4 О, которые поступают на вход )ере1щирующего элемента 48. Выход двух диф(ЬеренцирУ1спшх элементов 47 li 48 представл ют собой два выхода однокана ьного преобразовате л  8 в соответствии с двум  группами 3 и 4 тиристоров. При этом на первом и втором выходах преобразовател  8 формируютс  импульсы управлени  всеми тиристорами соответственно катодной 3 и анодной 4 групп тиристоров. Переменное синхронизирутсацее напр жение на каждом -ом выходе источника 9 совп адает по фазе с HJaлp жeниeм на аноде i -го ргиристора катодной группы 3 тирнсторного выпр мител  2, а мгновенное значение этого напр жени  определ етс  из соотношени  -(i-ijfcoj .эл.град.При этом пераменное синхронизирующее напр жение на каж дом i -ом выходе источника 9 отстает от напр жени  на (i-1)-ом выходе на $0 эл. град., а напр жение на последнем выходе ( 1 6) опережает на 6О эл. град, напр жение на первом выходе {-)). Напр жение 1-го з&ыxo fe источника 9 подаетс  на -ый из эдементов Ю сравнени . С выхода этого элемента разность между синхронизирук щим напр жением и напр жением от согласующего элемента 14, пропоркиональгрым в соответствующих масштабах сумме напр жений от датчика ЭДС 6 и регу л тора 7, поступает на вход канал фазоимпульсного детектора. 11. При этом в двигательном установивщекю  режиме работы электропривода напр жени  датчика ЭДС 6 и регул тора 7 имеют одинаковую пол рность и сумлот руютс  на входе согласующего элемента 14. От выхода элемента 14 напр жение поступает на входы элементов Ю сравнени  пол рностью, определ емой работакицей группой тиристоров выпр мител  2 А именно при работе тиристоров катодной группы 3 напр жение на выходе сог ласующего элемента 14 имеет .отрицател ную пол рность, а при работе тиристоров анодной группы 4 это напр жение имеет положительную пол рность. На инверсных выходах детектора 11 имеет место сигнал 1, когда напр жен на выходе элемента 14 по величине боль ше мгновенного значени  синхронизирующего напр жени . При этом на выходах групп 26 элементов И-НЕ сигнал 1 формируетс , когда мгновенное значение синхронизируклдего напр жени  по: величине больше напр жени  на выходе согласующего элемента 14. Таким образом, на выходах каждого и -го канала детектора 11 формируютс  пр моугольные импульсы, положение переднего и заднего фронтов которых от- косительно момента перехода через ноль напр жени  на соответствующем ,1 -ом выходе источника 9 определ етс  вели иной напр жени  на выходе согласую- шего элемента 14, т.е. величиной ЭДС двигател  Е и напр жением на выходе регул тора 7. Величина напр жени  на выходе датчика 6 ЭДС выбираетс  таким образом, чтобы отношение амплитуды синхронизирующего напр жени  на выходе источника 9 и напр жению на выходе согласующего элемента 14 при нулевом значении напр жени  от регул тора 7 было равно отношению амплитуды напр жешет питани  вьшр мител  2 к ЭДС исполнительного двигател  1. При этом фаза заднего фронта импуттьсов на ныходах каждого i -го канала детектора 11 соответствует углу управлени  тиристорами катодной группы 3, а переднего фронта - анодной группы 4 в.режиме холостого хода дпигател . Импульсы с инверсных выходов детектора 11 поступают на вход элемента группы , а с их выхода - на вход элементов групп 2 7 блока 21 ограничени  фазы синхронизирующих импульсов . В формирователе 13 синхронизируюших импульсов импульсы от инверсных выходов элементов группы 27 блока 21 дифференцируютс  и собираютс  в одну последовательность, котора  затем поступает на первый импульсный вход преобразовател  8. При этом фаза синхронизирующих импульсов соответствует фазе заднего фронта импульсов от элементов И-НЕ группы 26. Аналогична  операци  производитс  с импульсами, поступающими от пр мых выходов элементов группы 27 блока 21 в формирователе 12, с выхода которого последовательность импульсов поступает на второй импульсный вход преобразовател  8. В формирователе 13 синхронизирующих импульсов (фиг. 3) импульсы от щести элементов группы 27 блока 21 поступают на вход шести дифферешшруюших элементов , выполненных на R -С цепочках 323 7. Импульсы с выходов R -С цепочек 32-37 подаютс  на шесть входов элемента ИЛИ 38, обр азующего выход формировател  13 . С выхода элемента 38 последовательность импульсов подаетс  на первый импульсный вход преобразовател  8. Аналогично формируютс  синхронизирующие импульсы в формирователе 12, поступающие на второй импульсный вход преобразова1ел  8. В результате на каждый из импульсных вкодоп преобразовател  8 подаетс  последовательность синхронизирующих HNTflJTIbCOB, причем в установившемс  режиме промекной сдвиг между импульсами в каждой последовательности составл ет 6Оэл:рра На второй вход согласующего элемента 14 подаетс  напр жение с вькода регул тора 7. Таким образом, осуществл етс  дополнительное изменение фазы синхронизирующих импушсов, обеспечиваюшее полный диапазон изменени  углов открыти  тиристоров выпр мител  2. Величина напр жени  на выходе регул тора 7 определ ет падение напр жени  в  корной цепи двигател  или в установившемс  режиме электропривода ток  кqp . Обеспечение полного диапазона изменени  углов открыти  тиристорного выпр мител  существенно улучшает энергетические и динамические характеристики привода с шестифазным (трехфазным мостовым) выпр мителем. Так как диапазон изменени  фазы импульсов на выходе преофазовател  8 относительно фазы синхронизирующих импульсов составл ет 6О эл. град, то диЕшазон изменени  фазы синхронизирующих импульсов должен составл ть jt60 эл. град., что обеспечивает полный диапазон углов открыти  тиристоров, сос тавл ющий ISO эл. град. При этом однако необходимо обеспечить ограничение изменени  фазы синхронизируюших импульсов значением -60 эл. град. Дл  обеспечени  этого ограничени  синхронизирующее напр жение от трех нечетных выходов (, 3, 5) источника 9, соответствующее фазам А, В, С сети, поступает на входы соответственно трех компараторов 24 с пр мыми и инверсными выходак-ги. Входы этих компараторов образуют три аналоговых входа блока 21 ограничени  фазы синхронизирукедих импульсов. На входы каждого элемента И-НЕ группы 2 5 блока 21 поступают с выходов компараторов 24 два тмпульса щириной 18О эл. гр передние фронты которых сдвинуты по фа зе на 12О УЛ. град. В результате на вы ходе каждого из элементов И-НЕ группы 25 имеет место пауза длительностью 6О эл. град, в течение каждого периода напр же1-га  сети. При этом пауза нп выходе 1 -го элемента гпуппы 25 отстает от паузы на выходе ()-ro элемента группы 25 на 60 эл. град. Это достигаетс  подключением двух входов п -го элемента М-НЕ с нечетным пор дковым номером (, 3, 5) к пр мым, а входов i -го элемента И-НЕ с четным пор дковых номором (, 4, 6) - к инворснмм выходам двух коктараторов 24, ВХОДЫ которых соединены с (i-2)-biM и (1-4)-ым нечетными выходами источника 9 синхронизирующего напр жени . При этом (i -2)-ый и (i -4)-ый нечетные выходы источника 9 св заны с фазой источника питани  выпр мител  2, опережак дей -ую фазу соответственно 120 и 240 эл. град. Импульсы от выхода i -го эпемет-а группы 25 поступают на вторые входы i-ro элемента группы 27 и (i-3)-ro элемента группы 26, на первые входы которого подаютс  импульсы от детектора 11. При этом (i -3)-ый элемент 26 св зан с фазой источника питани  выпр ктител  2, опережак цей фазу на 18О эл. град. В результате навтором входе i элементов rpyim 2 6 и 27 в течение каждого периода напр жени  сети имеют вcтo иютульсы длительностью ЗОО эл. град., фаза переднего фронта которых отстает на 120 эл. град, от начала положительной полуволны напр жени  сети на аноде i-го тиристора соответственно катодной 3 и анодной 4 группы. Вследствие этого на втором входе i-ro элемента И-НЕ группы 26 формируетс  сигнал О в интервале от 6О до 120 эл. град, относительно начала положительной полуволны напр жени  источника питани  ТВ 1 на аноде i -го тиристора катодной группы 3. При этом на выходе i-ro элемента группы 26 и пр мом выходе i -го элемента группы 27 формируетс  сигнал , а на инверсном выходе -го элемента группы 27 сигнал О даже при сигнале 1 от i-го канала детектора 11. Таким образом, если отрицательное напр жение на выходе согласующего элемента 14 меныие мгновенного значени  синхронизирующего напр жени  от источника 9, соответствующего углу 60 эл. град., то фаза переднего и заднего фронтов импульса на выходе элементов групп 26 н 27 определ е1ч:  значением напр жени  на выходе элеме1гта 14. Если же отрицательное напр жение на выходе элемента 14 превыщвает мгновенное значение синхронизирующего напр жени , соответствующее углу 60 эл. град., то фаза переднего фронта импульса на выходе -i -го элеме1тта группы 26 посто нна и составл ет 6О эл. град по отношению к анодному нштр жению на i -ом тиристоре котодной группы 3, а длительность иьтульса также составл ет 60 эл. град. При этом на BTOpoNi входе i -го элемента И группы 27 сигнал О с выхода i-го элемента группы 25 форм1фуетс;  со сдвиго на 18О эл. град, по отношению к сигналу HQ втором входе i -го элемента груп пы 26. Так какк этому моменту не вы 1 ( ходе -i -го элеме)гга группы 26 формируетс  сигнал О, то импульсы от элемента группы 25 на выходе элеме гтов тфутшы 27 не оказьгоают вли ни  на работу электропривода. При изменении знака напр жени  на выходе согласующего элемента 14, например , при изменении направлени  вращени  вала двигател  1, не оказывают вли ни  на работу электропривода импульсы от элементов группы 25 на выходе элементов-группы 2в. Это  вл етс  следствием того, что в интервале фор мировани  паузы на входе i-го элемента группы 26 от (-3)-го элемента гру пы 25 на выходе -i-го канала детектор 11 имеет место сигнал О, при этом на выходе элемента группы 26 - сигнал 1. На втором входе i -го элеме1д:а труп пы 27 формируетс  сигнал О в инте : вале от 6О до 120 эл. град, относитель но начала положительной полуволны напр жени  источника выпр мител  2 на аноде i-го тиристора анодной группы 4. В этом случае, если положительное нащшжение на выходе элемента 14 по к еньше отрицательного синхронизирующего напр жени , соответствук цего углу 240 эл. град., то фаз  переднего и заднего фронтов импулзЕ са на пр мом и инверсном выходах i -го элемента группы 27 определ етс  значе нием напр жени  на выходе элемента 14 Если же положительное напр жение на выходе элемента 14 по величине больше отрицательного синхронизирующего напр жени  от источника Q, соответствующего углу 240 эл. град.; то фаза импульсов на пр мом и инверсном выхотдах А-го элемента группы 27 посто ттha . При этом фаза переднего фронта имп-ульса на инверсном выходе i -го элемента группы 27 составл ет 60 эл. град по отношению к началу положительной полуволны напр же ш  источника питани  вьтр кштел  2 на аноде i -го тиристора анодной группы 4, а длительность иктульса также составл ет 6,О эл. град. Таким образом, в электроприводе осу ществл етс  ограничение фазы синхронизирующих импупьсоп при любых значетш х напр ж( на выходе сот лас тощого элемен1а 14, гго улу штает энертотические и динамические харпктерт1стики электропривода с щетифазным тиристорным вьтр мителем за счет полного использовани  тиристорного выпр мител  .с обеспечением высокого быстродействи  электропривода и его надежности. Распределение импульсов управлени  от преобразовател  8 по тирис торам производитс  в распределител х 19 и 20 при помощи пр моугольных импульсов, модулированных по ширине и фазе, поступающих с выходов элементов групп 27 на второй и третий входы элементов И распределителей 10 и 20. Эти импульсы определ ют интервал возможного изменени  УГЛОВ упрачлеют  -ым тиристором катодной 3 или анодной 4 групп вьтр кгител  2 при текущем значении напр жегш  от согласующего элемента 14. В установившемс  режиме работы электропривода этот инте(звал равен 60 эл. град. При этом на второй и третий входы i-го элемента И распределител  19 nocrynajcrr .льcы соответственно от пр мого выхода i -го элемента группы 27 и инверсного пыхода (i-l)-ro элеме1гга группы, 27 блока 21 ограничени  фазы синхронизирующих импульсов . На второй и третий входы -го элек-;ента И распределител  20 подаютс  импульсы соответственно от инверсного вьгхода i-го элемента группы 27 и пр мого выхода (i-l)-ro элемента группы 2 7 блока 21. Однополупериодные вьшр мители 1 8 и 16 обеспечивают поддержание угла безопасного инвертировани  дл  инворторной группы тиристоров. Напр жение с выхода звена 23 зависимого от тока ,  кор  ограничени  максимального угла открыти  тиристоров поступает на вход аналого-импу.пшсного преобразовател  8 через один из однополупериодных выпр мителей 18 или 16 в зависимости от пол рности вьЕсодного напр жени  звена 23. Пол рность и значение нап.Яжени  на выходе звена 23 определ етс  неа1  жением на вьосоде датчика 6 ЭДС и ограничиваетс  в зaвиcи ocти от пешгчины токав  коре двигател . Притщипиальна  электрическа  схе.ма конкретного исполнени  23 зависимого от тока  кор  ограничеш-1  максимального угла открыти  тиристоров припедена на фиг.. Напр жение от датчика 6 ЭДС 1тод.-)(   через резисторы 30 и 31 соответтигнгно тта катод диода 28 и анод диодп .., офазуюпшх выходы звена 23. На другие электроды диодов 28 и 29 поступает напр жение от датчика 22 тока. В двигательном режиме работы эпек .тропривода угол открыти  тиристоров вы пр м тельной -грутпы (отсчет ведетс  относительно угла, срответствукинего холостому ходу двигател ) определ етс  напр жением, поступающим от регул тора 7 через однополупериодный выпр митель 17 или 15 на соответствующий вход аналого-и.мпульсного преобразовател  8, а также непосредственно от регул тора 7 на второй вход согласукицего элемента 14, выполненного в виде двухвходового сумматора. Напр жение на другом входе аналого-импульсного преобразовател  8 определ етс  напр жением, пропррциональньшг Величине выходного напр жени  звена 23, поступающим через однополупериодный выпр митель 16 или 18. При переходе электрсетривода в режим подтормаживани  пол рность напр жени  на выходе регул тора 7 мен етс  и проводивший до этого однополупериодный вьгар митель 17 или 15 запираетс . Напр жение йа выходе выпр мител  15 или 17 при этом становитс  болыпе напр жени  на вькоде однотюлупериодного вьгар мител  16 или 18. В резутЕьтате выпр митель 16 или 18 оказьгоаетс  заврытым, а угол управлени  тиристорами инверторной группы определ етс  напр жением регуп тора 7. При выходе из подтормаживани  снова мен етс  пол рность напр жени  на выходе регул тора 7, запираетс  однополупериодный выпр митель 15 или 17, и на вход аналого-импульсного преобразовател  8 поступает напр жение от одно полупериодного выпр мител  16 или 18, величина которого пропорциональна напр  жению на выходе звена 23. Так как фаз синхронизирук цих импушьсов определ етс не только ЭДС двигател  1, но и значением напр жени  на выходе регул тора 7, то при выходе из подтормаживани  эта фаза может принимать предельное максимальное значение, отсчитываемое от угла естественного открыти  тиристог ров. Дл  обеспечени  безопаснс г-о инверг тировани  напр жение от датчика 6 ЭДС поступающее на вход звена 23, должно подаватьс  в значительно большем масштабе по сравнению с известным. Использование в качестве составл ющей определ ющей угол безопасного инвертировани  , напр жени  на выходе регул тора 8 не обеспечивает безопасного ин-. 9 S вертированн  иэ-за дискретного изменени  фазь1 синхронизирующих импульсов и возможности ступенчатого изменени  на выходе регул тора 7. Большое значение напр жени , пропорционального ЭДС двигател , на входе звена 23 приводит к увеличению динамического отклонени  частоты вращени  в переходных режимах при подтормаживашга, и даже может привести к по влению автоколебаний. В схеме предлагаемого электропривода увеличение динамического отклонени  частоты вращени  при подтормаживании устран етс  ограничением выходного напр жени  звена 23 с помощью напр жени , поступающего на второй вход этого звена от датчика 22 тока. При работе тиристорного выпр мител  в инверторном режиме пол рность напр жени  на выходе датчика ЭДС и датчика 22 тока одинакова и определ етс  работающей группой тиристоров вьшр мител  2. Знак и величина напр жени  на выходе звена 23 определ етс  знаком и величиной ЭДС двигател , а величина этого напр жени  в инверторно м режиме дп  работающей группы тиристоров при больших .значени х ЭДС двигател  1 зависит от величины тока в  коре двигател  1..В результате осуществл етс  изменение угла безопасного инвертировани  в зависимости от величины тока в  коре, чем обеспечи ваетс  безопасное инвертирование без увеличени  динамического отклонени  частоты вращени  двигател  1. Кроме тото, при использовании эвена зависимого от тока  кор  ограничени  максимального угла открыти  тиристоров возможно инвертирование энергии при больших значеюшх ЭДС. и малых значени х тока  кор  двигател , что расшир ет технологические возможности электропривода. Таким образом, достигаетс  улучшение энергетических и динамических хара1ргериЬтйк электропривода с шестифазным (трехфазным мостовым) управл емым выпр мителем , а также надежное функционирование этого электропривода. Кроме того, предлагаемый электропривод имеет расширенные технологические возможности, так как может работать в режиме подтормаживани  с малыми . значени ми тока  кор  при значительных ЭДС двигател , что позвол ет, например, осуществл ть спуск неуравновешеннохч) : груза с большой скоростью при малых значени х тормозного момента. Фйрмупа изобретени  1. Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель,  корна  )бмотка которого подключена к тиристорному вьшр мителю с катодной н анодной группами, датчик частоты вращени , жестко св занный с валом электродвигател , датчик ЭДС электродвигател  , регул тор , соединенный с выходом датчика частоты вращени , систему импульсно-фазового управлени , включающую в- себ  одноканальный аналого-импульсный преобразователь с двум  аналоговыми и двум  импульсными входами и двум  выходами , m-фазный источник синхронизирующего напр жени , элементы сравнени  по числу тиристоров выпр мител , в каждой группе, причем первый вход -го элемента соединен с i -ым выходом шгфазного источника синхронизирующего напр жени , фазо-нмпупьсный детектор, каждый 1-ый вход которого подключен к выходу i -го элемента сравнени , два формировател  синхронизирующих импульсов , выходы которых соединены с импульсными входами аналого-импутгьсного преобразовател , а также согласукигий элемент, вход которого подкточен к датчику ЭДС, а выход - к вторым входам элементов сравнени  системы импульснофазового управлени , первый ивторой однополупериодные выпр мители с пр мыми входами, третий и четвертый однополупериодньте выпр мители с инверсными входами и два распределител  импульсов , каждый из которых составлен из элементов И по числу -тиристоров выпр мител  в каждой группе, при этом входы первого и третьего однополупериодных вьшр мителей подключены к выход регул тора, выходы первого и второго однополупериодных выпр мителей подклю чены к одному аналоговому входу, а выходы третьего и четвертого вьшр мите- лей - к другому аналоговому входу аналого-импульсного преобразовател , выходы Элементов И первого распреДегоггел импульсов св заны с соответствующими тиристорами катодной группы, а выходы элементов И второго распределител  с соответствукнцими тиристорами анодной группы, отли чающи йс  тем, что, с целью улучшени  энергетиче ких и динамических характеристик электропривода , в него дополнительно введены датчик тока  кор , звено зависимого от тока  кор  ограничени  максиьтальных углов открыти  тиристоров, вьшолненное с двум  выходами , согласующий элемен вьшолнен в виде двухвходового сумматора , и выход регул тора подсоединен к второму входу согласующего элемента, а также введен блок ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, выполненный с аналоговыми и импульсными входами и тхр мымн и инверсными выходами, при этом аналоговые входы блока ограничени  фазы скихронизирующих импульсов подключены к нечетным выходам источника синхронизирующего напр жени , а импульсные входы - к выходам фазоимпульсного детектора, входы одного формировател  синхронизирующих импульсов соединены с пр мыми, а входы второго - с инверсными выходами блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов , второй к третий входы i -го элемента И первого распределител  импульсов соединены соответственно с i-ьш пр мым и (1-1)-ым инверсным выходами блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, а второй и третий входы i -го элемента И- второго распределител  импульсов соединены соответственно с i-ым инверсным и (1-1)-ым пр мым выходами блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов , выход датчика ЭДС подключен к первому входу, а выход датчика тока. К второму входу звена зависимого от тока  кор  ограничени  максимального угла открыти  тиристоров, первый и второй выходы которого подсоединены со-, ответственно к ёходам второго и чет- . вертого однополупериодных вьшр мителей , где -. пор дковый номер элементов , св занных с одной и той же фазой источника питани  тиристорного выпр мител  при пр мом пор дке следовани  фаз. 2. Электропривод поп.1, отлич ающийс  тем, что блок ограничени  фазы синхронизирующих импульсов содержит три компаратора с пр мыми и инверсными выходами, входы которых образуют аналоговые входы блока огра-. ничени  фазы синхронизующих импульсов , первую группу из щести двухвходо|Вых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов, вторую группу из щести двухвходовых элементов И-НЕ, пербый вход каждого i -го элемента которых соединен с i -ым инверсньш выходом фазоимпульсного детектора и образует -t -ый импульсный вход блока ограничени  фазы синхронизирующих импульсов, и шести схем И с пр мым и инверсным выходами, образующими вы21

ходы блока ограничени  фазы синхронизирук цих импутшсов, при этом выход 1-го элемента И-НЕ первой группы подключен к второму входу (i-3)-ro алв мента И-НЕ второй группы и второму входу л -ой схемы И, первые вход которой подключен к выходу i -го элемента И-НЕ второй грутшы, при этом входы -го элемента И-НЕ первой группы с нечетным пор дковым номером (, 3, 5) подключены к пр мым, а входы i-го элемента И-НЕ этой группы с четным пор дковым номером, (i 2, 4, 6) к инверсным выходам двух компараторов ВХОДО1 которых соединены с (i-2)-iitM н Х1-4)-ым нечетным выходами исто нЕка синхронизирующего напр жени .

3, Электропривод по п. п. 1 и 2, i отличающийс  тем, что, звено . зависимого от тока  кор  ограничени 

22

959248

максимагаьного угла открыти  тиристоров выполнено в виде двух диодов и двух резисторов, при этом одни разноименные электроды соответственно первого и втек рого диодов объединены и подключены к выходу, датчика тока  кор , другие разноименные электроды этих диодов обрензукэт выходы звена и соединены соответ ственно с входами второго и четвертого однополупериодных выпр мителей и через рвзевсторы подключены к выходу датчика ЭДС.

Источники информашш, прин тые во внимание при экспертизе 1. Трехфазный тиристорный электропривод В 6О/8О А. Руководство фирмы B.oscti PNr.3192)Dl (Fetor. 76).

2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2821О34/24-О7, кл. Н 02 Р 5/06. 1979.

Вт 21 S/iOKa2l

Claims (3)

1. Формула -изобретения

   1. Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная Обмотка которого подключена к тиристорному выпрямителю с катодной и анодной группами, дафчик частоты вращения, жестко связанный с валом электродвигателя, датчик ЭДС электродвигателя , регулятор, соединенный с выходом датчика частоты вращения, систему импульсно-фа- ю зового управления, включающую в себя одноканальный аналого-импульсный преобразователь с двумя аналоговыми и двумя импульсными входами и двумя выходами, m-фазный источник синхронизирующего напряжения, элементы сравнения по числу тиристоров выпрямителя, в каждой группе, причем первый вход 1 -го элемента соединен с ΐ -мм выходом гл -фазного источника синхронизирующего напряжения, фазо-импульсный детектор, каждый ΐ-ый вход которого подключен к выходу i -го элемента сравнения, два формирователя синхронизирующих импульсов, выходы которых соединены с импульсными входами аналого-импу7гьсного преобразователя, а также согласующий элемент, вход которого подключен к датчику ЭДС, а выход - к вторым входам элементов сравнения системы импульснофазового управления, первый и'второй однополупериодные выпрямители с пря- ~ мыми входами, третий и четвертый однополупериодные выпрямители с инверсными входами и два распределителя импульсов, каждый из которых составлен из элементов И по числу тиристоров выпрямителя в каждой группе, при этом входы первого и третьего однополупериодных выпрямителей подключены к выходу регулятора, выходы первого и второго однополупериодных выпрямителей подключены к одному аналоговому входу, а выходы третьего и четвертого выпрямителей - к другому аналоговому входу аналого-импульсного преобразователя, выходы элементов И первого распределителя импульсов связаны с соответствующими тиристорами катодной группы, а выходы элементов И второго распределителя с соответствующими тиристорами анодной группы, отличающийся тем, что, с цёлью улучшения энергетических и динамических характеристик электропривода, в него дополнительно введены датчик тока якоря, звено зависимого от тока якоря ограничения максимальных углов открытия тиристоров, выполненное с двумя выходами , согласующий элемент выполнен в виде двухвходового сумматора, и выход регулятора подсоединен к второму входу согласующего элемента, а также введен блок ограничения фазы 5 синхронизирующих импульсов, выполненный с аналоговыми и импульсными входами и прямыми и инверсными выходами, при этом аналоговые входы блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов подключены к нечетным выходам источника синхронизирующего напряжения, а импульсные входы - к выходам фазоимпульсного детектора, входы одного формирователя синхронизирующих им15 пульсов соединены с прямыми, а входы второго - с инверсными выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, второй и третий входы ι -го элемента И первого распределителя им20 пульсов соединены соответственно с i-ым прямым и (1-1)-ым инверсным выходами блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, а второй и третий входы ΐ -го элемента И- второго

   25 распределителя импульсов соединены соответственно с i-ым инверсным и (ΐ-ΐ)-ΜΜ прямым выходами блока ограничения фазы синхронизирующих им. пульсов, выход датчика ЭДС подключен

   30 к первому входу, а выход датчика тока. к второму входу звена зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров, первый и второй выходы которого подсоединены со-, ответственно к входам второго и чет- . вертого однополупериодных выпрямителей, где 1 - порядковый номер элементов, связанных с одной и той же фазой источника питания тиристорного выпрямителя при прямом порядке следования фаз.
2. 2. Электропривод по п.1, о т л и ч ающийся тем, что блок ограничения фазы синхронизирующих импульсов содержит три компаратора с прямыми и инверсными выходами, входы которых образуют аналоговые входы блока огра-, ’ничения фазы синхронизующих импульсов, первую группу из шести двухвходо|Вых элементов И-НЕ, подключенных к выходам компараторов, вторую группу ‘из шести двухвходовых элементов И-НЕ, первый вход каждого i -го элемента которых соединен с i -им инверсным выходом фазоимпульсного детектора и образует 1 -ый импульсный вход блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, и шести схем И с прямым и инверсным выходами, образующими вы959248 ходы блока ограничения фазы синхронизирующих импульсов, при ЭТОМ выход i-го элемента И-НЕ первой группы подключен к второму входу (i-3)-ro элемента И-НЕ второй группы и второму входу -ί -ой схемы И, первый вход которой подключен к выходу i -го элемента И-НЕ второй группы, при этом входы 1 -го элемента И-НЕ первой группы с нечетным порядковым номером (ΐ=1, 3, 5) подключены к прямым, а входы i-ro элемента И-НЕ этой группы с четным порядковым номером, (i =2, 4, 6) к инверсным выходам двух компараторов, входы которых соединены с (i -2 )—ым и (1-4)-ым нечетным выходами источника синхронизирующего напряжения.
3. 3. Электропривод по п.п. 1 и 2,ι отличающийся тем,' что, звено зависимого от тока якоря ограничения максимального угла открытия тиристоров выполнено в виде двух диодов и двух резисторов, при этом одни разноименные электроды соответственно первого и вто5 рого диодов объединены и подключены к выходу, датчика тока якоря, другие разноименные электроды этих диодов образуют выходы звена и соединены соответственно с входами второго и четверто10 го однополупериодных выпрямителей и через резисторы подключены к выходу датчика ЭДС.