электропривод постоянного тока

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, вентильный преобразователь, соединенный входом с сетью переменного тока, выходом с якорем электродвигателя, блок управления вентильным преобразователем, выполненным на магнитном усилителе с форсирующей RC-цепью, выходы которого соединены с входами управления преобразователя, а цепь питания с источником переменного напряжения прямоугольной формы, который соединен с той же сетью переменного тока, отличающийся тем, что вентильный преобразователь выполнен на оптотиристорах, одни выводы светодиодов оптотиристоров соединены с рабочими обмотками магнитного усилителя, а другие выводы светодиодов объединены и через форсирующую RC-цепь подключены к цепи питания блока управления вентильным преобразователем.

Описание изобретения к патенту

Электропривод постоянного тока относится к электротехнике и может быть использован при создании комплексных регулируемых электроприводов малой и средней мощности.

Известны электроприводы постоянного тока, содержащие электродвигатели постоянного тока, тиристорные преобразователи и устройства управления тиристорами, выполненные на магнитных усилителях [1] Наиболее простым и надежным является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель с независимой обмоткой возбуждения, подключенный к источнику переменного тока через управляемый вентильный преобразователь, формирователь импульсов управления преобразователем, выполненным на магнитном усилителе, соединенным выходами с цепями управления вентильного преобразователя, и цепью питания с встречно соединенными стабилитронами, выпрями- тель, к выходу которого подключена обмотка независимого возбуждения электродвигателя, а вход выпрямителя подключен к источнику переменного тока через указанные стабилитроны [2] Недостатком этого электропривода является наличие трехобмоточного трансформатора в составе формирователя импульсов (устройства управления), диодов в цепях рабочих обмоток магнитного усилителя и в цепях управляющих электродов и вторичных обмоток трансформатора, наличие двух форсирующих RC-цепей.

Целью предлагаемого изобретения является дальнейшее упрощение. Эта цель достигается тем, что преобразователь выполнен на оптотиристорах, светодиоды которых соединены непосредственно с рабочими обмотками магнитного усилителя, а одна форсирующая RC-цепь включена в общую цепь рабочих обмоток магнитного усилителя и светодиодов.

На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода.

Электропривод содержит двигатель постоянного тока 1 с независимой обмоткой возбуждения 2. Якорь электродвигателя 1 соединен с вентильным преобразователем 3, который в свою очередь состоит из оптотиристоров 4, 5 и диодов 6, 7, соединенных в конкретном примере по полууправляемой схеме. Блок управления 8 (формирователь импульсов) содержит магнитный усилитель 9 с рабочими обмотками 10, 11 и обмотками управления 12, 13. Рабочие обмотки 10, 11 соединены со светодиодами оптотиристоров 4, 5 с учетом полярности. Форсирующая RC-цепь 14 включена в общую цепь рабочих обмоток и светодиодов. Цепь обмотки возбуждения 2 содержит мостовой выпрямитель 15 и встречно соединенные стабилитроны 16, 17 на стороне переменного тока, которые образуют источник переменного напряжения прямоугольной формы. Цепь питания блока управления 8 подключена к стабилитронам 16, 17. Резисторы 18, 19 при необходимости могут быть подключены параллельно светодиодам оптотиристоров 4, 5 для увеличения помехоустойчивости.

Электропривод работает следующим образом. Сетевое переменное напряжение выпрямляется преобразователем 3 и поступает на якорь электродвигателя 1. При непрерывном токе частота вращения якоря определяется средневыпрямленным напряжением на выходе оптотиристорного преобразователя. Если угол импульсов, подаваемых от блока управлением 8 на светодиоды оптотиристоров 4, 5 близок к нулю, то преобразователь полностью открыт, напряжение на его выходе максимально и составляет

U_и 0,9U, где U действующее напряжение питающей сети.

Частота вращения якоря 1 также максимальна и составляет

n_max= где С_с электромеханическая постоянная двигателя,

- магнитный поток.

Когда угол управляющих импульсов увеличивается, оптотиристоры 4, 5, открываются позднее и средневыпрямленное напряжение на выходе преобразователя уменьшается. Соответственно уменьшается и частота вращения. При угле регулирования, равном 180^о, оптотиристоры 4, 5 полностью закрыты, напряжение на выходе преобразователя равно нулю и двигатель неподвижен. В магнитном усилителе 9, изменяя начальное намагничивание сердечников, изменяют время их перемагничивания до насыщения и тем самым меняют ширину выходных импульсов блока управления 8. Таким образом, изменяя ток в обмотках управления 12, 13 магнитного усилителя 9, регулируют частоту вращения якоря электродвигателя 1. В цепи возбуждения выпрямитель 15 выпрямляет синусоидальное напряжение сети, а индуктивность обмотки возбуждения 2 сглаживает пульсации тока. На входе выпрямителя 15 и по стабилитронам 16, 17 протекает переменный ток прямоугольной формы с шириной импульсов 180^о и создает на стабилизаторах 16, 17 переменное напряжение тоже прямоугольной формы, которая питает блок управления 8. Прямоугольное переменное напряжение обеспечивает независимость амплитуды управляющих импульсов от угла регулирования. Форсирующая RC-цепь увеличивает крутизну фронта и амплитуду управляющих импульсов.

Применение оптотиристоров обеспечивает потенциальную (гальваническую) развязку силовой цепи и цепи управления, что позволяет исключить промежуточный трехобмоточный трансформатор, диоды в его вторичных цепях и использовать одну форсирующую RC-цепь в общей цепи рабочих обмоток магнитного усилителя в разнополярном режиме. Светодиоды, входящие в состав оптотиристоров, кроме своего прямого назначения включать тиристоры, обеспечивают двухтактный режим устройства управления и внутреннюю положительную обратную связь в магнитном усилителе, что позволяет отказаться от специальных диодов, применяемых для этих целей в известных схемах.