ЭЛЕКТРОПРИВОД

ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2020717 (13) C1

(51) 5 H02P5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.09.30 
(21) Регистрационный номер заявки: 4952578/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.06.28 
(45) Опубликовано: 1994.09.30 
(56) Аналоги изобретения: 1. Патент СССР N 1798880, кл. H 02P 5/06, 1991. 
(71) Имя заявителя: Государственное предприятие "НПО Техномаш" 
(72) Имя изобретателя: Алимов Т.И. 
(73) Имя патентообладателя: Государственное предприятие "НПО Техномаш" 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Использование: в следящих электроприводах подач станков. Сущность: повышение надежности, точности и технологичности обеспечивается введением второго усилителя-сумматора, блока коммутации, блока высокочастотного блока гальванической развязки. Блок гальванической развязки содержит высокочастотный генератор, два трансформатора, четыре ключа, шесть резисторов. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих электроприводах подач станков.

Известен электропривод постоянного тока типа ЭТ6 ТУ 16-530, 223-77 (аналог).

Недостатками данного электропривода являются невозможность контроля за уравнительным током, малое быстродействие, наличие импульсных трансформаторов для управления тиристорами, большой тепловой дрейф датчика тока (магнитодиодов) и в связи с этим ограниченный диапазон регулирования.

Известен электропривод постоянного тока [1].

Недостатками данного электропривода являются малая точность датчика тока, отсутствие сигнала, пропорционального уравнительному току, наличие импульсных трансформаторов для управления тиристорами.

Целью изобретения является повышение надежности, точности и технологичности за счет введения второго усилителя-сумматора, блока коммутации, входы которого соединены с системой управления и содержащего в каждом канале две оптопары, к вторичным цепям которого подключены противоположно включенные диоды, и построение высокочастотного блока гальванической развязки на базе высокочастотного генератора, двух высокочастотных трансформаторов, четырех ключах, шести резисторов, двух конденсаторов и выпрямителя.

Цель достигается тем, что в электроприводе постоянного тока с совместным управлением, в дальнейшем электропривод, содержащий силовую часть, электродвигатель, два силовых дросселя, блок управления, блок коммутации, пропорционально-интегральные регуляторы тока и скорости, датчик тока, построенный на высокочастотном блоке гальванической развязки и двух шунтах, датчик скорости, один усилитель-сумматор, второй усилитель-компаратор, два диода, вводится третий усилитель-компаратор, второй усилитель выполнен в виде сумматора, блок коммутации содержит две оптопары, к вторичным цепям которых подключены противоположно включенные диоды, вторые выводы которых соединены с тиристорами преобразователя, а высокочастотный блок гальванической развязки содержит высокочастотный генератор, два высокочастотных трансформатора, четыре ключа, шесть резисторов, два конденсатора и выпрямитель.

Приведенная совокупность новых отличительных признаков неизвестна в источниках, данное устройство проявляет новые свойства, обеспечивающие надежность, точность и технологичность, что отвечает критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1, 2 приведены принципиальные электрические схемы электропривода.

Электропривод содержит силовую часть 1, электродвигатель 2, два силовых дросселя 3 и 4, блок 5 управления, блок 6 коммутации, пропорционально-интегральные регуляторы тока 7 и скорости 8, датчик 9 скорости, усилитель-сумматор 10 и датчик тока, выполненный на двух шунтах 11 и 12, высокочастотный блок 13 гальванической развязки, второй усилитель-сумматор 14, третий усилитель-компаратор 15 и два диода 16, 17.

Блок гальванической развязки состоит из генератора 18 прямоугольных импульсов, первого импульсного трансформатора 19, который имеет пять вторичных обмоток, и второго импульсного трансформатора 20, который имеет четыре вторичных обмотки, четырех ключей 21-24, шести резисторов 25-30 и двух конденсаторов 31, 32.

На выходе пятой вторичной обмотки трансформатора 19 установлен выпрямитель 33.

К одним силовым концам первого 11 и второго 12 шунтов соответственно подключены первый и второй выходы силовой части 1, вторые силовые концы шунтов 11 и 12 подключены соответственно к дросселям 3 и 4. Вторые силовые концы дросселей 3 и 4 объединены и подключены к одному якорному концу электродвигателя 2. Второй якорный конец 2 подключен к третьему силовому выходу силовой части 1. Силовая часть 1 имеет три силовых питающих входа, на которые подается напряжение сети. На 2m управляющих входа 1 подаются 2m управляющих выхода 6. На вход подаются сигналы с выхода 5, а на вход 5 подается сигнал с выхода 7. На первый и второй инверсный входы 7 подаются соответственно выходной сигнал с регулятора 8 скорости и сигнал отрицательной обратной связи по току с усилителя-сумматора 10. На первый и второй неинвертирующий вход регулятора 8 скорости поступают соответственно сигнал задания и сигнал отрицательной обратной связи по скорости с датчика 9 скорости (тахогенератор). Сигнальные провода первого 11 и второго 12 шунтов соединены соответственно с первым и вторым входами 13. Первый и второй выходы 13 соединены соответственно с первым инверсным входом 10 и первым неинверсным входом 14 и вторым инверсным 10 и неинверсным входом 14. Выход усилителя-сумматора 10 соединен с катодом 16 и анодом 17. Анод 17 и катод 16 соответственно соединены с третьим неинверсным и четвертым инверсным входами усилителя-сумматора 14. Сигналы на первом и втором выходах 12 разнополярны и постоянны по знаку. На первом выходе 13 - отрицательный, на втором выходе - положительный. Выход 14 соединен с входом 15 и является сигналом, пропорциональным уравнительному току, и может быть использован в электроприводе с совместным несогласованным управлением выпрямительной и инверсной группами тиристоров силовой части. Сигнал логической единицы на выходе 15 соответствует максимальному значению уравнительного тока. В выходные цепи блока 5 управления каждым тиристором последовательно включены первичные цепи двух оптопар. Плюсовая и отрицательная шины дополнительного напряжения, формируемого в блоке 13, подключены через вторичные цепи соответствующих оптопар, соответственно, через соответствующий диод в прямом направлении и через соответствующий диод в обратном направлении к соответствующим управляющим электродам и катодам соответствующего тиристора силовой части 1. Выходы высокочастотного генератора 18, блока 13 подключены к первичной обмотке трансформатора 19. Первая, вторая, третья и четвертая вторичные обмотки трансформатора 19 подключены к управляющим входам соответственно ключей 21 и 22, 23 и 24. Причем первая и третья обмотки включены в противофазе второй и четвертой обмоток. Первый и второй входы 13 зашунтированы соответственно резисторами 25 и 26. Одни концы входа 1 и входа 2 блока 13 подключены соответственно через ключи 21 и 22 к началам первой и второй обмоток трансформатора 20. Вторые концы входа 1 и входа 2 блока 13 подключены соответственно к концам первой и второй обмоток трансформатора 20. Третья и четвертая обмотки трансформатора 20 зашунтированы соответственно резисторами 27 и 28. Начало третьей и четвертой обмоток соответственно через ключи 24 и 23 подключены к одним концам резисторов 29 и 30. Вторые концы резисторов 29 и 30 соответственно являются выходом 1 и выходом 2 блока 13. Концы третьей и четвертой обмоток объединены и подключены к нулевой шине. Между нулевой шиной и выходами 1 и 2 блока 13 соответственно включены конденсаторы 31 и 32. Пятая вторичная обмотка трансформатора 19 подключена к выпрямителю 33. Два выходных конца этого выпрямителя являются соответственно плюсовой и отрицательной шинами дополнительного постоянного напряжения блока 13.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда на входе 8 сигнал задания равен нулю, на выходах 8 и 7, а также на выходе 10 сигнал также равен нулю. При этом от первого силового выхода 1 по цепи (11, 3, 4, 12) к второму силовому выходу 1 протекает уравнительный ток. Ток якоря (нагрузки) при этом равен нулю. Так как сигналы с шунтов 11, 12 преобразуются в 13 и на выходе 13 они разнополярны и подаются на инверсные входы 10, то на выходе 10 сигнал равен нулю. Напряжение на выходе 10 пропорционально току якоря (нагрузки).

При подаче на вход 8 задающего напряжения положительной полярности на выходе 8 появляется максимальный отрицательный сигнал, при этом на выходе 7 - максимальный положительный сигнал. Управляющие выходные сигналы 5 в количестве 2m подаются на первичные цепи блока 6. Сигналы с вторичных цепей блока 6 подаются на 2m входов части 1 для управления 2m силовыми тиристорами силовой части 1. При этом по якорной цепи электродвигателя протекает пусковой ток нагрузки, причем по цепи первого дросселя 3 и шунта 11 протекает суммарный ток нагрузки и уравнительного тока, по цепи второго дросселя 4 и шунта 12 протекает уравнительный ток. Происходит разгон электродвигателя.

При подаче на вход 8 задающего напряжения отрицательной полярности по якорной цепи протекает ток нагрузки, по цепи второго дросселя и шунта 12 протекает суммарный ток нагрузки и уравнительного тока, по цепи дросселя 3 и шунта 11 - уравнительный ток. Остальные сигналы, как было указано выше, только наоборот.

В некоторых случаях при скачкообразном задании напряжения Uзад может создаться аварийная ситуация, когда выше максимальный уравнительный ток. При этом на выходе усилителя-компаратора 15 появится сигнал, соответствующий логической единице. Этот сигнал используется для защиты электропривода.

В заявляемом электроприводе дрейф датчика тока на выходе в составе электропривода составил 30 мВ при 60оС.

Дрейф датчика тока в заявленном электроприводе в 4-5 меньше, чем дрейф этого датчика тока (Перельмутер В.М. и др. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. Энергоатомиздат, 1988, с.133).

Выходной каскад для управления силовыми тиристорами построен на одном источнике питания.

Применение одного трансформатора 20 с двумя встречно включенными обмотками позволило исключить подмагничивание сердечника трансформатора 20, а также максимально использовать трансформатор 19 и генератор 18 прямоугольных импульсов.

Таким образом в предлагаемом электроприводе повышена надежность, точность и технологичность, что соответствует поставленной цели. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОПРИВОД постоянного тока с совместным управлением, содержащий электродвигатель, один вывод якорной обмотки которого подключен к преобразователю, а другой - к объединенным выводам двух дросселей, вторые выводы дросселей через шунты соединены с выходами преобразователя, последовательно соединенные блок задания, пропорционально-интегральные регуляторы скорости и тока, выход пропорционально-интегрального регулятора тока соединен с системой управления, сигнальные выводы шунтов соединены с входами высокочастотного блока гальванической развязки, инвертирующий выход высокочастотного блока гальванической развязки соединен с первыми инвертирующими входами первого и второго усилителей, неинвертирующий выход - с инвертирующим входом первого усилителя и неинвертирующим входом второго усилителя, вторые неинвертирующий и инвертирующий входы второго усилителя подключены соответственно к аноду и катоду диодов, другие силовые электроды которых объединены и подключены к выходу первого усилителя и второму входу пропорционально-интегрального регулятора тока, к второму входу пропорционально-интегрального регулятора скорости подключен датчик скорости электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, точности и технологичности, в него введен компаратор, второй усилитель выполнен в виде сумматора, причем выход компаратора предназначен для подключения к схеме защиты, а вход соединен с выходом сумматора и с системой управления, а также введен блок коммутации, входами соединенный с системой управления, с каналами управления по числу тиристоров преобразователя, и содержащий две оптопары, к вторичным цепям которой подключены противоположно включенные диоды, вторые выводы которых соединены с тиристорами преобразователя, а высокочастотный блок гальванической развязки содержит высокочастотный генератор, два высокочастотных трансформатора, четыре ключа, шесть резисторов, два конденсатора и выпрямитель, при этом выходы высокочастотного генератора подключены к первичной обмотке первого трансформатора, первая, вторая, третья и четвертая вторичные обмотки которого подключены к управляющим входам соответствующих ключей, первая и третья обмотки указанного трансформатора включены в противофазе второй и четвертой обмоткам, первый и второй входы высокочастотного блока гальванической развязки зашунтованы соответственно первым и вторым резисторам, одни выходы входов указанного блока подключены соответственно через первый и второй ключи к началам первой и второй обмоток второго трансформатора, вторые выводы входов подключены соответственно к концам первой и второй обмоток второго трансформатора, третья и четвертая обмотки которого зашунтированы соответственно третьим и четвертым резисторами, начало третьей и четвертой обмоток через третий и четвертый ключи подключены к одним выводам пятого и шестого резисторов, вторые выводы которых соответственно являются выходами высокочастотного блока гальванической развязки, выводы третьей и четвертой обмоток объединены и подключены к нулевой шине, между нулевой шиной и выходами включены конденсаторы, пятая вторичная обмотка первого трансформатора подключена к выпрямителю, два выходных вывода этого выпрямителя подключены к вторичным цепям оптопар блока коммутации.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru