ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2046536 (13) C1

(51) 6 H02P5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 92003984/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.11.04 
(45) Опубликовано: 1995.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 661702, кл. H 02P 5/06, 1979. Донской Н.В., Иванов А.Г. и др. Электроприводы постоянного тока для станков, роботов и других промышленных механизмов. Электротехника N 2, 1988, с.5-10. 
(71) Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 
(72) Автор(ы): Иванов А.Г.; Ушаков И.И. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Использование: в электротехнике, для приводов постоянного и переменного тока. Сущность: улучшение динамических и статических характеристик достигается тем, что в тиристорный электропривод, содержащий преобразователь, соединенный с электродвигателем, датчиком тока, системой импульсно-фазового управления, соединенной с регулятором тока, регулятор скорости, соединенный с задатчиком и датчиком скорости, введены токовый детектор и сумматор импульсов управления тиристорами. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам, и может найти применение в электроприводах постоянного и переменного тока.

Известен тиристорный электропривод постоянного тока (Динамика вентильного электропривода постоянного тока./Под редакцией канд.техн.наук А.Д.Поздеева. Энергия, 1975, с.158,159 168-178, 201-216), содержащий тиристорный преобразователь, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорами, двигатель с тахогенератором, устройство линеаризации характеристик (УЛХ) преобразователя в режиме прерывистого тока (РПТ), регуляторы тока и скорости двигателя, задатчик скорости и датчик тока. Электропривод в своей основе выполнен на классической структуре подчиненного регулирования скорости двигателя, уровень которой определяется задатчиком скорости.

УЛХ преобразователя в РПТ осуществляет поддержание постоянства коэффициента передачи преобразователя в зависимости от длительности тока, обеспечивая тем самым высокие динамические качества и устойчивость системы электропривода. Однако УЛХ не может устранить недостаток, обусловленный исчезновением регулирующего воздействия в цепи обратной связи по току в РПТ при безинерционном регуляторе тока, например, пропорциональном (П-регуляторе). Аналогичные недостатки имеют место в системах с дополнительной жесткой обратной связью по току на вход СИФУ, а также в случае применения П-регулятора тока, в котором в РПТ исчезает отработка пропорциональной составляющей обратной связи по току (см.указанную выше литературу, с.158,159, 168-178). Это приводит к ухудшению динамических характеристик электропривода как постоянного, так и переменного тока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электропривод серии ЭПУ1-2 (Донской Н.В. Иванов А.Г. и др. Электроприводы постоянного тока для станков, роботов и других промышленных механизмов. Электротехника, N 2, 1988, с.5-10). Электропривод содержит тиристорный преобразователь, двигатель, датчик тока, датчик скорости (тахогенератор), СИФУ, УЛХ, регулятор скорости (РС) и задатчик скорости. УЛХ состоит из двух нелинейных звеньев (НЗ): в цепи РС и в цепи обратной связи по скорости. На вход управляющего органа СИФУ поступает сигнал НЗ и сигнал жесткой отрицательной обратной связи по току. В этом случае управляющий орган с обратной связью по току представляет собой как бы пропорциональный (безинерционный) П-регулятор тока. В РПТ в момент паузы в токе контур тока размыкается, т.е. в прерывистом режиме регулятор тока не работает, а осуществляет свои функции только в режиме непрерывного тока (когда обратная связь по току не прерывается).

Данный электропривод имеет следующие недостатки. Размыкание контура тока в РПТ приводит к тому, что нет регулирующего воздействия обратной связи по току и заданное значение тока не обрабатывается, в системе регулирования появляется ошибка. Особенно это негативно сказывается в однофазных тиристорных электроприводах, а также в электроприводах с малоиндуктивными высокомоментными двигателями, где большая зона РПТ, которая доходит до номинального тока двигателя. Следствием этого является также недостаток, выражающийся в изменении уровня токоограничения при изменении напряжения питающей сети и температуры окружающей среды, что влияет на статические и динамические характеристики электропривода.

Технический результат заявляемого решения улучшение статических и динамических характеристик электропривода.

Технический результат достигается тем, что в тиристорный электропривод, содержащий тиристорный преобразователь, выход которого предназначен для подключения к электродвигателю, а вход соединен с СИФУ, подключенной к регулятору тока, соединенному с датчиком тока и РС, входы которого подключены к задатчику и датчику скорости, введены пиковый детектор и сумматор импульсов управления тиристорами, при этом основной вход пикового детектора соединен с датчиком тока, управляющий вход с сумматором импульсов управления, вход которого соединен с выходом СИФУ, выход пикового детектора соединен с регулятором тока.

Сущность изобретения заключается в том, что улучшение характеристик электропривода достигается за счет исключения эффекта исчезновения регулирующего воздействия обратной связи по току в РПТ при сохранении высокого быстродействия системы. Это реализуется введением в канал обратной связи по току пикового детектора, основной вход которого соединен с выходом датчика тока, управляющий вход подключен к введенному сумматору импульсов управления, а выход к входу регулятора тока.

На фиг. 1 приведена схема заявляемого электропривода, где 1 тиристорный преобразователь, 2 электродвигатель, 3 датчик тока, 4 датчик скорости (тахогенератор), 5 СИФУ тиристорами, 6 регулятор тока, 7 РС, 8 задатчик скорости, 9 пиковый детектор, 10 сумматор импульсов управления; на фиг.2 приведена схема пикового детектора (см. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. М: Мир, 1985, с. 233-234), где 11, 16 усилители, 12, 13 диоды, 14 конденсатор, 15 ключ сброса, 17 резистор; на фиг.3 приведены диаграммы сигналов на выходах элементов 3,9,10.

Тиристорный преобразователь 1 соединен с двигателем 2 и датчиком 3 тока, с двигателем сочленен датчик 4 скорости, к преобразователю подключена СИФУ 5, вход которой соединен с регулятором 6 тока, первый вход которого подключен к РС 7. Входы РС 7 соединены с задатчиком 8 и датчиком 4 скорости, второй вход регулятора 6 тока соединен с пиковым детектором 9, основной вход которого подключен к датчику 3 тока, а управляющий вход к сумматору 10 импульсов, подключенному к выходу СИФУ 5.

Электропривод работает следующим образом.

В соответствии с уpовнем задающего сигнала задатчика 8 скорости и нагрузкой двигателя 2 на выходах регуляторов 7 и 6 устанавливаются сигналы, которые определяют угол регулирования СИФУ 5 тиристорного преобразователя 1. На выходе датчика 3 тока в РПТ имеют сигнал, изображенный на фиг.3, 3. Этот сигнал поступает на основной вход пикового детектора 9 и в нем превращается в сигнал, изображенный на фиг.3, 9. На управляющий вход детектора 9 поступают импульсы с выхода сумматора 10, изображенные на фиг.3, 10. Таким образом, прерывистая форма тока при помощи детектора 9 и сумматора 10 превращается в непрерывную и информация по току в РПТ не исчезает, обеспечивая нормальную работу регулятора тока с любой передаточной функцией (П, ПИ, ПИД). В моменты появления импульса управления пиковый детектор 9 кратковременно обнуляется и в него производится запись новой информации по току нового амплитудного значения тока im1 (im2), которое запоминается на интервале периода дискретности тиристорного преобразователя

T где о динамическая частота сети; m фазность преобразователя; f частота сети.

Преимуществом предлагаемого электропривода по сравнению с прототипом является улучшение характеристик в РПТ. Характеристики улучшаются за счет действия регулятора тока в прерывистом режиме и обеспечением точности отработки и поддержания тока (в прототипе П-регулятор тока в РПТ не работает). Следует заметить, что включение в цепь датчика тока вместо пикового детектора 9 и сумматора 10 известного RC-фильтра оптимально не решает указанную проблему, так как такой фильтр вносит инерционность в канал регулирования, ухудшая динамические характеристики и устойчивость электропривода. Большую эффективность можно получить в однофазных электроприводах, которые работают в основном в РПТ.

Испытания заявляемого электропривода, проведенные во ВНИИР, дали положительный результат.

Использование заявляемого решения планируется с 1993-1994 г. в новой серии однофазных электроприводов на Харьковском заводе "Электромашина". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий тиристорный преобразователь, выход которого предназначен для подключения электродвигателя, а вход соединен с системой импульсно-фазового управления, подключенной к регулятору тока, соединенному с датчиком тока и регулятором скорости, входы которого подключены к задатчику и датчику скорости, отличающийся тем, что в него введены пиковый детектор и сумматор импульсов управления тиристорами, при этом основной вход пикового детектора соединен с датчиком тока, управляющий вход с сумматором импульсов управления, вход которого соединен с выходом системы импульсно-фазового управления, выход пикового детектора соединен с регулятором тока.




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