Тристорный электропривод

(51) 02 5/257 (2010.01) 02 5/60 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ в схему электропривода дополнительно введены полупроводниковый датчик скорости и функциональный элемент,вход полупроводникового датчика скорости подключен к обмоткам ротора, а его выход подключен к входу функционального элемента, выход которого подключен к регулятору скорости. Отсутствие в предлагаемой системе дополнительной машины постоянного тока(тахогенератора, используемого в качестве датчика скорости) существенно уменьшает габариты механической части привода. Этот датчик требует тщательного ухода за коллектором и щетками. Так как этот элемент чаще всего выходит из строя,устранение его существенно повышает и надежность работы системы электропривода в целом.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулируемого тиристорного электропривода. Уменьшение габаритов электропривода, упрощение его эксплуатации и повышение надежности работы достигается тем, что 23593 Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулируемого электропривода. Наиболее близким к изобретению является тиристорный преобразователь напряжения для регулирования скорости асинхронного двигателя Патент изобретения 2115213,Н 02 М 5/257, Н 02 Р 5/402, Российская федерация,опубликовано 10.07.1998. Устройство, принятое в качестве прототипа,содержит датчик скорости (тахогенератор) вход которого (вал гахогенератора) соединен с валом асинхронного двигателя, а выход его подключен к усилителю, задатчик скорости, датчик тока,устройство сравнения (суммирования) и устройство управления тиристорами. Недостатком существующих систем тиристорного привода, к которому относится и система ТПН-АД, является наличие дополнительной машины (тахогенератора, используемого в качестве датчика скорости), он существенно увеличивает габариты электропривода, усложняет обслуживание и из-за частых отказов снижает надежность работы привода. Практика эксплуатации приводов, в которых в качестве датчика скорости используется тахогенератор, показывает, что чаще всего выходит из строя муфта, соединяющая вал тахогенератора с двигателем, коллектор и угольные щетки. При работе в условиях влажности и запыленности увеличивается сопротивление между коллектором и щетками,что приводит к изменению характеристики тахогенератора и параметров характеристик привода. Необходимость поддерживать коллектор в хорошем состоянии путем частой чистки коллектора и замены щеток усложняет эксплуатацию электропривода. Для многих механизмов (крановых и других для установки тахогенератора просто нет места). В предлагаемой системе уменьшение габаритов электропривода, упрощение обслуживания и повышение надежности работы достигается тем, что в схему электропривода дополнительно введены полупроводниковый датчик скорости и функциональный элемент,вход полупроводникового датчика скорости подключен к обмоткам ротора, а его выход подключен к входу функционального элемента, выход которого подключен к входу регулятора скорости. Регулятор скорости выполняет две функции формирует динамический процесс и суммирует(сравнивает) сигналы обратной связи и задания на скорость двигателя. Система электропривода, приведенная на фиг.1,содержит тиристорный преобразователь (регулятор переменного напряжения) 1, выход которого подключен к статорной обмотки асинхронного двигателя 2, обмотки ротора двигателя подключены к датчику скорости 3, выход которого подключен к входу функционального элемента 4, выход которого подключен к входу регулятора скорости 5, другой вход которого подключен к задатчику скорости 6, а выход регулятора скорости подключен к регулятору тока 7, другой вход которого подключен к выходу 2 датчика тока 8, а выход регулятора тока подключен к устройству управления тиристорами (УУТ) 9. При использовании в качестве датчика скорости тахогенератора с уменьшением скорости двигателя его выходное напряжение снижается. На выходе устройства сравнения результирующий сигнал возрастает, а в системе управления тиристорами управляющие импульсы смещаются в сторону увеличения выходного напряжения преобразователя, и двигатель переходит на другую характеристику, на которой с увеличением нагрузки скорость двигателя снижается незначительно. Таким образом, формируется характеристика двигателя,обеспечивающая его работу с устойчивой пониженной скоростью. В предлагаемой системе на вход датчика скорости подается напряжение,снимаемое с обмоток ротора, которое с уменьшением скорости вращения двигателя возрастает. Поэтому выходной сигнал датчика скорости с уменьшением скорости двигателя тоже возрастает. Чтобы получить такую же зависимость выходного сигнала датчика скорости от скорости вращения двигателя, как у тахогенератора,последовательно с датчиком скорости включен функциональный элемент 4 с обратнопропорциональной зависимостью. Такой элемент легко реализуется на операционном усилителе постоянного тока. Ведение функционального элемента 4 с приведенной характеристикой позволяет использовать тот же принцип управления, что и с тахогенератором - с уменьшением скорости вращения двигателя сигнал обратной связибудет уменьшаться. Далее работа электропривода поясняется с помощью механических характеристик, приведенных на фиг. 2. Предположим, что двигатель работал на естественной характеристике 1 с нагрузкой, равной номинальной ММн. После перевода двигателя на характеристику 6 изменением угла регулирования напряжением задания зад. момент двигателя стал меньше момента нагрузки, и его скорость начнет снижаться. После снижения скорости, например, до величины 6 вступает в действие сигнал обратной связи . На вход УУТ теперь поступает разность напряжения задания и(управляющий сигнал). Так как скорость будет несколько падать, то управляющий сигнал будет возрастать,а управляющие импульсы будут смещаться в сторону увеличения напряжения на статоре. Т.е. двигатель будет переходить плавно с одной характеристики на другую до тех пор, пока наступит равенство моментов нагрузки и двигателя. Величина скорости двигателя, с которой вступает в действие обратная связь по скорости, устанавливается напряжением задания. В зависимости от момента нагрузки скорость двигателя будет снижаться до определенной величины. При моменте нагрузки равном М 3 скорость двигателя снизится до 3 и т.д. Изменяя величину зад, можно получить серию характеристик с устойчивой пониженной скоростью вращения двигателя. Анализ работы схемы показывает, что она обеспечивает такие же 23593 характеристики, как и с тахогенератором. Введение в цепь обратной связи полупроводникового датчика скорости и функционального элемента и включение их соответствующим образом существенно улучшает габаритные и эксплуатационные показатели, устранение дополнительной машины существенно повышает надежность работы привода. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ двигатель,датчик скорости,датчик тока,суммирующее устройство и устройство управления тиристорами отличающаяся тем, что в схему электропривода дополнительно введены полупроводниковый датчик скорости и функциональный элемент,вход полупроводникового датчика скорости подключен к обмоткам ротора, а его выход подключен к входу функционального элемента, выход которого подключен к регулятору скорости.