Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Предлагается электронное устройство для автоматического управления электродвигателями постоянного тока, питаемыми от управляемых выпрямителей, осуществляющее плавное регулирование скорости, стабилизацию ее на любом заданном уровне и ограничение тока якоря при пуске и перегрузке.

Известные устройства подобного рода имеют сложную схему и недостаточно широкий диапазон регулирования.

Предлагаемое устройство является более совершенным, так как в нем достигается упрощение схемы и улучшение характеристик.

Это обеспечивается благодаря тому, что катоды всех ламп системы управления и выпрямителей электрически соединены между собой и к ним присоединены один конец обмотки возбуждения и один конец обмотки якоря.

На чертеже приведена принципиальная схема электропривода, управляемого предлагаемым электронным устройством.

Электропривод состоит из следующих основных элементов:

1. Электродвигателя постоянного тока, питаемого через тиратроны якоря (Т1) и (Т2) и тиратроны возбуждения (Т3) и (Т4) от трансформатора (1ТВ).

2. Станции управления с кнопками «Вперед», «Назад», «Стоп» и командо-аппаратом управления скоростью, состоящим из потенциометров (1П) и (2П) с общей рукояткой.

3. Системы контакторов и реле, состоящей из контакторов напряжения (В) и (Н), промежуточных реле (1Р) и (2Р), реле времени (РВ) для блокировки от включения непрогретых тиратронов, реле перегрузки (РП), реле обрыва поля (РОП) и реле выдержки времени при реверсе (3Р).

4. Электронного устройства для автоматического управления, содержащего выпрямитель питания (2ТВ-1Л), двухкаскадный усилитель (3Л-4Л), автоматического регулятора напряжения якоря, двухкаскадный усилитель (5Л-6Л) автоматического регулятора напряжения возбуждения, выпрямитель (3TB-7Л) напряжения, пропорционального току якоря, усилитель (9Л) ограничения тока якоря усилением ноля и установочные потенциометры: номинального напряжения (3П), номинального возбуждения (4П), предельного тока (6П), максимальной скорости (7П) (допустимое ослабление поля).

Особенностью электронного устройства является однопотенциальное соединение катодов всех электронных ламп и тиратронов (т.е. соединение их одним проводом), а также то, что в качестве индикатора в узле ограничения тока применена мостовая схема, составленная из постоянных сопротивлений и потенциометра (6П), эталонное напряжение которой состоит из двух составляющих: постоянной и пропорциональной напряжению возбуждения.

Управление тиратронами питания якоря электропривода осуществляется по принципу смещения амплитуды синусоидального сеточного напряжении постоянной фазы, заданной емкостным мостиком, но отличается от известных устройств тем, что указанное смещение получено без дополнительного источника питания. Это достигается тем, что напряжение смещения снимается между средней точкой анодного делителя напряжения триода (4Л) и нулевым проводом катодов тиратронов и триодов. Благодаря этому напряжение смещения изменяется с изменением анодного тока выходного каскада усилителя от отрицательного максимума до положительного, что обеспечивает управление фазой почти от 0 до 180°.

Входной каскад управляется индикаторной целью по специальной мостовой схеме, отличающейся тем, что регулируемое эталонное напряжение может иметь отрицательное значение относительно катода входного каскада усилителя. Благодаря этому обеспечивается возможность регулирования выпрямленного напряжения тиратронов до нуля и, следовательно, регулирование скорости двигателя в полном диапазоне, начиная от покоя и «ползучей» скорости.

Управление тиратронами возбуждения электродвигателя осуществляется по аналогичной схеме.

Изменение наклона механических характеристик достигается введением в рассмотренную выше индикаторную цепь последовательно с напряжением на якоре составляющей напряжения, пропорциональной току якоря и снимаемой с потенциометра в цепи выпрямителя (7Л), питаемого от трансформатора тока (3ТП) в анодных цепях тиратронов якоря.

Ограничение тока якоря достигается автоматическим регулированием тока на постоянное заданное значение. С этой целью напряжение, пропорциональное току якоря, получаемое с выпрямителя (8Л), сравнивается с регулируемым эталонным напряжением в специальной мостовой индикаторной цепи, управляющей триодами (8Л) и (9Л). Эти триоды вступают в работу только по достижении током якоря определенного значения, задаваемого потенциометром (6П), после чего они воздействуют на выходные каскады усилителей (4Л) и (6Л), подавляя действие усилителей (3Л) и (5Л).

Эталонное напряжение на потенциометре суммируется из двух составляющих - постоянной и пропорциональной напряжению возбуждения. Соответствующим соотношением между этими составляющими, задаваемым сопротивлениями в цепи потенциометра (6П), обеспечивается автоматическое снижение значения предельного тока, заданного потенциометром (6П), и ослабление поля двигателя.

В индикаторную цепь введено сопротивление между сетками ламп (8Л) и (9Л), благодаря которому при превышении током якоря заданного предельного значения сначала усиливается поле двигателя (если оно было ослаблено), затем снижается напряжение на якоре (если усиление поля оказалось недостаточно).

При включении электропривода сетки тиратронов возбуждения остаются запертыми, так как одно сопротивление в цепи анодного делителя соответствующего усилителя замкнуто накоротко контактами реле времени (РВ) и реле обрыва поля (РОП). Благодаря этому ток возбуждения равен нулю и контакторы не могут быть включены, так как цепь их питания разомкнута контактами реле (РОП). По истечении времени, установленного для прогрева тиратронов, реле времени (РВ) вводит указанное сопротивление и отпирает тиратроны возбуждения, реле (РОП) срабатывает и дает питание контакторам и реле (1P), (2Р), блокируя одновременно контакт реле времени (РВ) от повторного срабатывания.

Цепи ограничения тока вступают в действие только по достижении током якоря заданного предельного значения. Поэтому необходимо введение предварительного ограничения тока при пуске, особенно, если пуск осуществляется кнопкой, когда командо-аппарат был заранее установлен на какую-либо скорость, в частности, в зоне ослабленного поля.

Особенностью предварительного ограничения тока в предлагаемом устройстве является использование тех же цепей нормального ограничения тока с триодами (8Л) и (9Л) путем подачи на их сетки ложного сигнала. С этой целью при отключенных контактах направления их нормально замкнутые блок-контакты шунтируют через сопротивление цепи сетка - катод триодов (8Л) и (9Л) и подают на них напряжение, соответствующее режиму перегрузки током. Благодаря этому триод (8Л) снижает напряжение тиратронов якоря до нуля, а триод (9Л) усиливает поле до номинального, если потенциометр (2П) командо-аппарата задавал его ослабленное значение.

При пуске с включением контактора направления, указанная блокировка снимается, но ее эффект задерживается на время, достаточное для вступления в действие нормальной цепи предельного тока, благодаря наличию инерционных элементов (R и С) в цепях триодов (8Л) и (9Д).