ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1996 года по МПК H02P5/34 H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в общепромышленных электроприводах, в частности в приводах ручного электроинструмента.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к транзисторному инвертору напряжения с датчиком тока в цепи питания, блок постоянного тока, распределитель импульсов, задающий генератор, усилитель и компаратор [1]
Данный электропривод позволяет обеспечить плавный пуск электродвигателя с ограничением амплитуды тока и автоматическим выбором частоты как в пуске, так и при набросе нагрузки. Однако, известное устройство не позволяет обеспечить частотное регулирование электродвигателя в рабочем режиме.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный через датчик фазных токов к выходам инвертора напряжения на полностью управляемых ключах, источник постоянного тока, выходы которого соединены через датчик тока с цепями питания инвертора, распределитель импульсов, задающий генератор, блок управления инвертором и блок сравнения с задатчиками тока и компараторами [2]
Известное устройство позволяет обеспечить функционирование электродвигателя с заданной частотой вращения, защиту силовых транзисторов инвертора при увеличении тока выше заданного значения.

Недостатками данного устройства являются невозможность регулирования напряжения питания инвертора и частоты его выходного напряжения, что исключает возможность управления частотой вращения электродвигателя, сужает область применения электропривода, а также достаточная сложность системы токовой защиты.

Преимущества предлагаемого электропривода заключаются в возможности управления частотой вращения асинхронного электpодвигателя в широком диапазоне, высокой надежности при малых массе и объеме электронного блока.

Указанные преимущества обеспечиваются за счет введения в состав электропривода управляемого преобразователя постоянного напряжения, выполненного на базе высокочастотного резонансного инвертора с выпрямителем на выходе, датчика и задатчика напряжения питания инвертора, компаратора напряжения, блока управления преобразователем постоянного напряжения, блока индикации и защиты, преобразователя напряжение-частота. Введение указанных блоков позволяет регулировать напряжение питания инвертора напряжения, а следовательно, и напряжения питания электродвигателя при одновременном пропорциональном регулировании частоты питающего электродвигатель напряжения, стабилизировать напряжение питания электродвигателя на заданном уровне, обеспечивать режим ограничения тока и выключение электропривода при коротком замыкании в силовых цепях инвертора и электродвигателе.

На фиг. 1 приведена электрическая схема электропривода, на фиг.2,3, 4 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод переменного тока на фиг.1 содержит асинхронный электродвигатель 1, инвертор 2 напряжения на полностью управляемых ключах, источник 3 постоянного тока, датчика 4 тока, управляемый задающий генератор 5, распределитель импульсов 6, управляемый преобразователь 7 постоянного напряжения, блок 8 управления преобразователем постоянного напряжения, датчик 9 и задатчик 10 напряжения питания инвертора, компаратор 11 с оптодиодным элементом 12 на выходе, преобразователь 13 напряжение-частота, блок 14 индикации и защиты и дополнительный блок 15 питания. Датчик 4 тока выполнен на базе трансформатора тока 16 с выпрямителем 17 на выходе. Распределитель импульсов 6 содержит логический элемент НЕ 18, счетчик импульсов 19 и шесть управляемых логических элементов НЕ 20. Блок 14 индикации и защиты состоит из пяти логических элементов НЕ 21, 22, 23, 24, 15, логического элемента 2И-НЕ 26, управляемого генератора импульсов 27, двух светоизлучающих диодов 28,29, конденсатора 30, диода 31, кнопки 32 "Пуск" и трех транзисторов 33, 34, 35.

Блок 8 управления преобразователем постоянного напряжения включает в себя два логических элемента 2И-НЕ 36, 37, два D-триггера 38, 39, три диода 40,41,42, конденсатор 43 и семь резисторов 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50.

Управляемый задающий генератор 5 содержит два логических элемента 2И-НЕ 51, 52, два диода 53, 54, конденсатор 55 и четыре резистора 56, 57, 58, 59. Выводы статорных обмоток электродвигателя 1 соединены с выходами инвертора 2 напряжения. Входы источника 3 постоянного тока соединены с зажимами для подключения питающей сети переменного тока, а его выходы подключены ко входам питания преобразователя 7 постоянного напряжения, положительный выход которого непосредственно, отрицательный выход через датчик 4 тока соединены соответственно с положительным и отрицательным входами питания инвертора 2 напряжения. Управляющие входы инвертора 2 напряжения соединены с соответствующими выходами распределителя 6 импульсов, вход которого подключен к выходу преобразователя 13 напряжение-частота. Входы преобразователя 13 напряжение-частота и входы датчика 9 напряжения соединены со входами питания инвертора 2 напряжения. Выходы задатчика 10 и датчика 9 напряжения соединены соответственно с прямым и инверсным входами компаратора 11, выход оптодиодного элемента 12 которого соединен с первым входом 60 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения. Второй и третий входы 61, 62 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения подключены соответственно к выходу 63 датчика 4 тока и выходу 64 блока 14 индикации и защиты. Четвертый и пятый входы 65, 66 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения соединены с прямым и инверсным 67, 68 выходами задающего генератора 5, управляющий вход 69 которого соединен с первым выходом 70 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения. Первый и второй управляющие входы 71, 72 преобразователя 7 постоянного напряжения и первый и второй входы 73, 74 блока 14 индикации и защиты соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым и пятым выходами 75, 76, 77, 78 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения.

Счетный вход "С" счетчика импульсов 19 и вход логического элемента НЕ 18 распределителя импульсов 6 объединены и образуют вход распределителя 6 импульсов. Выходы первого, второго и третьего разрядов счетчика 19 соединены со входами, соответственно, первого, второго и третьего управляемых логических элементов НЕ 20, выходы которых соединены, соответственно, со водами четвертого, пятого и шестого управляемых логических элементов НЕ 20. Объединенные входы управления управляемых логических элементов НЕ 20 соединены с выходом логического элемента НЕ 18, а выходы управляемых логических элементов НЕ 20 образуют выходы распределителя импульсов 6.

В блоке 14 индикации и защиты входы первого и второго логических элементов НЕ 21, 22 образуют соответственно, первый и второй входы 73, 74 блока 14. Выход первого логического элемента НЕ 21 через последовательно соединенные третий логический элемент НЕ 23, первый резистор 33, четвертый и пятый логические элементы НЕ 24, 25 соединены с управляющим входом генератора 27 импульсов, выход которого соединен с первым входом логического элемента 2И-НЕ 26, второй вход которого подключен к выходу второго логического элемента НЕ 22. Выход логического 2И-НЕ 26 через второй резистор 34 и встречно-параллельно включенные первый и второй светоизлучающие диоды 28, 29 соединен с выходом первого логического элемента НЕ 21. Вход четвертого логического элемента НЕ 24 через последовательно соединенные диод 31 и третий резистор 35 подключен к выходу пятого логического элемента НЕ 25, образующего выход 64 блока 14 индикации и защиты, а через кнопку 32 "Пуск" и конденсатор 30 соединен, соответственно, с положительным и отрицательным выводами дополнительного блок питания 15.

В блоке 8 управления преобразователем постоянного напряжения D-вход и S-вход первого D-триггера 38 объединены, соединены с анодами первого и второго диодов 40, 41 и образуют первый вход 60 блока 8, первый выход 70 которого образован прямым выходом первого D-триггера 38. D-вход второго триггера 39 соединен с инверсным выходом второго D-триггера 39 и с первым входом первого логического элемента 2И-НЕ 36. Прямой выход второго D-триггера 39 соединен с первым входом второго логического элемента 2И-НЕ 37. Выходы первого и второго логических элементов 2И-НЕ 36, 37 образуют, соответственно, второй и третий выходы 75, 76 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения. Первые выводы первого, второго и третьего резисторов 44, 45, 46 и конденсатора 43 объединены и подключены к положительному выводу дополнительного блока питания 15. Второй вывод третьего резистора 46 образует четвертый выход 77 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения и через четвертый резистор 47 соединен с первым выводом пятого резистора 48 и анодом третьего диода 42, образующими пятый выход 78 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения. Второй и третий входы 61, 62 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения образованы, соответственно, вторым выводом пятого резистора 48 и катодом третьего диода 42. Второй вывод первого резистора 44 соединен с анодом первого диода 40, катод которого соединен непосредственно со вторым выводом конденсатора 43 и через шестой резистор 49 со вторым выводом второго резистора 45, катодом второго диода 41 и первым выводом седьмого резистора 50, второй вывод которого объединен со вторым выводом пятого резистора 48. Тактовые С-входы первого и второго D-триггеров 38, 39 объединены и образуют четвертый вход 65 блока 8 управления преобразователем постоянного напряжения, пятый вход которого образован объединенными вторыми входами первого и второго логических элементов 2И-НЕ 36, 37.

В управляемом задающем генераторе 5 первый вход первого логического элемента 2И-НЕ 51 образует управляемый вход. Выход первого логического элемента 2И-НЕ 51 соединен с объединенными входами второго логического элемента 2И-НЕ 52, через последовательно соединенные первый диод 53 и первый резистор 56 подключен ко второму входу первого логического элемента 2И-НЕ 51 и через второй резистор 57 образует первый выход 67 управляемого задающего генератора 5. Второй вход первого логического элемента 2И-НЕ 51 через третий резистор 58 и второй диод 54 соединен со входами второго логического элемента 2И-НЕ 52, выход которого образует второй выход 68 управляемого задающего генератора 5, и через последовательно соединенные конденсатор 55 и четвертый резистор 59 соединен со вторым входом первого логического элемента 2И-НЕ 51.

Питание асинхронного электродвигателя 1 осуществляется переменным трехфазным напряжением с КНИ 31% от инвертора напряжения 2. Уровень постоянного напряжения на входах питания инвертора 2, а следовательно, и значение напряжения питания электродвигателя 1 определяется выходным напряжением управляемого преобразователя 7 в соответствии с сигналом задатчика 10. Частота напряжения питания электродвигателя формируется пропорционально напряжению на входах питания инвертора 2 с помощью преобразователя 13 напряжение-частота, выходной сигнал которого через распределитель импульсов 6 задает частоту коммутаций ключей инвертора 2. Задающий генератор 5 совместно с блоком 8 управления задает частоту работы ключей преобразователя 7 постоянного напряжения и скважность его включения на основе сигналов с датчиков напряжения 9 и тока 4. Включение электропривода после подачи силового питания, а также повторное включение в случае срабатывания защиты производится кнопкой 32 "Пуск" блока 14 индикации и защиты.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

При подключении питающего напряжения выключателем 79 постоянное напряжение с источника 3 подается на входы питания преобразователя 7 постоянного напряжения, а с дополнительного блока питания 15 на задающий генератор 5, блок управления 8, блок 14 индикации и защиты и управляющие цепи преобразователя 7. При этом (см. фиг. 2) на выходе 64 блока 14 индикации и защиты формируется сигнал низкого уровня U1464

, так как конденсатор 30, находясь в разряженном состоянии, обеспечивает сигнал низкого уровня на входе четвертого логического элемента НЕ 24 и, соответственно, сигнал высокого уровня на входе пятого логического элемента НЕ 25. Низкий уровень сигнала на выходе 64 блока 14 индикации и защиты обеспечивает низкий уровень сигнала U862 на третьем входе 62 блока 8 управления и через третий диод 42, пятый и седьмой резисторы 48, 50 и второй диод 41 низкий уровень U_D1 на D- и S-входах первого D-триггера 38. При этом на выходе первого D-триггера 38, на первом выходе 70 блока 8 управления и на управляющем входе 69 задающего генератора 5 формируется сигнал низкого уровня U870, блокирующий задающий генератор 5, на его втором выходе 68 появляется сигнал низкого уровня U568. Этим сигналом по пятому входу 66 блока 8 управления запрещается работа логических элементов 2И-НЕ 36, 37, на их выходах, а соответственно, на втором и третьем выходах 75, 76 блока 8 управления и на управляющих входах 71, 72 преобразователя 7 постоянного напряжения формируются сигналы высокого уровня U771, U772. Управляющие транзисторы 80, 81 преобразователя 7 постоянного напряжения открываются, подключая обмотки W₁ трансформаторов 82, 83 к дополнительному блоку питания 15. При этом на вторичных обмотках W₃ трансформаторов 82, 83 формируются напряжения, запирающие силовые ключи 84, 85 преобразователя 7 постоянного напряжения. Напряжение U₇ на выходе преобразователя 7 постоянного напряжения равно нулю, электропривод выключен, но готов к работе.

При включении кнопки 32 "Пуск" на входы четвертого логического элемента НЕ 24 подается сигнал высокого уровня, конденсатор 30 заряжается, на выходе пятого логического элемента НЕ 25, а следовательно, на выходе 64 блока 14 индикации и защиты и на третьем входе 62 блока 8 управления формируется сигнал высокого уровня U862

. Диод 42 запирается и на объединенные D- и S-входы первого D-триггера 38 поступает через резистор 44 сигнал высокого уровня (UD₁). На выходе D-триггера 38, а значит, на первом выходе 70 блока 8 управления и на управляющем входе 69 задающего генератора 5 появляется сигнал высокого уровня U870. Задающий генератор 5 запускается, на его выходах 67, 68 формируются сигналы U467, U568, поступающие, соответственно, на входы 65, 66 блока 8 управления. При этом на втором и третьем выходах 75, 76 блока 8 управления и на управляющих входах 71, 72 преобразователя 7 постоянного напряжения формируются сигналы U771, U772. При наличии сигналов U771, U772 низкого уровня управляющие транзисторы 80, 81 закрываются, на вторичных обмотках W₃, трансформаторов 82, 83 поочередно формируются напряжения, отпирающие силовые ключи 84, 85 преобразователя 7. Преобразователь 7 постоянного напряжения построен по схеме высокочастотного резонансного инвертора, резонансный контур в котором образован конденсаторами 86, 87 и суммарной приведенной индуктивностью трансформатора 88 и реактора 89. При включении силовых ключей 84, 85 в резонансном контуре формируются импульсы тока I_К84, I_К85. За счет использования в преобразователе 7 магнитотранзисторных ключей с токовой обратной связью, обмотки W₄ трансформаторов 82, 83, силовые ключи 84, 85 закрываются при спадании тока в резонансном контуре до нуля. Напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора 88, трансформируется во вторичную цепь, выпрямляется диодами 90, 91 и через реактор 89 и первичные обмотки трансформатора тока 16 датчика тока 4 поступает на клеммы питания инвертора 2 напряжения (U₌).

При достижении напряжением питания инвертора значения U_о, заданного задатчиком 10, срабатывает компаратор 11 (U₁₁) и включается оптодиодный элемент 12, фотодиод 12.2 которого шунтирует первый вход 60 блока 8 управления. При этом на D- и S-входах первого D-триггера 38 формируется сигнал низкого уровня U_D1 и после поступления на его С-вход тактового импульса с первого выхода 67 задающего генератора 5 на выходе первого D-триггера 38 сформируется сигнал низкого уровня U870

, который через управляющий вход 69 запретит работу задающего генератора 5. На втором выходе 68 задающего генератора 5 сформируется сигнал U568 низкого уровня, что приведет к появлению сигналов U771, U772 высокого уровня на входах преобразователя 7 постоянного напряжения, включению управляющих транзисторов 80, 81 и выключению силовых ключей 84, 85 преобразователя 7 постоянного напряжения. Напряжение на выходе преобразователя 7, а следовательно, и на входах питания инвертора 2, начнет уменьшаться, что приведет к переключению компаратора 11 и восстановлению сигнала высокого уровня на первом входе 60 блока 8 управления. Первый D-триггер вновь переключится в состояние с высоким уровнем выходного сигнала, запустится задающий генератор 5 и включатся силовые ключи преобразователя 7. Таким образом, осуществляется стабилизация выходного напряжения преобразователя 7 постоянного напряжения, а следовательно, и стабилизация напряжения питания электродвигателя 1 на заданном уровне. Регулирование напряжения U_дв питания электродвигателя производится путем изменения выходного напряжения U_о задатчика 10.

Частота напряжения питания электродвигателя формируется преобразователем 13 напряжение-частота, построенным на базе интегрального таймера, в зависимости от выходного напряжения преобразователя 7 постоянного напряжения. При подаче напряжения на вход 90 преобразователя 13 напряжение-частота начинается заряд конденсатора 91 через резисторы 92, 93. При этом на выходе 94 преобразователя 13 формируется сигнал высокого уровня U₁₃. При увеличении напряжения на конденсаторе 91 U_с91 до напряжения срабатывания таймера U_сраб таймер по входу "Р" переходит в проводящее состояние и конденсатор 91 разряжается через резистор 93. На время разряда конденсатора 91 на выходе 94 преобразователя 13 формируется сигнал низкого уровня. Затем цикл работы преобразователя 13 повторяется. Таким образом, на выходе 94 формируется последовательность импульсов определенной частоты. При изменении напряжения на входе 90 преобразователя 13 напряжение-частота изменяется время заряда конденсатора 91 до значения U91с

U_сраб., что приводит к изменению частоты его выходного сигнала f₁₃. Так при увеличении U₇увеличивается и f₁₃, и наоборот.

Выходной сигнал преобразователя 13 напряжение-частота подается на вход 95 распределителя импульсов 6, т.е. поступает на тактовый С-вход счетчика импульсов 19 и на вход логического элемента НЕ 18. На выходах Q₁, Q₂, Q₃ счетчика импульсов 19, работающего с коэффициентом деления К 6, формируются сигналы U_Q1. U_Q2, U_Q3 (фиг.3), которые подаются на входы управляемых логических элементов НЕ 20. На управляющий вход элементов НЕ 20 поступает сигнал U618

высокого уровня длительностью несколько микросекунд с выхода логического элемента НЕ 18, на время действия которого на всех выходах логических элементов НЕ 20 формируются сигналы низкого уровня. Таким образом, на выходах распределителя импульсов 6 формируются последовательности импульсных сигналов U_aU U_в, U, U_c, U, управляющих силовыми транзисторными ключами инвертора 2. Наличие сигнала U618 исключает возможность одновременного включения ключей в стойке инвертора и наличие "сквозных" токов. Форма линейного выходного напряжения инвертора 2 (напряжения питания электродвигателя) показана на фиг.4.

Система токовой защиты электропривода и блок защиты и индикации функционируют следующим образом. В номинальном режиме работы ток нагрузки преобразователя 7 постоянного напряжения, а следовательно, и выходной сигнал датчика 4 тока, не превышают некоторого заданного значения. При этом на выходе пятого логического элемента НЕ 25 и на входах первого и второго логических элементов НЕ 21, 22 присутствуют сигналы высокого уровня U1425

, U1473, U1474, а на выходах первого и второго логических элементов НЕ 21, 22 и на выходе логического элемента 2И-НЕ 26,соответственно, сигналы низкого U1421, U1422 и высокого U1426уровней, что вызывает срабатывание светоизлучающего диода 29, сигнализирующего о нормальном режиме работы электропривода.

При увеличении тока нагрузки увеличивается выходной сигнал датчика тока 4, уменьшается потенциал на втором входе 61 блока 8 управления и, соответственно, потенциал на его выходе 78. На втором входе 74 блока 14 индикации и защиты формируется сигнал U1474

низкого уровня, а на выходе второго логического элемента НЕ 22 сигнал высокого уровня U1422. При этом на выход логического элемента 2И-НЕ 26 проходят сигналы U1427 с выхода генератора импульсов 27, вырабатывающего низкочастотный импульсный сигнал, поскольку на его управляющем входе присутствует разрешающий сигнал высокого уровня с выхода логического элемента НЕ 25. Наличие переменного сигнала U1426 на выходе логического элемента 2И-НЕ 26 приводит к периодическому включению светоизлу- чающего диода 29, сигнализирующего о режиме перегрузки электропривода.

При дальнейшем увеличении тока нагрузки уменьшается потенциал на четвертом выходе 77 блока управления 8. На первом входе 73 блока 14 индикации и защиты формируется сигнал U1473

низкого уровня, а на выходе первого логического элемента НЕ 21 сигнал высокого уровня U1421. При этом светоизлучающий диод 29 выключается, а светоизлучающий диод 28 включается с частотой выходного сигнала U1427 генератора импульсов 27, сигнализируя о режиме "короткого замыкания" в силовых цепях инвертора 2 и электродвигателя 1. Уменьшенный потенциал на втором входе 61 блока 8 управления через седьмой резистор 50 и второй диод 41 поступает на D- и S-входы первого триггера 38 (сигнал низкого уровня), что приводит к периодическому выключению преобразователя 7 постоянного напряжения и исключает дальнейший рост тока нагрузки.

При появлении на выходе первого логического элемента НЕ 21 сигнала U1421

высокого уровня, на выходе третьего логического элемента НЕ 23 формируется сигнал U1423 низкого уровня, что приводит к разряду конденсатора 30 через резистор 33. Постоянная времени разряда выбрана таким образом, что, если в течение 3-5 с нормальный режим работы электропривода не восстановится, напряжение U_с30 на конденсаторе 30 понизится до напряжения срабатывания четвертого логического элемента НЕ 24, на его выходе установится сигнал высокого уровня, а на выходе пятого логического элемента НЕ 25 сигнал низкого уровня. При этом на выходе 64 блока 14 установится сигнал низкого уровня, который через второй и третий диоды 41, 42 и через пятый и седьмой резисторы 48, 50 блока 8 управления выключит первый триггер 38 данного блока, установит сигнал U568 низкого уровня на втором выходе задающего генератора 5, что приведет к выключению преобразователя 7 постоянного напряжения и электропривода в целом. Одновременно при низком уровне сигнала на выходе пятого логического элемента НЕ 25 блока 14 индикации и защиты запрещается работа генератора импульсов 27и на его выходе формируется сигнал высокого уровня, поступающий на первый вход логического элемента 2И-НЕ 26, что при наличии сигнала высокого уровня на его втором входе обеспечит сигнал низкого уровня на выходе логического элемента 2И-НЕ 26. Из-за наличия сигнала низкого уровня на первом входе 73 блока 14 индикации и защиты на выходе первого логического элемента НЕ 21 сформируется сигнал высокого уровня, обеспечивая непрерывную работу светоизлучающего диода 28, сигнализирующего об аварийном отключении электропривода.

Повторный запуск электропривода осуществляется нажатием кнопки 32 "Пуск".

Таким образом, предложенное устройство позволяет осуществить регулирование частоты вращения асинхронного электродвигателя с высокими энергетическими характеристиками за счет пропорционального регулирования частоты и уровня напряжения питания электродвигателя, обладает высокими массогабаритными показателями за счет использования высокочастотного преобразователя энергии, высокой надежностью и помехозащищенностью при достаточной простоте конструкции.

Использование: в асинхронных электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель, инвертор напряжения, источник постоянного тока, датчик тока в цепи питания инвертора, задающий генератор и распределитель импульсов. За счет введения в структуру электропривода управляемого преобразователя постоянного напряжения, блока управления, задатчика и датчика напряжения, компаратора, преобразователя напряжение-частота и блока индикации и защиты и выполнения управляемого преобразователя на базе высокочастотного резонансного инвертора обеспечивается возможность управления частотой вращения электродвигателя в широких пределах при высокой надежности привода, малых массе и объеме электронного блока. 4 ил.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий асинхронный электродвигатель, выводы статорной обмотки которого соединены с выходами инвертора напряжения на полностью управляемых ключах, источник постоянного тока, входы которого соединены с зажимами для подключения питающей сети переменного тока, датчик тока в цепи питания инвертора, задающий генератор и распределитель импульсов управления ключами инвертора, отличающийся тем, что в него введены управляемый преобразователь постоянного напряжения, выполненный на базе высокочастотного резонансного инвертора на магнитотранзисторных ключах с токовой обратной связью с выпрямителем на выходе, блок управления преобразователем постоянного напряжения с пятью входами и пятью выходами, датчик и задатчик напряжения питания инвертора напряжения, компаратор напряжения с оптодиодным элементом на выходе, преобразователь напряжение-частота, блок индикации и защиты с двумя входами и дополнительный блок питания, задающий генератор выполнен управляемым с прямым и инверсным выходами и входом управления, датчик тока выполнен на базе трансформатора тока с выпрямителем на выходе, а распределитель импульсов выполнен в виде логического элемента НЕ, счетчика импульсов и шести управляемых логических элементов НЕ, выходы источника постоянного тока соединены с входами питания преобразователя постоянного напряжения, положительный выход которого непосредственно, а отрицательный выход через датчик тока соединены соответственно с положительным и отрицательным входами питания инвертора напряжения, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, входы преобразователя напряжение-частота и датчика напряжения соединены с входами питания инвертора напряжения, выходы задатчика и датчика напряжения соединены соответственно с прямым и инверсным входами компаратора напряжения, выход оптодиодного элемента которого соединен с первым входом блока управления преобразователем постоянного напряжения, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу датчика тока и выходу блока индикации и защиты, четвертый и пятый входы блока управления преобразователем постоянного напряжения соединены с прямым и инверсным выходами задающего генератора, управляющий вход которого, первый и второй управляющие входы преобразователя постоянного напряжения и первый и второй входы блока индикации и защиты соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления преобразователем постоянного напряжения, счетный вход счетчика импульсов и вход логического элемента НЕ распределителя импульсов объединены и образуют вход распределителя импульсов, выходы первого, второго и третьего разрядов счетчика импульсов соединены с входами соответственно первого, второго и третьего управляемых логических элементов НЕ, выходы которых соединены соответственно с входами четвертого, пятого и шестого управляемых логических элементов НЕ, объединенные входы управления шести управляемых логических элементов НЕ соединены с выходом логического элемента НЕ, а выходы шести управляемых логических элементов НЕ образуют выходы распределителя импульсов, блок индикации и защиты выполнен из пяти логических элементов НЕ, логического элемента 2И - НЕ, управляемого генератора импульсов, двух светоизлучающих диодов, конденсатора, диода, кнопки "Пуск" и трех транзисторов, причем входы первого и второго логических элементов НЕ образуют соответственно первый и второй входы блока индикации и защиты, выход первого логического элемента НЕ через последовательно соединенные третий логический элемент НЕ, первый резистор, четвертый и пятый логические элементы НЕ соединен с управляющим входом генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом логического элемента 2И - НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго логического элемента НЕ, а выход через второй резистор и встречно параллельно включенные первый и второй светоизлучающие диоды соединен с выходом первого логического элементы НЕ, вход четвертого логического элемента НЕ через последовательно соединенные диод и третий резистор подключен к выходу пятого логического элемента НЕ, образующего выход блока индикации и защиты, а через кнопку "Пуск" и конденсатор соединен соответственно с положительным и отрицательным выводами дополнительного блока питания, блок управления преобразователем постоянного напряжения включает в себя два логических элемента 2И - НЕ, два D-триггера, три диода, конденсатор и семь резисторов, причем D-вход и S-вход первого D-триггера объединены, соединены с анодами первого и второго диодов и образуют первый вход блока управления преобразователем постоянного напряжения, первый выход которого образован прямым выходом первого D-триггера, D-вход второго D-триггера соединен с инверсным выходом второго D-триггера и первым входом первого логического элемента 2И - НЕ, прямой выход второго D-триггера соединен с первым входом второго логического элемента 2И - НЕ, а выходы первого и второго логических элементов 2И - НЕ образуют соответственно второй и третий выходы блока управления преобразователем постоянного напряжения, первые выводы первого, второго и третьего резисторов и конденсатора объединены и подключены к положительному выводу дополнительного блока питания, второй вывод третьего резистора образует четвертый выход блока управления преобразователем постоянного напряжения и через четвертый резистор соединен с первым выводом пятого резистора и анодом третьего диода, образующими пятый выход блока управления преобразователем постоянного напряжения, второй и третий входы которого образуют соответственно второй вывод пятого резистора и катод третьего диода, второй вывод первого резистора соединен с анодом первого диода, катод которого соединен непосредственно с вторым выводом конденсатора и через шестой резистор - с вторым выводом второго резистора, катодом второго диода и первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого объединен с вторым выводом пятого резистора, тактовые C-входы первого и второго D-триггеров объединены и образуют четвертый вход блока управления преобразователем постоянного напряжения, пятый вход которого образован объединенными вторыми входами первого и второго логических элементов 2И - НЕ, управляемый задающий генератор составлен из двух логических элементов 2И - НЕ, двух диодов, конденсатора и четырех резисторов, первый вход первого логического элемента 2И - НЕ образует вход управления задающего генератора, выход первого логического элемента 2И - НЕ соединен с объединенными входами второго логического элемента 2И - НЕ, через последовательно соединенные первый диод и первый резистор подключен к второму входу первого логического элемента 2И - НЕ и через второй резистор образует прямой выход управляемого задающего генератора, второй вход первого логического элемента 2И - НЕ через третий резистор и второй диод соединен с входами второго логического элемента 2И - НЕ, выход которого образует инверсный выход управляемого задающего генератора и через последовательно соединенные конденсатор и четвертый резистор соединен с вторым входом первого логического элемента 2И - НЕ.