Устройство для управления электродвигателем постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электро- технике, а именно к двухзонным элек троприводам и предназначено для пре дупреждения разгона электродвигаТеЛя в начале реверса потока. В вентильных электроприводах по команде на реверс тока в обмотке возбуждения на входе регулятора ско рости возникает рассогласование, си тема стремится отработат ь его (свести к нулю) путем увеличения тока якоря в то время, когда ток возбуждения еще не среверсируется. В результате избыточный момент преж него направления вызовет разгон эле тродвигателя на некоторое, время в начале реверса вместо торможения. Поэтому необходимо в течение времени, пока ток в обмотке возбуждения не снизится до нуля, ток якоря поддерживать на нулевом уровне. .Известно устройство для управле ния электродвигателем постоянного тока, содержащее реверсивный регуля тор в цепи возбуждения электродвига теля, а также регуляторы скорости и тока в цепи регулирования напряжени В этом устройстве вход обратной свя зи регулятора возбуждения соединен выходом датчика модуля ЭДС через множительный элемент, задающий вход регулятора тока соединен с выходом регулятора скорости через второй мно жительный элемент, а вторые входы . обоих множительных элементов соедине ны с выходом датчика знака потока J Недостатком этого устройства явл ется его низкое быстродействие. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для упра ления электродвигателем постоянного тока, с реверсом потока возбуждения содержащее блок задания величины и направления тока возбуждения, регулятор тока якоря электродвигателя и блок определения направления тока возбуждения С2. В этом устройстве ко входу регулятора тока подключается источник задающего напряжения, если заданное и действительное направление токов возбуждения не совпадают. Для обеспечения указанного переключения устройство содержит сумматор на операционных усилителях, регулировочные резисторы, элемент гальванической развязки и ключевой элемент с блоком управления, что усложняет устройство. Целью изобретения является упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство для управления электродвигателем постоянного тока, со;Держащее блок задания величины и направления то1:а возбуждения,, регулятор тока якоря электродвигателя и блок определения направления тока возбуждения с двумя выходами, снабжено инвертирующим усилителем и тремя логическими элементами И-НЕ, при этом выходы блока определения направления тока возбуждения соединены порознь со входом двух логических элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с блоком задания величины и направления тока возбуждения, выход которого подключен также ко входу инвертирующего усилителя, а выходы двух упомянутых логических элементов И-НЕ. соединены через третий логический элемент И-НЕ со входом регулятора тока якоря. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - . один из вариантов выполнения блока определения направления тока возбуждёния; на фиг.З - временные диаграм- мы U(-t) и J Ct) , поясняющие работу устройства. . , .Устройство дпя управления электродвигателем постоянного тока содержит $лок 1 задания величины и ндправления тока возбуждения, регулятор 2 тока якоря, блок 3 определения направления тока возбуждения, инвер- тирующий усилитель 4 и логические элементы И-НЕ 5-7. Выходы 8 и 9 блока 3 определения направления то,ка возбуждения соединены порознь со входами логических элементов И-НЕ 5 и б, вторые входы 10 и 11 которых соединены с блоком 1 задания величины и направления тока возбуяэдения, выход которого подключен .также ко входу инвертирующего усилителя4, а выходы логических элементов И-ЙЕ 5 и б соединены через логический элемент 7 со входом регулятора 2 тока якоря. Входы блока 3 определения направления тока возбуждения в данном варианте устройства соединены с датчиком 12 состояния вентилей. Другие входы регулятора 2 тока якоря соединены с выходами регулятора скорости и датчика тока якоря (не показаны). Позициями 13 - 15 обозначены соответственно входы и выходы логического элемента 7 . Блок 3. определения направления тока возбуждения (фиг.2) содержит входные 16,17 и выходные 18,19 логические элементы И-НЕ, между кото- , рыми введен элемент памяти-триг- . гер 20 и блоки задержки на диодах 21,22, резисторах 23,24 и конденсаторах . Позициями 27 и 28 обозначены на фиг. 2входы, а позициями 29, 30 - выходы триггера 20. .На фиг. 3 диаграмма 31 показывает изменение тока в обмотке возбуждения, номера остальных диаграмм соответствуют номерам элементов (.схем на фиг. 1 и 2), на выходе которых имеют место показанные на диаграммах напряжения. Устройство работает следующим образом. I . По команде К на реверс (фиг. 3) и на время спадания тока в обмотке возбуждения до нуля плюс время С на восстановление запирающих свойств тиристоров выходящей из работы группы вентилей при раздельном управлеНИИ, на неинвертирующий вход регулятора 2 тока якоря подается положител ный сигнал с выхода 15. В этом случае выходное напряжение регулятора тока якоря соответствует инверторному а поскольку ток возбуждения еще не сменил направления, преобразователь в «епи якоря закрыт, т.е. в течение времени t - t ток якоря имеет нулевое значение, чем и предотвращается разгон электродвигателя в начале реверса потока. После того как ток возбуждения в момент времени аМёняет свое-направление, запирающий сигнал с выхода 15 исчезает и далее осуществляется тормозной режим (подто 1аживание) электродвигателя, а затем его останов , или разгон в другом направлении. Напряжение с датчика 12 состояния вентилей однополярное, а потому необ ходимы входные элементы И-НЕ, чтобы в соответствиии с командами на ревер (напряжения с входов 10 и 11) распределить напряжения с датчика 12 по двум каналам управления (диаграммы напряжений с входов 27 и 28 на фиг. 3) . В соответствии с напряжениями со входов 27 и 28 триггер запоминает по передним фронтам окончания спада токов в нагрузке. Триггер в исходное состояние устанавливается при подаче питания на схему управления. В этом случае, пока еще ни одна из групп тиристоров не включена, с датчика 12 состояния вентилей снимается логическая единица. Как только одна из групп тиристоров включается и начинает протекать ток возбуждения, выходное напряжение датчика 12 принимает нулевое значение, но триггер в момент времени уже приведен в исходное состояние. Далее перепады фронтов напряжений с выхо- дов .29 и .30 с нуля на единицу задерживаются на величину f. Происходит это следующим образом. При возрастании напряжения, например, с выхода 30 с нуля до единицы диод запирается , а конденсатор, до этого разряженный, начинает заряжаться, и как только на нем напряжение достигает уровня срабатывания выходного элемента И-НЕ, последний срабатывает, т.е. в данном случае инвертирует, а напряжение с выхода 8 принимает значение логического нуля. Временная задержка С, в течение которой заряжается конденсатор, может формироваться независимо от детальной части схемы управления, и тогда время и должно соответствовать длительности напряжения датчика 12 состояния вентилей во время паузы между работающими;гру ппами- тиристоров, или, что предпочтительно, выдержке f непосредственно для паузы для восстановления запирающих свойств тиристо- ров ранее работающей группы. В этом случае перепада напряжений с выходов В и Э (с единицы на нуль) используются для включения групп тиристоров реверсивного преобразователя и по этим же фронтам напряжения с дат- чика 12 принимают нулевые значения (начинает протекать ток возбуждения). Предлагаемое устройство позволяет надежно блокировать ток якоря на время спадания тока возбуждения до нуля при реверсе по полю с учетом времени на восстановление запирающих свойств тиристоров, чем предупреждается разгон двигателя в начале реверса. Устройство выполняется просто и не требует настройки для согласовал ния напряжений как на входе элементов И-НЕ, так и на входе регулятора тока якоря.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРРДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее блок задания величины и направления тока возбуждения, рагу лятор тока якоря электродвигателя ; и блок определения направления тока возбуждения с двумя выходами, о Т л и ч. а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено ; инвертирующим усилителем и тремя логическими элементами И-НЕ, при этом выходы блока определения направления тока возбуждения соединены порознь со входами двух логический элемен; тов и-НЕ, вторые входы которых сре;диненыс блоком задания величины и I направления тока возбуждения, выход .которого подключен также ко входу W I инвертирующего усилителя, а выходы двух упомянутых логических элеменс ;тов И-НЕ соединены через третий ло;гический элемент И-НЕ со входом регулятора тока якоря. О 4: Ю СД Фаг.1

71 //

У1 10

ff 11 I

il(

28

и

23

(i 30

li