Устройство для управления электродвигателем Советский патент 1984 года по МПК H02P5/06 G05B19/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения как прерывистого реверсирования, так и непрерывистог вращения электродвигателей переменного и постоянного тока. Известно устройство для управления электродвигателем, содержащее реле реверса и последовательно соединенные мультивибратор, ключ и реле прерывистого вращения электродви гателя jl . Недостатком данного устройства является то, что оно обладает невыт сокими функциональными возможностими. При управлении электродвигателе устройство обеспечивает только один режим, вращение электродвигателя в одну сторону - 5 с, затем пауза 10с и вращение электродвигателя в другую сторону - 5с. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления электродвигателем,, содержащее мультивибратор, ключ прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер, ключ реверса и реле реверса JY. Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не поз воляет изменять в широких пределах временной режим работы электродвигателя. Это объясняется тем, что в известном устройстве формирование длительности времени вращения и паузы осуществляется от одного и того же мультивибратора. Кроме того, применение одного мультивибратора не позволяет производить коммутацию обмоток электродвигателя во время формирования паузы, что приводит к его низкой надежности вследствие того, что коммутация обмоток электродвигателя происходит во время, когда чере контакты реле проходит пусковой и рабочий ток электродвигателя, т.е. когда он подключен к источнику питания, а это вызывает искрение, подгорание и разрушение контактов реле реверса, что приводит к преждевремен ному выходу их из строя и всего устройства в. целом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 71 и повышение надеядаости работы устройства . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управле- ния электродвигателем, содержащем мультивибратор, ключ прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер, ключ реверса и реле реверса, дополнительно введены силовой управляемый ключ, элемент задержки, второй триггер, первый коммутатор, подключенный первым входом к выходу мультивибратора, и последовательно соединенные задатчик частот вращения, управляемый генератор опорной частоты, второй коммутатор, блок совпадения, делитель частоты и инвертор, подключенный через элемент задержки к входу первого триггера, причем второй вход второго коммутатора Соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с вторыми входами первого коммутатора и инвертора и с входом ключа прерывистого вращения, а вход - с выходом делителя Частоты, второй вход блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового управляемого ключа, соединенного последовательно с реле реверса i На чертеже представлена структурная схема устройства управления электродвигателем. Оно содержит мультивибратор 1, ключ 2 прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле 3 . прерывистого вращения, последовательно включенные триггер 4, ключ 5 реверса и реле 6 реверса, а также силовой управляемый ключ 7, элемент задержки 8, второй триггер 9, первый коммутатор 10, подключенный первым входом к выходу мультивибратора 1, и последовательно соединенные задатчик 11 частот вращения, управляемый генератор опорной .частоты 12, второй коммутатор 13, блок 14 совпадения, делитель 15 частоты и инвертор 16, подключенный через элемент задержки 8 ко входу триггера Л« Второй вход второго коммутатора 13 соединен с первым выходом второго триггера 9, второй выход которого соединен со вторыми входами первого коммутатора

10 и инвертора 16 и с управляющим входом ключа 2 прерывистбго вращения, а вход - с выходом делителя 15 частоты. Второй вход блока 14 совпадения подключен к выходу первого 5 коммутатора 10, Выход реле прерывистого вращения 3 соединен с управляющям входом силового управляемого ключа 7, выходом подключенного к электродвигателю 17, в цепь питания 10 которого последовательно включено реле 6 реверса. Выход вьшрямителя,18, соединенного с источником питания (не показан), подключен ко входу стабилизаторов 19 и 20, выход пер- is вого из которых подключен ко второму входу управляемого генератора. 12 опорной частоты, а выход стабилизатора 20 - ко входу мультивибратора 1 и к шинам питания ключа 2 прерывис-20 того вращения, триггера 4, ключа 5 реверса, триггера 9, коммутаторов 10 и 13, блока 14 совпадения, делителя 15 частот и инвертора 16,

Устройство для управления электро-25 двигателем работает следующим образон .:.: - ,.

При В1шючении устройства управляемый генератор 12 опорных частот вырабатывает непрерывную последова- зо

тельность прямоугольных импульсов, частота которых устанавливается с помощью задатчика 11 частот вращения. С выхода управляемого генератора 12 опорных импульсы опорной час- , тоты поступают на первый вход второго коммутатора 13, при этом логический потенциал, присутствующий на: втором входе этого коммутатора, разреша.ет прохождение импульсов опорной о частоты на его выход - и далее на первый вход блока 14 совпадения. Логический йотёнциал, присутствующий на втором входе блока совпадения, разрешает прохождение импульсов onop- jj ной частоты на вход делителя 15 час- Тоты с постоянным коэффициентом деления, который формирует импульсы длительности вращения и паузы, I . ,..,;. , - . ; ,

На выходе делителя 15 частоты в 59 процессе деления импульсов опорной частоты формируется прямоугольный импульс вращения, длительность котррого пропорциональна выбранному значению опорной частоты. Значение 55 опорной частоты устанавливается в зависимости от необходимого значения времени вращения электродвигателя 17.

С выхода делителя 15 частоты импульс поступает на вход второго триггера 9 и на вход инвертора 16. Триггер 9 остается в исходном состоянии. При этом логический потенциал на его первом выходу разрешает прохождение импульсов опорной частоты с выхода управляемого генератора 12 опорных частот через второй коммутатор 13,

При нахождении триггера 9 в исходном состоянии. Логический потенциал на его втором выходе запирает инвертор 16, первый коммутатор 10.и включает ключ 2 прерывистого вращения, при этом срабатьшает реле 3 прерывистого вращения, подключенное к управляющему входу силового управляемого ключа 7.,

Силовой управляеьв)1й кгаоч 7 выполнен в виде двух включенных встречнопараллельных тиристоров, однако вместо тиристоров могут быть использованы любые другие коммутирующие элементы. При срабатывании реле 3 прерывистого вращения оно своими контактами замкнет цепь управления силового управляемого ключа 7 и тиристоры из закрытого состояния переходят в открытое состояние. Происходит подкпючение электродвигателя через нормально- замкнутые контакты реле 6 реверса к источнику питания. Электродвигатель 17 начинает вращаться, , - , ;,Время вращения электродвигателя 17 определяется длительностью импуль|са вращения на выходе делителя 15 частоты, пропорциональной выбранной опорной частоте управляемого генератора 12 опорных частот, устанавливаемой с помощью задатчика 11 частот врщения, .

После окончания действия .импульса вращения триггер 9 опрокидывается и знаки логических потенциалов на ег выходах изменяются на противоположные. При этом ключ 2 прерывистого вращения отключается, вследствие чего реле прерьтистого вращения разомкнет цепь управляющего входа силового управляемого ключа 7, при этом его тиристоры из открытого состояния переходят в закрытое состояние, и электродвигатель 17 отключается от источника питания.

На втором входе первого коммутатора 10 появляется логический потенциал, который разрешает прохождение прямоугольных импульсов мультивибратора 1 на его выход и ,на вход блока 1А совпадения.

Блок 14 совпадения пропускает на выход импульсы или от управляемого генератора 12 опорных частот, или от мультивибратора 1 только в том случае, если совпадают логические потенциалы на его входах. С-выхода блока 14 совпадения прямоугольные импульсы мультивибратора 1 поступают на вход делителя 15 частоты. Импульсы мультивибратора 1 имеют противоположную полярность импульсам управлявмого генератора 12 опорных частот.

Поэтому при поступлении импульсов мультивибратора 1 на вход делителя 15 частоты на его выходе начинает формироваться импульс паузы, имеющий противоположную полярность по отношению к импульсу вращения. Кроме того, при опрокидывании триггера 9 логический потенциал с его второго выхода отпирает инвертор 16. Импульс паузы с выхода делителя 15 частоты через инвертор 16 и элемент задержки 8 поступает на вход первого триггера 4 и опрокидывает его.

При опрокидывании триггера 4 сраг батьюает ключ 5 реверса. При этом срабатывает реле 6 реверса и переключением своих контактов меняет направление тока в обмотке возбуждения для однофазных электродвигателей или переключает фазы для трехфазных электродвигателей. Тем самым изменяется направление вращения электродвигателя, т.е. обеспечивается его реверсирование. Переключение обмотки возбуждения происходит в обесточенном состоянии, когда электродвигатель 17 отключен от источника питания и через контакты реле 6 реверса не проходит ток. . ; -Элемент задержки типа реле времени образован конденсатором и входным сопротивлением триггера 4 и обеспечивает задержку включения триггера 4 на величину, равную половине длительнести импульса паузы, что обеспечивае надежное переключение реле 6 реверса только в момент паузы, т.е. когда его контакты обесточены. Длительность импульса паузы пропорциональна частоте импульсов мультивибратора 1 и может регулироваться с помощью его времязадающих элементов.

Кроме того, при опрокидывании триггера 9 логический потенциал с его первого выхода поступает на второй вход второго коммутатора 19 и запрещает прохождение импульсов с управляемого генератора t2 опорных частот на входЛделителя 15 частоты.

После окончания импульса паузы на выходе делителя 15 частоты вновь формируется импульс длительности вращения, триггер 9 опрокидывается и переходит в исходнре состояние. Логические потенциалы на его выходе меняютс на противоположные. При этом первый и второй коммутаторы 10 и 13, инвертор 16 и ключ 2 прерывистого вращени возвращаются в исходное состояние.

При переходе ключа 2 прерывистого вращения в исходное состояние срабатьшает реле 3 прерывистого вращения и. замыкает цепь управляющего входа силового управляемого ключа 7, который через контакты реле 6 реверса подключает электродвигатель 17 к источнику питания. Электродвигатель 17 начинает вращаться в противоположном направлении.

Далее цикл работы устройства повторяется .

Предлагаемое устройство управлений электродвигателем обладает широкими функциональными возможностями, так как позволяет .осуществлять дистанционное управление электродвигателя 17, а также изменять или выбирать в широких пределах (по желанию оператора) время вращения электродвигателя 17.

Для дистанционного управления электродвигателем задатчик 11 частот вращения устанавливается в выностном пульте управления. Время вращения электродвигателя 17 может быть от единиц секунд и до нескольких часов в зависимости от установленной частоты управляемого генератора 12 опорных частот.

Регулирование времени вращения электродвигателя 17 в одну и другую сторону осуществляется с помощью задатчика 11 частот вращения путем коммутации резисторов в цепи отрицательной обратной связи управляемого генератора 12 опорных частот.

В процессе коммутации резисторов происходит изменение периода повторения импульсов, т.е. изменение опорной частоты на выходе управляемого

711

генератора 12 опорных частот. Кроме того, данное устройство позволяет осуществлять непрерывный режим вра щения электродвигателя 17 в зависимости от конкретных условий его эксплуатации. Осуществляется это путем закорачивания информативного входа управляемого генератора 12 опорных частот с помощью задатчика 11 частот вращения.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более высокой надежностью работы, так как обеспечивает более надежную работу ключа 2 прерывистого вращения и ключа 5 реверса. Действительно, срабатывание ключа 5 реверса может произойти только тогда, когда поступит разрешающий сигнал с вькода второго триггера 9 на вход инвертора 16. Только при совпадении логических потенциа04718

лов на входе инвертора 16 подается разрешение на включение первого триггера А, который управляет ключом 5 реверса. Только при этом условии мо5 жет сработать реле 6 реверса и произойдет коммутация обмотки возбуждения в однофазном электродвигателе или переключение фаз в трехфазном двигателе с помощью реле 6 реверса.

Переключение обмоток электродвигателя 17 для его реверсирования осуществляется во время паузы, т.е. когда электродвигатель 17 отключен от источника питания, и контакты реле 6 реверЬа обесточены. Это исключает искрение, подгорание и разрушение контактов реле 6 реверса, что обеспечивает увеличение его срока , повышает надежность работы всего устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее мультивибратор, ключ прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер, ключ реверса и реле реверса, отличающееся тем, что, : с целью расщирения пределов регулирования и повышения надежности в работе, в него введены силовой управляемый ключ, элемент задержки, второй триггер, первый коммутатор, подключенный первым входом к вькоду мультивибратора, и последовательно соединенные задатчик частот вращения, yпpaвляe lь й генератор опорной частоты, второй коммутатор, блок совпадения, делитель частоты и инвертор подключенный через элемент задержки к входу первого триггера, причем второй вход второго коммутатора соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с вторыми входами первого коммутатора и инвертора и с входом ключа преО) рывистого вращения, а вход - с выходом делителя частоты, второй вход с блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового .управляемого ключа, соединенного последовательно ю с реле реверса. о 4