Устройство для защиты от перегрузки электропривода с транзисторным импульсным исполнительным органом,в особенности при питании от батареи Советский патент 1985 года по МПК H02H7/85 

Изобретение касается электрической схемы для защиты транзисторного импульсного исполнительного органа и для тепловой защиты подключенного к исполнительному органу потребителя прежде всего электродвигателя, включая механические следящие устройства при питании от батареи путем использования физической величины фактическое значение тока. Предусматривается применение изобретения прежде всего в питаемых от батареи средства напольного транспорта, работающих без водителя, подъемных устройствахj у грузовых подъемников и т.п.

Для защиты тиристоров в транзисторных импульсных исполнительных органах контролируется напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзисторов причем исходят и-з того, что нарастание напряжения насыщения коллектор- эмиттер пропорционально нарастанию тока. Посредством напряжения насьш;ения коллектор-эмиттер посредственно определяется ток. При превышении кри тического значения отключается исполнительный орган.

Недостатками являются значительно количество интегральных схем, а также наличие блока сбора фактических значений и нескольких операционных усилителей. У исполнительных органов работающих во многоквадратном режиме необходимые затраты превьшают определенный и приемный уровень, прежде всего в специальном случае- батарейного питания транзисторного импульсного исполнительного органа, так как при этоМ,при;значительных затратах с регулированием в зависимости от тока нагрузки должны управляться базы силовых транзисторов.

(Авторское свидетельство СССР № 632026. кл. Н 02 Н 7/085. 197б). .Кроме того, не обеспечена защита от перегрева, например, подключенного к исполнительному органу электродвигателя . Для защиты подключенного к исполнительному органу электродвигателя, например, рулевого привода. работающего без водителя транспортного средства, включая механическое следящее устройство, известно, что посредством кулачковых шайб, жестко связанных с поворотной тележкой, управляются юстированные механические выключателиJ установленные на транспортном средстве. При этом контроль

не распространяется также на работу конечных выключателей, так что в случае аварии, например при остановке электродвигателя в.следствие механической блокировки, могут иметь место серьезные повреждения электродвигателя. Помимо этого,, с применением механических выключателей связаны определенный объем работ по техоб-служиванию и ненадежность, свойственная механическим коммутационным устройствам.

Цель изобретения - создание надежного и экономически выгодного устройства для- защиты электропривода с транзисторным импульсным исполнительным органом, работающего во многоквадратном режиме, и, прежде всего, с питанием от батареи.

Задачей изобретения является создание устройства для защиты от перегрузки электроприводов с тирисг торным импульсным исполнительным органом4 которые применяются прежде всего в питаемых от батареи транспортных средствах, работающих без водителя, избегая контроля и использования напряжения насыщения коллектор-эмиттер или применения управляемых механическим способом выключателей, либо контрольных элементов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве предусмотрены максимальный триггер тока и триггер защиты.электродвигателя, выходы которых соединены с формирователем абсолютной величины, нагруженным сигналом фактического значения тока выход максимального триггера тока подведен к блоку управления ив . то же время - к коммутирующему элементу для отключения либо подключения рабочего напряжения, а выход триггера защиты электродвигателя, в особенности через схему задержки, подключен к блоку управления, который для взаимного влияния соединен с коммутирующим элементом.

Кроме того, к максимальному триггеру , тока подключено устройство для-индикации максимального тока. Выход максимального триггера тока жестко или свободно запрограммированным образом соединен с коммутирующи элементом, в особенности через микрЭВМ. Схема задержки располагается между выходом формирователя абсолютной величины и входом триггера защиты электродвигателя. Коммутирующий элемент снабжен задержкой включения На чертеже представлена схема реверсивного электропривода (электропривода рулевого управления), транспортного средства с батарейным питанием, работающего без водителя. Сигнал фактического значения тока, пропорциональный току электродви гателя, через шунт подается на формирователь 1 абсолютной величины для формирования абсолютной величины вви ду, того, что у реверсивного электропривода на выходе могут появляться как положительные, так и отрицательные величины, выходная величина формирователя 1 абсолютной величины подключается к максимальному триггер 2 тока со.значением, пропорциональны допустимому току транзисторов транзисторного импульсного исполнительного органа, и в то же время к триггеру 3 защиты электродвигателя настроенному на максимально допустимый ток электродвигателя, подключенного к исполнительному органу. Если тепер заданный ток максимального триггера 2 тока превьшается вследствие возмож ной неисправности исполнительного органа, то в блоке 4 управления неза медлительно начинается блокирование управляющих сигналов для транзистоipoB транзисторного импульсного исполнительного органа, и неисправност индицируется посредством индикатора 7 максимального тока. Одновременно в адрес коммутирующего элемента 6 выдается сигнал на отключение рабочего напряжения. Итак, при неисправности исполнительного органа достигаются незамедлительное блокирование управляющих импульсов в блоке 4 управления и отключение рабочего напряжения посредством коммутирующего элемента 6. Согласование исполнительног .органа с существующими параметрами мощности серводвигателя в сочетании с рулевым электроприводом при отношении номинального тока к начальному пусковому току,, равном примерно 1:4, требует тепловой защиты электродвига84теля в состоянии покоя(например, при достижении ограниченного механически поворота управляемых колес или другом механическом препятствии. При недопустимсл нарастании тока электродвигателя, которое можно объяснить, например, указанными выше механическими неисправностями, защитный триггер 3 электродвигателя срабатывает по истечении регулируемого времени задержки, по истечении времени задержки разрешает блокирование управляющих импульсов в блоке 4 упра:вления и вызывает отключение рабочего напряжения посредством коммутирующего элемента 6. Дня осуществления данной коммутационной операции триггер 3 защиты электродвигателя настроен на максимальное значение тока электродвигателя, который значительно меньший чем значение максимального триггера 2 тока, так что даже в случае аварии можно различать неисправен ли исполнительный орган или электропривод, подключенный к исполнительному органу. Время задержки для срабатьшания триггера 3 защиты электродвигателя реализуется посредством схемы 5 задержки. Преимущества предлагаемой схемы защиты заключаются в сокращении количества схемных элементов, прежде всего высококачественных интегральных схем, в одновременном контроле и обнаружении электрических и механических неисправностей как электропривода, так и исполнительного органа, в предотвращении перегрузки транзисторов исполнительного органа и питаемого от него электродвигателя, а также в повьшении надежности при повторном включении путем принудитель иого автоматизированного порядка подключения рабочего напряжения и блока управления. Признано изобретением по результатам экспе ртизы, осуществленной Веомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

Ч

10

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ТРАНЗИСТОРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ, В ОСОБЕННОСТИ ПРИ ПИТАНИИ ОТ БАТАРЕИ, о т л и ч а -. . ю щ е е с я тем, что предусмотрен : максимальный триггер 2 тока и триггер 3 защиты электродвигателя, вхо ды которых соединены с формирователем абсолютной величины, нагруженным сигналом фактического значения тока, выход триггера 2 максимального тока подключен непосредственно одним выходом к блоку 4 управления, а другим выходом - -к. коммутирующему элементу 6, выход триггера 3 защиты электродвигателя подключен через элемент 5 задержки к блоку 4 управления, соединенному с коммутирующим элементом 6. . 2. Устройство по п. I, отличающее ся тем, что к триггеру 2 максимального тока подключен индикатор 7 максимального тока. 3.Устройство для защиты попп. 1 и2, отличающееся тем, что блок 4 управления выполнен в виде микро-ЭВМ. 4.Устройство для защиты попп. 13,отличающееся тем, s что элемент 5 задержки выполнен (Л регулируемым, 5.Устройство для защиты попп. I4,отли-чающееся тем, что элемент 5 задержки включен между выходом формирователя 1 абсолютной величины и входом триггера 3 защиты электродвигателя, м 6.Устройство для защиты попп. 100 4: 5,отличающееся тем, что коммутирующий элемент 6 снабжен 00 вьщержкой времени.

ч

СЧ1

1Г5

Ч

ю