Устройство для защиты электропривода постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02P5/16 H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в замкнутых системах электропривода механизмов станков, роботов для предотвращения аварийного режима в электроприводе и механизме.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и 3 - схемы датчика ЭДС двигателя и узла блокировки.

Устройство для защиты электропривода постоянного тока содержит последовательно соединенные пороговый элемент 1 с памятью и исполнительный элемент 2, датчик 3 ЭДС двигателя, блок 4 выделения модуля ЭДС двигателя, блок 5 выделения модуля сигнала задания,узел 6 блокировки, узел 7 сравнения, причем выход датчика 3 ЭДС двигателя соединен с входом блока 4 выделения модуля ЭДС двигателя, выход которого соединен с первым входом узла сравнения, вход блока 5 выделения модуля сигнала задания соединен с входом узла 6 блокировки, а выход блока 5 выделения модуля сигнала задания соединен с вторым входом узла 7 сравнения, выход узла 6 блокировки и выход узла 7 сравнения соединены с входами порогового элемента 1 с памятью, подключеьпюго к входу исполнительного элемента 2.

Кроме того, датчик 3 ЭДС двигателя содержит операционный усилитель 8, два диода 9 и 10, причем к инверсному входу операционного усилителя 8 подключены последовательно соединенные первый резистор 11 и диод 9 в прямом направлении и второй резистор 12, другой вывод которого образует первый вход датчика ЭДС двигателя, к прямому входу операционного усилителя 8 подключены последовательно соединенные третий резистор 13 и второй диод 10 в прямом направлении, аноды обоих диодов 9 и 10 образуют второй вход датчика ЭДС двигателя, а операционный усилитель. 8 охвачен отрицательный обратной связью посред- ство.м параллельно соединенных четвертого резистора 14 и конденсатора 15. Кроме того, прямой вход операционного усилителя 8 соединен через пятый резистор 16 с потенциометром 17.

Узел 6 блокировки содержит операционный усилитель 18, конденсатор 19, два диода 20 и 21, шесть резисторов 22-27, причем к инверсному входу операционного усилителя 18 подключен первый резистор 22, второй вывод которого подключен к аноду первого диода 20 и к второму резистору 23, второй вывод которого предпазначен для подключения к положительному полюсу источника питания блока управления электропривода, к прямому входу операционному усилителя подключен третий резистор 24 и четвертый резистор 25, второй вывод которого предназначен для подключения к поло

жительному полюсу источника питания блока уг-равления электропривода, второй вывод третьего резистора 24 подключен к катоду второго диода 21 и пятому резистору 26,

второй вывод которого предназначен для подключения к отрицательному полюсу источника питания блока управления электропривода, катод первого диода 20 соединен с анодом второго диода и с выводом конденсатора 19, второй вывод которого предназначен для подключения к источнику задания электропривода, операционный усилитель 18 охвачен отрицательной обратной связью посредством шестого резистора 27, а его выход образует выход узла 6 блокировки.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 3 ЭДС двигателя поступает па вход блока 4 в)2|деления модуля ,С двигателя. При нормальной работе электропривода разность выходных сигналов блока 4 выделения модуля ЭДС и блока 5 выделения модуля задания в устазювив- шемся режиме приблизительно равна нулю и пе превышает порога срабатывания порогового элемента 1. При воз.чикновении asja- рийного режима, например, вследствие обрыва цепи Taxoi eiiepaTopa .чибо napynjcFinji логикг; работы схемы управления, при превышении фактическим значением скорости заданного значения, имеет место превышепне в)ходного сигнала блока 4 выделения модуля ЭДС (/Едв/) на выходны.м сигналом блока 5 выделения модуля сигнала задания (Uiasau. i).

При этом разность указанных сигналов, определенная узлом 7 сравнения, превышает

порог срабатывания порогового элемента 1, что приводит к срабатыванию указанного элемента 1 и включению исполнительного элемента 2, который осуществляет отключение исполнительного двигателя от преобразователя и обеспечивает режим аварийного торможения двигателя (динамическое торможение либо механический тормоз).

В переходных режимах, .вызванных изменением величины (знака) напряжения задания, для исключения ложных срабатываПИЙ зашиты при торможении (подтормажи- вании), коглТ,а имеет место неравенство /E;i6/ /U5,Mn. /, узел 6 блокировки блокирует пороговый э,демент 1.

Узел 6 блокировки формирует вре.мен- ную задержку, пропорциональную, в первом приближении, длительности переходного процесса, вызванного приращением задания. При этом сигнал задания от источника задания электропривода поступает через конденсатор 19 на входы операционного усилителя 18, охваченного отрицательной обратной связью посредством резистора 27. При положительном значение сигнала производной напряжения задания поступает через

резистор 24 и диод 21 на прямой вход операционного усилителя 18, а отрицательное значение сигнала производной задания поступает через резистор 22 и диод 20 на инверсный вход операционного усилителя 18. Таким образом, выходной сигнал операционного усилителя 18 представляет собой модуль производной напряжения задания, поступающий на вход порогового элемента 1 и блокирующий последний на время процесса торможения (подтормаживания).

Для повышения чувствительности устройства к малым сигналам, устранения в некоторой стенени нелинейности, вносимой диодами 20 и 21, последние приоткрываются посредством подачи смещения от источника питания блока управления электроприводом через резисторы 23 и 26. Резистором 25 устанавливается нуль операционного усилителя 18.

В случае, если к энергоприводу предъяв- ляются высокие точности требования, то узел 6 блокировки целесообразно выполнять в виде датчика торможения, содержащего четыре однополярных усилителя, два трех- входовых элемента И, элемент ИЛИ и датчик модуля тока с зоной нечувствительности.

Датчик ЭДС двигателя формирует на выходе операционного усилителя 8 сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя, в соответствии с формулой

Едв Уя - luRn,

где EsB -ЭДС двигателя;

Уя. - нанряжение на якоре двигателя;

1яНя-падение нанряжения на якорной цепи.

Причем сигнал, пропорциональный падению напряжения па якорной цепи, поступа- ет на инверсный вход операционного усилителя 8 от датчика тока электропривода через резистор 12. Сигнал, пропорциональный напряжению на якоре двигателя, представляет собой среднее значение выходного напряжения им1 ульсного регулятора электропривода. Для его формирования сигналы с выходов импульсного регулятора через последовательно соединенные диод 9 и резистор И, а также диод 10 и резистор 13 поступают соответственно на инверсный и прямой входы операционного ycиv итeля 8, который для получения среднего значения, поступающего от импульсного регулятора сигнала, охвачен отрицательной обратной связью посредством параллельно соединенных резистора 14 и конденсатора 15. Для установки нуля операционного усилителя 8 служит потенциометр 17 и резистор 16.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности привода и механизма за счет срабатывания защиты не только при обрыве цепи тахогенерато- ра, но и при нарушении логики работы схемы управления электропривода.

5

0

о

0

5 5 0

0

Формула изобретения

1. Устройство для защиты электропривода постоянного тока, содержащее последовательно соединенные пороговый элемент с памятью и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик ЭДС двигателя, блок выделения модуля ЭДС двигателя, блок выделения модуля сигнала задания, узел блокировки, узел сравнения, причем выход датчика ЭДС двигателя соединен с входом блока выделения модуля ЭДС двигателя, выход которого соединен с первым входом узла сравнения, вход блока выделения модуля сигнала задания соединен с входом узла блокировки, и с выходом блока задания, а выход блока выделения модуля сигнала задания соединен с вторым входом узла сравнения, выходы узлов блокировки и сравнения соединены с входами порогового элемента с памятью.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик ЭДС содержит операционный усилитель, два диода, резисторы и конденсатор, причем к инверсному входу операционного усилителя подключены последовательно соединенные первый резистор и первый диод в прямом направлении и второй резистор, другой вывод которого образует первый вход датчика ЭДС двигателя, к прямому входу операционного усилителя подключены последовательно соединенные третий резистор и второй диод в прямом направлении, аноды обоих диодов образуют второй вход датчика ЭДС двигателя, а операционный усилитель охвачен отрицательной обратной связью посредством параллельно соединенных четвертого резистора и конденсатора.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел блокировки содержит операционный усилитель, два диода, шесть резисторов и конденсатор, причем к инверсному входу операционного усилителя подключен первый резистор, второй вывод которого подключен к аноду первого диода и к второму резистору, второй вывод которого предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, к прямому вхОлТ.у операционного усилителя подключен третий резистор и четвертый резистор, второй вывод которого предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, второй вывод третьего резистора подключен к катоду второго диода и пятому резистору, второй вывод которого предназначен для подк.тючения к отрицательному полюсу источника питания, катод первого диода соединен с анодом второго диода и с выводом конденсатора, второй вывод которого предназначен для подключения к блоку задания электропривода, операционный усилитель охвачен отрицательной обратной связью

К dctm4UKij тока

посредством шестого резистора, а его выход образует выход узла блокировки.

12 15

Mh14

8

К длоку Выде - .ЛЕния модуля ЭДС

Фиг,. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в замкнутых системах электропривода. Цель изобретения - повышение надежности. Устр-во содержит пороговый элемент (ПЭ) I с памятью, исполнительный элемент 2. Введение датчика 3 ЭДС двигателя, блока 4 выделения модуля ЭДС двигателя, блока 5 выделения модуля сигнала задания, узла 6 блокировки и узла 7 сравнения обеспечивает отключение двигателя от преобразователя при аварийном режиме и аварийное торможение двигателя. В переходных режимах, вызванных изменением величины (знака) напряжения задания, для исключения ложных срабатываний зашиты при подтормаживании узел 6 блокировки блокирует ПЭ 1, формирует задержку, пропорциональную длительности переходного процесса, сигналы поступают на входы операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью. Выходной сигнал операционного усилителя поступает на вход ПЭ 1 и происходит процесс подтормаживания. Привод обеспечивает повышение надежности, кроме того и при нарушениях логики работы схемы управления. 2 3. п. ф-лы. 3 ил. (Л t а со о

К источнику sadQf ufj

27

к пороговому элементу