Устройство для регулирования тока якоря электродвигателя Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам постоянного тока с тиристорными преобразователями.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности, надежности и упрощение гальванической развязки.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство для регулирования тока якоря электродвигателя содержит тиристорный преобразователь 1, предназначенный для подключения к якорной цепи электродвигателя 2, датчик 3 якорного тока, операционный усилитель 4 с конденсатором 5 в цепи обратной связи, резисторы 6 и 7, одни выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу операционного усилителя 4, / 5-триггер 8, первый выход которого соединен с управляющим входом тиристор- ного преобразователя 1 и управляющим входом первого ключа 9, подключенного параллельно второму операционному усилителю 10 с конденсатором 11 в цепи обратной связи. Второй выход / 5-триггера 8 соединен с управляющим входом второго ключа 12, .подключенного параллельно первому операционному усилителю 4, выход которого соединен с входом первого компаратора 13, выход которого соединен с первым входом / 5-триггера 8. Второй вход / 5-триггера 8 подключен к выходу второго компаратора 14 вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя 10. Одни выводы третьего 15 и четвертого 16 резисторов объединены и подключены к инвертирующему входу второго операционного усилителя 10, другой вывод третьего резистора 15 соединен с другим выводом первого резистора 6 и выходом первого формирователя 17 импульсов, вход которого образует вход устройства. Другой вывод второго резистора 7 соединен с другим выводом четвертого резистора 16 и выходом второго формирователя 18 импульсов, вход которого подключен к выходу датчика 3 тока.

Устройство работает следующим образом.

На формирователь 17 импульсов с входа устройства поступает сигнал в виде частоты импульсов, пропорциональный величине заданного тока якоря электродвигателя 2.

10

15

20

по ним импульсов тока, одинаковых по продолжительности и величине с импульсами тока на резисторах 6 и 15, но противоположной полярности. В итоге конденсаторы 5 и 11 получают за время t заряды, равные

(/iT./-/2T-/)d

где i - ток, обусловленный прохождением импульсов через резисторы 6, 7, 15 и 16;

т - продолжительность импульса; fi - частота импульсов на входе устройства;

/2- частота импу.льсов с датчика 3 тока. При незначительном изменении частоты импульсов за время t

Q,T././(/,-/2).

операционные усилители 4 и 10 с конденсаторами 5 и 11 в цепи обратной связи представляют собой интеграторы. При закрытом ключе 12 и открытом ключе 9 выходное напряжение операционного усилителя 4 нарастает до момента срабатывания компаратора 13. Сигнал с компаратора 13 устанавливает ./ 5-триггер 8. При этом ключ 12 открывается, а ключ 9 закрывается. Напряжение на выходе операционного усилителя 10 нарастает до момента срабатывания компаратора 14. Сигнал с компаратора 14 устанавливает / 5-триггер 8, открывается ключ 9, закрывается ключ 12. Процесс повторяется.

Пороговое напряжение срабатывания компараторов 13 и 14 определяет максимальный заряд конденсаторов 5 и 11. Частота импульсов на одном из выходов / 5-тригге- ра 8 равна

f l L- iil/L-z/) 2tk 2 д„,

где tk - время заряда конденсаторов 5 и 11. Эта частота поступает на вход тиристорного д... преобразователя 1.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тока якоря электродвигателя, содержащее тиристор25

30

35

С выхода формирователя 17 импульсы, оди- нь(й преобразователь, предназначенный для

наковые по продолжительности и по величине напряжения, поступают на резисторы 6 и 15, обуславливая протекание по ним импульсов тока, одинаковых по продолжительности и по величине. На вход формирователя 18 импульсов с датчика 3 тока якоря поступает сигнал в виде частоты импульсов, пропорциональной величине тока, протекающего в якорной цепи электродвигателя 2. С формирователя 18 импульсы, одинаковые по продолжительности и по напряжению с импульсами формирователя 17, но противоположные по полярности, поступают на резисторы 7 и 16, обуславливая протекание

10

15

0

по ним импульсов тока, одинаковых по продолжительности и величине с импульсами тока на резисторах 6 и 15, но противоположной полярности. В итоге конденсаторы 5 и 11 получают за время t заряды, равные

(/iT./-/2T-/)d

где i - ток, обусловленный прохождением импульсов через резисторы 6, 7, 15 и 16;

т - продолжительность импульса; fi - частота импульсов на входе устройства;

/2- частота импу.льсов с датчика 3 тока. При незначительном изменении частоты импульсов за время t

Q,T././(/,-/2).

операционные усилители 4 и 10 с конденсаторами 5 и 11 в цепи обратной связи представляют собой интеграторы. При закрытом ключе 12 и открытом ключе 9 выходное- напряжение операционного усилителя 4 нарастает до момента срабатывания компаратора 13. Сигнал с компаратора 13 устанавливает ./ 5-триггер 8. При этом ключ 12 открывается, а ключ 9 закрывается. Напряжение на выходе операционного усилителя 10 нарастает до момента срабатывания компаратора 14. Сигнал с компаратора 14 устанавливает / 5-триггер 8, открывается ключ 9, закрывается ключ 12. Процесс повторяется.

Пороговое напряжение срабатывания компараторов 13 и 14 определяет максимальный заряд конденсаторов 5 и 11. Частота импульсов на одном из выходов / 5-тригге- ра 8 равна

f l L- iil/L-z/) 2tk 2 д„,

где tk - время заряда конденсаторов 5 и 11. Эта частота поступает на вход тиристорного д... преобразователя 1.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тока якоря электродвигателя, содержащее тиристор5

0

35

нь(й преобразователь, предназначенный для

подключения к якорной цепи электродвигателя, датчик якорного тока, операционный

усилитель с конденсатором в цепи обратной

связи и два резистора, одни выводы которых

объединены, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, надежности и упрощения гальванической развязки, в него введены два формирователя импульсов, два резистора, второй операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной

связи, два управляемых ключа, два компаратора и / 5-триггер, первый выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя и управляющим входом первого ключа, подключенного параллельно второму операционному усилителю, второй выход / 5-триггера соединен с управляющим входом второго ключа, подключенного параллельно первому операционному усилителю, выход которого соединен с входом первого компаратора, выход которого подключен к первому входу / 5-триггера, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, вход которого подключен к выходу второго операционного усилителя, одни выводы третьего и четвертого резисторов объединены и подключены

к инвертирующему входу второго операционного усилителя, другой вывод третьего резистора соединен с другим выводом первого резистора и выходом первого формирователя

импульсов, вход которого образует вход устройства, другой вывод второго резистора соединен с другим выводом четвертого резистора и выходом второго формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом датчика тока, а объединенные выводы

первого и второго резисторов подключены к инвертируемому входу первого операционного усилителя.

Изобретение относится к электротехнике, и может быть иснользовано в электроприводе ностоянного тока. Целью изобретения является новьинение номехозан;и1цен- ности, надежности и упрощение гальванической развязки. Устройство содержит формирователь 17 имнульсов, на вход которого подается сигнал задания тока якоря э/юкт- родвигателя 2. На вход формнроваге.чя 18 импульсов поступают сигпа.чы с выхода датчика 3 тока. На инвертируюп1,их входах операционных усилителей 4, 10 имнульсы суммируются. При достижении порога срабатывания комнаратора 13 или 14 триггер 8 устанавливается в соответствующее состояние и на вход тиристорного преобразователя 1 поступают импульсы управ.чения с частотой, пропорциопалыюй сигналу рассогласования. 1 ил. S (Л с оо о со 00