Электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 H02H5/04 

00

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод сЬдержит электродвигатель, якорная обмотка 1 к-рого подключена к выходу усилителя 5 мощности. Для ограничения длительности работы устройства токо- ограничения при аварийных ситуациях электропривод снабжен контуром ограничения времени работы устройства то- коограничения -с последующим отключением усилителя 5 мощности от источника 2 питания. При нагревании силовых транзисторных ключей 17-20 происходит замер их температуры датчиками 21-24, выявляется более нагретый силовой ключ за счет опроса всех датчиков аналоговым коммутатором 25 и амплитудным дискриминатором 26, через блок 27 памяти и усилитель 28 уменьшается порог срабатывания компаратора 10, что ведет к уменьшению времени срабатьшания устройства токоограничения и предохраняет силовые транзисторные ключи от выхода из строя в результате теплового пробоя. 1 ил. 1C (Л

Uynp

N5

4

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока для защиты силовых ключей от тепло- вого пробоя.

Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, последовательно соединенные источник 2 питания, размыкатель 3, датчик 4 тока, мостовой ключевой транзисторный усилитель 5 мощности, к выходу которого подключена якорная обмотка электродвигателя 1. Первый и второй выходы датчика 4 тока подключены к соответствующим входам дифференциального уси- лителя 6, выход которого через последовательные первый компаратор 7, сглаживающий фильтр 8, интегратор 9 с самовозвратом и второй компаратор 10 соединены с управляющим входом размыкателя 3. Узел 11 управления мостовым ключевь5м транзисторным усилителем 5 мощности выходами подключен к соответствующим первым управляющим входам электронных ключей 12-15, вторые управляющие входы которых объединены и подключены к выходу первого компаратора 7. Второй вход первого компаратора 7 соединен с выходом задатчика 16 уровня ограни- )чения тока. Выходы электронных ключей 12-15 подключены соответственно к управляющим входам силовых тран-- зисторных ключей 17-20 мостового ключевого транзисторного усилителя 5 мощности. Кроме того, электропривод содержит четыре датчика 21-24 температуры, последовательно соединенные аналоговый коммутатор 25, амплитудный дискриминатор 26, блок памяти 27 усилитель 28 и сумматор 29. Генератор 30 импульсов последовательно соединен с распределителем 31 импульсов управления. Датчики 21-24 температур установлены соответственно на каждом из силовых транзисторных ключей 17- 20. Выходы датчиков 21-24 подключены к информационным входам аналогового коммутатора 25. Выход задатчика 32 времени соединен со вторым входом сумматора 29, выход которого подключен ко второму входу второго компаратора 10. Первый и второй выходы распределителя 31 импульсов управле

5 0 5 О д

5

0

НИН соединены с соответствующими управляющими входами аналогового коммутатора 25. Третий выход распределителя 31 импульсов управления подключен ко входу Сброс амплитудного дискриминатора 26. Четвертый выход распределителя 31 импульсов управления соединен со входом Запись блока 27 памяти.

Электропривод pa6otaeT следующим образом.

При нормальной работе системы усилитель мощности 6 - двигатель постоянного тока 1 ток от источника 2 питания течет через размыкатель 3, датчик 4 тока, верхние силовые ключи 17 или 18 транзисторного усилителя 5 мощности, двигатель постоянного тока 11 и нижние силовые ключи 19 или 20 транзисторного усилителя 5 мощности. Напряжение, пропорциональное току в якоре двигателя 1 снимается с датчика 4 тока и через дифференциальный усилитель 6 подается на компаратор 7 с регулируемым задатчи- ком 16 уровня ограничения порогом срабатывания. С компаратора 7 релейный сигнал поступает на первые управляющие входы электронных ключей 12-15, которые управляют прохождени- ем сигнала от узла 11 управления усилителем мощности на силовые транзисторные ключи 17-20 транзисторного- усилителя 5 мощности.

При аварий ситуации в работе двигателя 1 постоянного тока, т.е. при коротком замыкании в цепи якоря электродвигателя или при замыкании одного из выводов электродвигателя на щину общий источник 2 питания, происходит срабатывание компаратора 7, который вьщает сигнал на электронные ключи 12-15, электронные ключи снимают управляюп|ий сигнал с силовых транзисторных ключей усилителя 5 мощности. Аварийный ток резкр уменьшается и компаратор 7 возвращается в исходное состояние, снимая сигнал закрытия с электронных ключей 12-15. В результате этого в замкнутом контуре, образованном датчиком 4 тока, силовыми транзисторными ключами 17-20, источником 2 питания и размыкателем 3, происходит автоколебательный процесс с огран1гчением аварийного тока усилителя 5 мощности на уровне, заданном, задатчиком 16 уровня ограничения тока.

31

Для ограничения длительности работы устройства токоограничения на определенном уровне при аварийных ситуациях электропривод постоянного тока содержит контур ограничения времени работы устройства токоограничения с последующим отключением усилителя 5 мощности от источника 2 питания. Контур состоит из сглаживающего фильтра 8, интегратора 9 с самовозвратом задатчика 32 времени компаратора 10 и размыкателя 3. .

При нормальной температуре силовы транзисторных ключей задатчико 32 времени устанавливается максимальное время -работы устройства токоограничения. Датчики температуры 21-24 измеряют температуру каждого силового транзисторного ключа 18-20 в отдельности. Выходы датчиков температуры 21-24 соединены с информационными входами аналогового коммутатора 25. Генератор 30 импульсов вьфабатывает прямоугольные импульсы высокой частоты, которые преобразуются распределителем 31 импульсов управления в двоичные импульсы управления аналоговым коммутатором, импульсы сброса для амг6:итудного дискриминатора 26 и импульсы записи для блока 27 памяти. По сигналам с управляющих выходов распределителя 31 аналоговый коммутатор 25 поочередно соединяет со входом амплитудного дискриминатора 26 каждый из выходов датчиков температуры 21-24. Амплитудный дискриминатор 26 определяет и запоминает наибольшую амплитуду аналоговог .сигнала, поступающего с датчика температуры и соответствующего наибольшей температуре силового транзистор- ного ключа в данный цикл опроса датчиков температуры 21-24. По окончании опроса датчиков температуры и после определения и запоминания наибольшей амплитуды сигнала распределитель 31 импульса управлени выдает сигнал Запись на блок 27 памяти для занесения, максимальной амплитуды сигнала амплитудного дискриминатора 26, а также сигнал Сброс на обнуление амплитудного дискрими- н атора 26 для подготовки его к следующему циклу опроса датчиков температуры. Сигнал с блока 27 памяти через усилитель 28 подается на вход сумматора 29, уменьшая порог сраба- тьгоания компаратора 10. В результате

время срабатьтания устройства ограничения времени снижается пропорционально увеличению температуры силовых транзисторных ключей 17-20, что исключает выход их из строя за счет теплового пробоя, что повьш1ает надежность электропривода.

Формула из об р е т е н и я

5

0

5

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, последовательно соединенные источник питания, размыкатель, датчик тока, мостовой ключевой транзисторный усилитель мощности, к выходу которого подключена якорная обмотка электродвигателя, первый и второй выходы датчика тока подключены к соответствующим входам дифференциального усилителя, выход которого через последовательно включенные первый компаратор, сглаживающий фильтр, интет- ратор с самовозвратом и второй компаратор соединен с управляющим входом размыкателя, узел управления мостовым ключевым транзисторным усилителем мощности, вход которого является

входом электропривода, а выходы

подключены к соответствующим первым управляющим входам электронных ключей, вторые управляющие входы которых объединены и подключены к выходу первого компаратора, вторьм входом соединенного с выходом задатчика уровня ограничения тока, выходы электронных ключей подключены соответственно к управляющим входам силовых транзисторных ключей мостового ключевого транзисторного усилителя мощности, и задатчик времени, отличающийся тем, что, с целью поВьштения надежности, в него введены четьфе датчика температуры, последовательно соединенные аналоговый коммутатор, амплитудньпЧ дискриминатор, блок памяти, усилитель и

сумматор, а также последовательно включенные генератор импульсов и распределитель импульсов управления, датчики температуры установлены соответственно на каждом из силовых транзисторных ключей мостового ключевого транзисторного усилителя мощности, выходы датчиков температуры подключены к информационным входам аналогового коммутатора, выход зал,«-1- чика времени соединен с вторым вхо5 1А3102Д. 6

дом сумматора, выходом подключеннымвыход распределителя импульсов уп- к второму входу второго компаратора,равления подключен ко входу Сброс первый и второй выходы распределите-амплитудного дискриминатора, четяер- ля импульсов управления соединены сg тый выход распределителя импульсов соответствующими управляющими вхо-управления соединен с входом Садами аналогового коммутатора, третийпись блока памяти.