Устройство для определения динамических режимов электродвигателя Советский патент 1989 года по МПК H02P5/06 

Ј 1 Ј

оо

to

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 18 импульсов, ключ 17, вторую логическую ячейку 2 ИЛИ 16 и второй триггер 14. Второй вход триггера 14 соединен с выходом ячейки 3 И 9. Второй вход ячейки 2 ИЛИ 16 соединен с выходом ячейки 3 И 10. Управляющий вход ключа 17 соединен с датчиком тока 1. В данном устройстве формируется потенциальный сигнал наличия статической нагрузки во всем интервале ее приложения. 1 ил.

14)

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах и является усовершенствованием устройства по авт. св. У 1272445

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

На чертеже приведена схема уст- ройства.

Устройство для определения динамических режимов электродвигателя содержит датчик 1 тока и датчик 2 скорости, первый дифференциатор 3, соединенный с датчиком 2 скорости, второй дифференциатор 4, соединенный с датчиком 1 тока, первьй 5 и второй 6 аналоговые инверторы, первую 7 и вторую 8 логические ячейки 2И, первую 9 и вторую 10 логические ячейки ЗИ. При этом выход дифференциатора 3 соединен непосредственно с первыми входами ячеек 7 и 10 и через инвертор 5 с первыми входами ячеек 9 и 8, а выход дифференциатора 4 соединен непосредственно с вторыми входами ячеек 7 и 9 и через инвертор 6 с вторыми входами ячеек

8И 10. Кроме ТОГО, УСТРОЙСТВО СО-

держит логическую ячейку 2ИЛИ 11, входы которой соединены с выходами ячеек 7 и 8, логическую ячейку 2ИЛИ-НЕ 12, входы которой соединены с выходами дифференциатора 3 и инвер- тора 5, а также триггер 13 с раздельными входами. Причем вход сброса триггера 13 соединен с выходом ячейки 12, установочный вход - с выходом ячейки 11, а инверсный выход триггер 13 соединен с третьими входами ячеек

9и 10. Второй триггер 14 с раздельными входами, прямой выход которого соединен с выходной клеммой 15 устройства, соединен установочным вхо- дом с выходом первой 9 ячейки ЗИ, а входом сброса - с выходом второй 16 логической ячейки 2ИЛИ,первьй вход которой соединен с выходом второй 10 ячейки ЗИ, а второй - через ключевой элемент 17 с выходом генератора 18 импульсов, причем управляющий вход ключевого элемента 17 подключен к выходу датчика 1 тока.

Устройство работает следующим об- разом.

Сигнал, пропорци&нальный току электродвигателя, получают на выходе датчика 1 тока. Сигнал, пропорциональный скорости электродвигателя, получают на выходе датчика 2 скорост и дифференцируют при помощи дифференциатора 3, получая сигнал приращения скорости. Выходной сигнал датчика 1 тока дифференцируют при помощи дифференциатора 4, получая сигнал приращения тока.

Динамические режимы электродвигателя характеризуются следующими соотношениями изменений тока и скорости, т.е. соответствующими знаками приращений режим пуска - нарастание тока и скорости, т.е. положительные приращения тока и скорости; режим наброса статической нагрузки - нарастание тока и спадание скорости, т.е. положительное приращение тока и отрицательное приращение скорости; режим снятия статической нагрузки - спадание тока и нарастание скорости, т.е« отрицательное приращение тока и положительное приращение скорости; режим торможения - реверс тока и спадание скорости, т.е. отрицательные приращения тока и скорости.

Для приведения приращений к одному знаку используют аналоговые инверторы 5 и 6 .Выделение сочетаний приращений тока и скорости осуществляется логическими ячейками 2Ии ЗИ7-1 0.Логические сигналы, соответствующие определенным динамическим режимам электродвигателя, снимаются с выходов логических ячеек (клеммы a,b,c,d).Ячейки 11 и 12,а также триггер 13 служат для предотвращения появления ложных сигналов динамических режимов наброса и снятия статической нагрузки при пуске и торможении элект- - родвигателя,,

Формирование логического сигнала наличия статической нагрузки электродвигателя на выходной клемме 1 5 устройства осуществляется триггером 14,запуск которого производится импульсным логическим сигналом Наброс нагрузки,поступающим с клеммы Ь.Для сброса триггера 1 14 в исходное состояние используют вторую логическую ячейку 2ИЛИ 16,осуществляющую логическое суммирование сигналов: импульсного логического сигнала Снятие нагрузки, поступающего с клеммы импульсного сигнала с выхода ключевого элемента 17.

Ключевой элемент 17 осуществляет коммутацию импульсов генератора 18 импульсов в зависимости от наличия сигнала с датчика 1 тока. Ключевой

314

элемент 17 и генератор 18 импульсов служат для установки второго триггера 14 в исходное состояние при включении устройства, а также в режимах снятия статической нагрузки электродвигателя при его торможении, что повышает надежность работы устройства.

При отсутствии тока электродвигателя (в реальном электродвигателе при токе холостого хода) ключевой элемент 17 открыт и импульсы с выхода генератора 18 поступают на вход сброса второго триггера 14, подтверж дая его исходное состояние, при котором на выходе устройства (клемма 15) действует сигнал Логический нуль. При появлении тока электродвигателя на выходе датчика 1 тока появляется сигнал, запирающий ключевой элемент 17,и подача импульсов на вход сброса второго триггера 14 прекращается.

При пуске электродвигателя положительное приращение тока с выхода дифференциатора 4 поступает непосредственно на второй вход ячейки 7. Кроме того, положительное приращение скорости с выхода дифференциатора 3 поступает на первый вход ячейки 7. Превышение сигналами, поступающими н входы ячейки 7, уровня срабатывания вызывает появление на ее выходе а логического сигнала, соответствующего динамическому режиму пуска электродвигателя. Этот сигнал поступает также на вход ячейки 11, вызывая появление на ее выходе сигнала Логическая единица, что в свою очередь приводит к переключению триггера 13 и появлению на его выходе сигнала Логический нуль, который блокирует по третьим входам ячейки 9 и 10, предотвращая срабатывание ячейки 10 в конце режима пуска. Исчезновение сигнала с выхода дифференциатора 3 приводит к появлению сигнала Логическая единица на выходе ячейки 12 и перебросу триггера в исходное состояние.

При разбросе статической нагрузки положительное приращение тока с выхода дифференциатора 4 поступает непосредственно на второй вход ячейки 9. Кроме того, отрицательное приращение скорости с выхода дифференциатора 3 через аналоговый инвертор 5 поступает на первьй вход ячейки 9, при

o

0

5

с

0

5

0

5

0

5

этом на выходе триггера 13 действует сигнал Логическая единица, разрешающий работу,ячеек 9 и 10. Наличие трех сигналов Логическая единица на входах ячейки 9 приводит к появлению сигнала Логическая единица на ее выходе. Этот сигнал поступает на установочный вход второго триггера 14, вызывая его переключение, при этом на выходе устройства (клемма 15) появляется сигнал Логическая единица, свидетельствуя о наличии статической нагрузки электродвигателя.

При снятии статической нагрузки положительное приращение скорости с выхода дифференциатора 3 поступает непосредственно на первый вход ячейки 10. Кроме того, отрицательное приращение тока, с выхода дифференциатора 4, через аналоговый инвертор 6 поступает на второй вход ячейки 10. На выходе g триггера 13, а следовательно, и на третьем входе ячейки 10 действует сигнал Логическая единица1.1. Наличие трех сигналов Логическая единица на входах ячейки 10 приводит к появлению нз ее выходе сигнала Логическая единица, который поступает на вход сброса второго триггера 14 через ячейку 16, вызывая его переключение в исходное состояние. При этом на выходной клемме 15 устройства появляется сигнал Логический нуль, свидетельствуя об отсутствии статической нагрузки.

В режиме торможения электродвигателя отрицательные приращения тока и скорости с выходов дифференциаторов 4 и 3 соответственно поступают на входы ячейки 8 через аналоговые инверторы 6 и 5. Цепочка блокировки, включающая ячейки 11, 12 и триггер 13, работает аналогично.

В реальных системах электропривода иногда встречается режим, когда

снятие статической нагрузки происхо- i

пит на интервале торможения двигателя. В этих случаях с началом торможения отрицательные приращения тока и скорости с выходов дифференциаторов 4 и 3 через аналоговые инверторы 6 и 5 соответственно поступают на входы ячейки 8, что приводит к появлению на ее выходе сигнала Логическая единица. При этом на выходе ячейки 11 появляется сигнал Логическая единица , что в свою очередь

приводит к переключению триггера 13 и появлению на его выходе сигнала Логический нуль, который блокирует по третьему входу ячейку 10, предотвращая ее срабатывание, несмотря на наличие сигначов Логическая единица на двух других ее входах, обусловленных снятием статической нагрузки. Поэтому при снятии статической нагрузки на интервале торможения на выходе ячейки. 10 отсутствует импульс, перебрасывающий второй триггер 14 в исходное состояние, при

этом на выходе устройства (клемма 15) 15 кое состояние триггера 14 возможно

ложный сигнал Логичес- ,

действует

кая единица при отсутствии статической нагрузки электродвигателя.

Для предотвращения подобных режимов зависания второго триггера 14, а также для установки его в исходное состояние при включении питания устройство содержит генератор 18 импульсов и ключевой элемент 17, управляющий вход которого подключен к выходу датчика 1 тока, а выход - через ячейку 16 к выходу сброса второго триггера 14. Таким образом, при снижении выходного сигнала датчика 1 то ка до уровня, соответствующего току холостого хода двигателя, ключевой элемент 17 открывается и пропускает импульсы с выхода генератора 18 на вход сброса второго триггера 14, возвращая его в исходное состояние.

Расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в том, что наряду с импульсными сигналами, формируемыми в моменты пуска, торможения, наброса и снятия статической нагрузки (клеммы a-d) формируется логический потенциальный сигнал наличия статической нагрузки на всем интервале ее приложения, с момента ее наброса до момента снятия, действующего на выходе устройства (клемма 15), достигается введением второго триггера с раздельными входами, прямой вход которого соединен с выходной клеммой устройства, ус

тановочный вход соединен с выходом первой логической ячейки ЗИ, а вход сброса - через вторую логическую ячейку 2ИЛИ с выходом второй логической ячейки ЗИ.

Повышение надежности работы устройства заключается в устранении зависания второго триггера 14 в состоянии, при котором на его выходе, а следовательно, и на выходной клемме 15 устройства действует сигнал Логическая единица при отсутствии статической нагрузки двигателя. Та- i

при первоначальном включении устройства, а также при снятии статической нагрузки в режиме торможения двигателя. Повышение надежности работы

устройства достигается введением генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом второй логической ячейки 2ИЛИ через ключевой элемент, управляющий вход которого

подключен к выходу датчика тока.

Формула изобретения

Устройство для определения динамических режимов электродвигателя по авт. св. № 1272445, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него дополнительно введены второй триггер с раздельными входами, вторая логическая ячейка 2ИЛИ, ключевой элемент и генератор импульсов, выход которого соединен через ключевой элемент,

управляющий вход которого подключен к выходу датчика тока, с первым входом второй ячейки 2ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом второй логической ячейки ЗИ, а выход - с входом сброса второго триггера, уста- новочный вход которого подключен к выходу первой логической ячейки ЗИ, при этом прямой выход второго триггера соединен с выходной клеммой

устройства.