Устройство для регулирования тока электродвигателя Советский патент 1990 года по МПК H02P5/16 

I Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дискретного регулирования тока электродвигателя.

Цель изобретения - повышение качества потребляемого тока за счет Уменьшения диапазона измерения частоты регулирования.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит ключ 1 и измерительный преобразователь 2 гока, Предназначенные для включения в якорную цепь электродвигателя 3. Выход измерительного преобразователя 2 тока через последовательно соединенные формирователь 4 пилообразного напряжения компаратор 5 и триггер 6 соединен с первым входом логического элемента и 7, второй вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя 2 тока. К второму компаратора 5 подключен источник 8 опорного напряжения, а вход управления ключа 1 соединен с выходом усилителя 9 мощности. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй триггер 10, .частотно-аналоговый преобразователь 11 и узел 2 регулируемой задержки. Одновибратор 13 входом соединен с выходом измерительного преобразователя 2 тока, а выходом- С вторым входом первого триггера 6, первый вход которого подключен к первому входу второго триггера 10. Второй вход второго триггера 10 соединен с выходом логического элемента И 7, а выход триггера 10 подключен к второму входу узла 12 регулируемой задержки, выходом соединенным с входом усилителя 9 мощности.

Устройство работает следующим об- разом.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В начальный момент пуска ток двигателя равен нулю и измерительный преобразователь 2 тока генерирует пульсное напряжение 14(фиг,2) прямоугольной формы с начальной частотой колебаний Г0.

Импульсное напряжение 14 поступает на входы формирователя 4 пилообразного напряжения, одновибратора 13, логического элемента И 7.

За полупериод напряжения 14 формируется пилообразное напряжение 15, которое поступает на вход компаратора 5, где происходит сравнение с опорным напряжением Uon,, соответствующим току уставки. При напряжении 15 7UoR. на выходе компаратора 5 формируется логическая 1 напряжения 16, которая., поступая на входы триггеров 6 и 10, устанавливает их в одно устойчивое состояние. 17-напряжение с выхода одновибратора 13, 18 - напряжение с выхода триггера 6.

Как следует из временной диаграммы (фиг. 2), напряжение 19 на выходе элемента 7 соответствует логическому О, напряжение 20 на выходе триггера 10 устанавливается равным нулю.

Напряжение 20 поступает на частотно-аналоговый преобразователь 11 и узел 12 регулируемой задержки, Напряжение 21 на выходе частотно-аналого- , вого преобразователя 11 в момент пуска равно нулю, поскольку в течение первого периода регулирования информация по текущему значению частоты регулирования на вход преобразователя 2 не поступает.

Выходное напряжение 22 узла 12 регулируемой задержки, равное логической 1, через усилитель 9 поступает на управляемый ключ 1 и открывает его, Первый импульс напряжения 22 идентичен инвертированному импульсу напряжения 20.

5

После пуска двигателя 3 из непод- вижного состояния ток 23 двигателя 3 и частота импульсов напряжения 14 увеличиваются. Амплитуда пилообразного напряжения 15 уменьшается и при компаратор 5 прекращает формирование импульсов напряжения 16 и оно равно 1,

Импульсами напряжения 14 запускается одновибратор 13, напряжение 17 с выхода одновибратора 13 устанавливает триггер 6 в другое устойчивое положение, при котором напряжение 18 равно 1. На вход триггера 10 пос тупают импульсы напряжения 14 измерительного преобразователя 2 тока через логический элемент И 7 (напряжения 14, 18 и 19).

Триггер 10 устанавливается в другое устойчивое состояние с логическим напряжением 20 на выходе, равным I. Величина выходного напряжения 21 частотно-аналогового преобразователя 11 остается неизменной, как следует из временной диаграммы (фиг. 2), Напряжение 22 становится равным О, совпадает во времени с инвертированным напряжением 20 и через усилитель 9 закрывает ключ 1.

Ток 23 якоря и частота импульсов напряжения 14 уменьшаются, амплитуда напряжения 15 увеличивается и при 15/-Uon на выходе компаратора 5 формируется импульс напряжения 16, устанавливающий триггеры 6 и 10 в первоначальное состояние.

Таким образом, на первоначальную частоту коммутации управляемого ключа 1 последовательно включенные частотно-аналоговый преобразователь 11 и узел 12 регулируемой задержки влияния не оказывают импульсы напряжения 22 на выходе узла 12 идут без задержки относительно импульсов напряжения 20. Первоначальная частота коммутации ключа 1 определяется шириной зоны гистерезиса компаратора 5 и запаздыванием управляющих сигналов на включение и выключение ключа 1, которое зависит от взаимного расположения импульсов 14 измерительного преобразователя 2 тока и момента достижения регулируемым током 23 уровня тока уставки 1у. Как это следует из времен ных диаграмм (фиг. 2), для импульсов напряжения 14 и регулируемого тока 23 величина запаздывания может изменять347296

ся от полупериода до периода следования импульсов напряжения 14.

С увеличением частоты регулирова- ,ния тока якоря двигателя 3 выходное напряжение 21 частотно-аналогового преобразователя 11 увеличивается и пропорционально возрастает длительность задержки управляющего сигнала 10 22 относительно 20 на промежуток времени t (фиг. 2). При этом частота регулирования тока якоря будет незначительно отличаться от значения частоты в установившемся режиме работы.

15 Устройство обеспечивает повышение качества потребляемого тока, что достигается обеспечением практическими постоянной частоты коммутации полупроводникового ключа, которая ограни- 20 чивается на уровне, допустимом коммутационными свойствами управляемого ключа и энергетикой системы, при сохранении положительных свойств релейного способа регулирования. В резуль- 25 тате улучшаются условия работы фильт- ров, снижаются их массогабаритные показатели.

При применении предлагаемого уст- 30 ройства, в частности для регулирования тока двигателя электроподвижного состава, уменьшается воздействие мощной импульсной нагрузки на устройства сигнализации и связи.

35

Формула изобретения

Устройство для регулирования тока электродвигателя, содержащее управляемый ключ и измерительный преобразователь тока, предназначенные для включения в якорную цепь электродвигателя, выход измерительного преобразователя тока через последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, компаратор и триггер соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу измерительного преобраэователя тока, к второму входу компаратора подключен источник опорного напряжения, а вход управления ключа соединен с выходом усилителя мощности, отличающееся тем, что

с целью повышения качества потребляемого тока за счет уменьшения диапазона изменения частоты регулирования, в него введены последовательно соединенные второй триггер, частотно ана-

лотовый преобразователь и узел регулируемой задержки, а также однонибра- тор, входом соединенный с выходом измерительного преобразователя тока, а выходом - с вторым входом первого триггера, первый вход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом логического элемента И, а выход подключен к второму входу узла регулируемой задержки, выходом соединенным с входом усилителя мощности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дискретного регулирования тока электродвигателя. Целью изобретения является повышение качества потребляемого тока за счет уменьшения диапазона изменения частоты регулирования. Устройство содержит управляемый ключ 1 и измерительный преобразователь 2 тока, предназначенные для подключения в якорную цепь электродвигателя. На компараторе 5 происходит сравнение опорного напряжения, пропорционального току уставки, с выходным сигналом формирователя 4 пилообразного напряжения, частота которого зависит от измеренного тока двигателя. С увеличением частоты регулирования тока якоря выходное напряжение частотно-аналогового преобразователя 11 увеличивается и пропорционально возрастает длительность задержки управляющего сигнала за счет введения узла 12 задержки. При этом обеспечивается практически постоянная частота коммутации ключа 1 при сохранении преимуществ релейного способа регулирования. 2 ил.

фиг. I