Электропривод постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P5/06 

J -tf

SS

Ё

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных электроприводах с регулируемой скоростью вращения. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости. Для этого в электропривод введены дополнительный компаратор 7, два элемента ИЛИ 8 и 9, одновибратор 10 и второй задатчик 11, задающий верхний предел изменения скорости. Введение дополнительного компаратора 7 позволяет управлять силовым ключом 2 с использованием информации о токе в обмотке двигателя во время подключения двигателя к источнику питания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

сд

00 00 03

ся

Фиг.1

3 - 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и приборостроения для регулирования скорости вращения электродвигателей постоянного тока малой мощности с постоянным магнитом или для двигателей, имеющих электромагнит с независимым возбуждением.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости.

На фиг, 1 представлена блок-схема

электропривода; на фиг. 2 - временные jc входе компаратора 7 до заданной ведиаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, силовой ключ 2, включенный последовательно между обмоткой электродвигателя и первой клеммой 3 источника питания, основной компаратор 4, первый вход которого связан с точкой соединения силового ключа 2 и электродвигателя 1, а второй соединен с выходом первого задатчика 5, и двухполюсник 6, дополнительный компаратор 7, два элемента ИЛИ 8 и 9, одновибратор 10 и второй эадатчик 11, при этом двухполюсник 6 включен последовательно между обмоткой электродвигателя 1 и второй клеммой 12 источника питания, один вход первого элемента ИЛИ 8 подключен к точке соединения электродвигателя 1 с двухполюсником 6, другой вход - к выходу основного компаратора 4, а выход первого элемента ИЛИ 8 соединен с первым входом дополнительного компаратора 7, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика 11,выход дополнительного компаратора 7 соединен непосредственно с входом силового ключа 2 и через одновибратор 10 с одним из входов второго элемента ИЛИ 9, включенного между точкой соединения силового ключа 2 с электродвигателем 1 и первым входом основного компаратора.

В частном варианте изобретения основной и дополнительный компараторы могут быть выполнены по схеме триггера Шмитта с суммированием входных сигналов.

Электропривод работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения происходит начальное отпирание силового ключа 2 и обеспечиваются запуск двигателя 1 и одновременное появление

20

25

30

35

40

45

50

55

личины компаратор переходит в устойчивое положение, при этом происходит запирание силового ключа 2. После за пирания ключ 2 в обмотке якоря элект родвигателя на время 1 мс возникает импульс ЭДС самоиндукции, за счет которого на это время компенсируется напряжение, вырабатываемое двигателем (фиг. 2в).

Для предотвращения срабатывания компаратора 4 в момент появления импульса ЭДС самоиндукции в схему введен одновибратор (10), который при срабатывании компаратора 7 запускает ся (фиг. 2г) и подает блокирующий им пульс длительностью, несколько большей 1 мс, через первый вход схемы ИЛИ 9 на вход компаратора 4, исключа его преждевременное срабатывание. После этого на обмотке якоря электродвигателя и на входе компаратора 4 через второй вход схемы ИЛИ 9 появля ется напряжение, пропорциональное скорости его вращения (фиг. 2в), которое продолжает поддерживать компаратор 4 в возбужденном положении. Пр вращении двигателя пс инерции происходит его торможение и снижение вырабатываемого им напряжения. При снижении этого напряжения до порога срабатывания компаратор 4 переходит в свое устойчивое положение (фиг. 2д). Выходное напряжение компаратора 4 через схему ИЛИ 9 подается на вход компаратора 7, переводя его в возбужденное состояние, в результате чего открывается силовой ключ 2 и на двигатель 1 подается напряжение источника питания, а компаратор 4 пере ходит в возбужденное состояние.

В результате описанных процессов дополнительный компаратор 7 управляется напряжением, изменяющимся пропорционально величине тока, протекаю

напряжений на входах компараторов 4 и 7 выше пороговых значений (фиг. 2а, 2в). Компараторы 4 и 7 устанавливаются в возбужденное (неустойчивое) положение. Напряжение с выхода компаратора 7 (фиг. 26) отпирает силовой ключ 2, обеспечивая постоянное напряжение на обмотке якоря двигателя (фиг. 2в). По мере разгона двигателя ток, протекающий через обмотку якоря и двухполюсник 6, и напряжение на этом двухполюснике уменьшаются (фиг. 2а). При уменьшении напряжения на

0

5

0

5

0

5

0

5

личины компаратор переходит в устойчивое положение, при этом происходит запирание силового ключа 2. После запирания ключ 2 в обмотке якоря электродвигателя на время 1 мс возникает импульс ЭДС самоиндукции, за счет которого на это время компенсируется напряжение, вырабатываемое двигателем (фиг. 2в).

Для предотвращения срабатывания компаратора 4 в момент появления импульса ЭДС самоиндукции в схему введен одновибратор (10), который при срабатывании компаратора 7 запускается (фиг. 2г) и подает блокирующий импульс длительностью, несколько большей 1 мс, через первый вход схемы ИЛИ 9 на вход компаратора 4, исключая его преждевременное срабатывание. После этого на обмотке якоря электродвигателя и на входе компаратора 4 через второй вход схемы ИЛИ 9 появляется напряжение, пропорциональное скорости его вращения (фиг. 2в), которое продолжает поддерживать компаратор 4 в возбужденном положении. При вращении двигателя пс инерции происходит его торможение и снижение вырабатываемого им напряжения. При снижении этого напряжения до порога срабатывания компаратор 4 переходит в свое устойчивое положение (фиг. 2д). Выходное напряжение компаратора 4 через схему ИЛИ 9 подается на вход компаратора 7, переводя его в возбужденное состояние, в результате чего открывается силовой ключ 2 и на двигатель 1 подается напряжение источника питания, а компаратор 4 переходит в возбужденное состояние.

В результате описанных процессов дополнительный компаратор 7 управляется напряжением, изменяющимся пропорционально величине тока, протекаю

51

щего через обмотку якоря электродвигателя, и обратно пропорционально скрости вращения двигателя. При уменьшении тока и падении напряжения на двухполюснике 6 до величины порога срабатывания дополнительного компаратора 7 компаратор 7 срабатывает, снимая напряжение питания с электродвигателя. Основной компаратор 4 управл ется напряжением, вырабатываемым элетродвигателем 1 после отключения его от источника питания за счет вращения якоря двигателя в поле постоянного магнита. При снижении этого напряжения до заданной величины основной компаратор 4 срабатывает и переводит компаратор 7 в положение, обеспечивающее подачу питания на электродвигатель. Этот процесс работы повторяется, регулируя скорость вращения элекродвигателя и поддерживая ее в заданных пределах (фиг. 2е).

Таким образом построение схемы электропривода постоянного тока с получением информации о скорости вращения как в паузах между подключением двигателя к источнику питания по величине напряжения, вырабатываемого двигателем, работающим во время этих интервалов как генератор, так и при подключении двигателя к источнику питания по величине тока, протекающего через обмотку двигателя позволяет использовать полный вращающий момент двигателя и расширить диапазон регулирования скорости. Формула изобретения

5

.0

20

5

0

5

ключ, включенный последовательно между обмоткой электродвигателя и первой клеммой источника питания, основной компаратор, первый вход которого связан с точкой соединения силового ключа и электродвигателя, а второй соединен с выходом первого задатчика и двухполюсник, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, в него введены дополнительный компаратор, два элемента ИЛИ, одновибратор и второй задатчик, при этом двухполюсник включен последовательно между обмоткой электродвигателя и второй клеммой источника питания, один вход первого элемента ИЛИ подключен к точке соединения электродвигателя с двухполюсником, другой вход - к выходу основного компаратора, а выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом дополнительного компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, а выход дополнительного компаратора соединен непосредственно с входом силового ключа и через одновибратор с одним ич входов второго элемента ИЛИ, включенного между точкой соединения силового ключа с электродвигателем и первым входом основного компаратора.

UR-I9B