Устройство управления двигателем постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК H02P5/16 H02H7/12 

ший вход подключен к выходу элемента ИЛИ входы которого подключены к выходам компараторов. В предложенном устройстве исключается возможность появления токов короткого замыкания при реверсе двигателя, вследствие чего ограничивающие его величину сопротивления могут быть изъяты из ус1 ройства. Это приводит к повышению к.п.д., к уменьшению веса и габаритов устройства управления двигателем постоянного тока. Введение в предложенное устройство сум матора, один вход которого подключен к вы ходу вентильного преобразователя, другой вход - к выходу задатчика скорости, а выход - ко входу ключа, позволяет осушест вить отрицательную связь по скорости вращения, которая увеличит жесткость механических характеристик двигателя. На фиг. 1 приведена функциональная схе ма предложенного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема реверсивного вентиль ного преобразователя; на фиг, 3 - временные диаграммы напряжений на выводах соот ветствуюших элементов. Предлагаемое устройство упраьпения дви гателем постоянного тока (см. фиг. 1) состоит из формирователя 1 опорных напряже ний, двух компараторов 2 и 3,запоминающего элемента 4,элемента 5 ИЛИ,формирователя 6 отпирающих импульсов, ключа 7, двухфазного реверсивного вентильного преобразователя 8 и задатчика 9 скорости двигателя 1О. Уст ройство может содержать также сумматор 1 Неинвертирующий вход компаратора 2 и инвертирующий вход компаратора 3 подключены к своим выходам формирователя 1, а ин вертирующий вход компаратора 2 и неинвер тирующий вход компаратора 3 подключены к выходу элемента 4, вход которого подключен к выходу ключа 7. Выходы компараторов подключены к своим входам элемента 5 ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7, а также к своим входам формирователя 6, выход которого через преобразователь 8 подключен ко входу двигателя 1О. Вход ключа 7 соединен с выходом задатчика 9 скорости. Ео ли устройство содержит сумматор 11, входы последнего подключаются к выходу преобразователя 8 и задатчика 9, а выход к входу ключа 7. Реверсивный вентильный преобразователь {см. фиг. 2) состоит из двухфазного трансформатора 12 и управляемых вентилей 13, 14, 15, 16, образующих катодную и анодную вентильные группы. В цепь постоянного тока включена обмотка якоря двигателя 1О. Сглаживающий или уравнительные дроссели отсутствуют, поэтому преоб- разователь работает в режиме прерывистого тока. Формирователь 1 опорного напряжения преобразует поступающее на вход напряжение питания UnuT в два противофазных пилообразных напряжения и и Uj (см.фиг.З), причем, если график первого из них расположен в области положительных значений напряжений, график второго из них расположен в области отрицательных значений. Напряжение Uj с одного выхода формирователя 1 поступает на неинвертирующий вход компаратора 2, а напряжение U со второго выхода формирователя 1 - на инвертирующий вход компаратора 3. Эти напряжения сравниваются с напряжением U, поступающим на другие входы компараторов с выхода запоминающего элемента 4. .При положительном значении напряжения компаратор 3 не работает, т.е. он не формирует на выходе импульсы с частотой напряжения и,, в то время как на выходе компаратора 2 формируется импульсное напряжение 1/2, причем фронты импульсов напряжения Uj во времени соответствуют моментам равенства напряжений 17 и U. При отрицательном значении напряжения U не работает компаратор 2, а на выходе компарагтора 3 появляется импульсное напряжение Uj, фронты импульсов которого во времени совпадают с моментами равенства напряжений Uj и и . При указанном включении входов компараторов полярность их выходных импульсов одинакова, а перевод каждого компаратора в рабочее состояние осущест вляется установкой соответствующей поляфности. Напряжения Ug и U поступают на формирователь 6 отпирающих импульсов, выходные импульсы Ug которого поступают на вход р&версивного вентильного преобразователя 8 так, что при работе компаратора 2 работает одна вентильная группа, например вентили 13, 14, а при работе компаратора 3 - другая вентильная группа пробразователя 8. Следовательно, если положительному напряжению Ц соответствует определенное направление вращения двигателя 10, то при изменении полярности U. изменяется также знак скорости двигателя. НапряженияП и и поступают на входы элемента 5 ИЛИ, выходное напряжение ИЛИ, которого поступает на управляющий вход ключа 7. Ключ открывается в данном случае при отрицательном потенциале на управляющем входе и запирается при положительном. Таким образом, напряжение на запоминающий элемент 4 со входа ключа 7 поступает только в интервалы времени. соогветсгвующие отрицательным значениям напргяжения UK,При положительном напряжении Cfj напряжение на запоминающем элементе остается неизменным и равным напряжению на входе ключа на предшествующем интервале его открытого состояния. На вход ключа 7 поступает постоянное напряжение UQ с выхода задатчика скорости. Если устройство управления содержит сумматор, на вход ключа поступает напряжение , представляющее собой разницу напряжений Ug и Ug, поступающих на входы сумматора 11.Е. - напряжение э. д. с. обмотки якоря двигателя. Рассматривается работа устройства при скачкообразном изменении напряжения на входе ключа 7 в момент времени t,& этот момент в открытом состоянии находи ся вентиль 14, подключенный ко вторично обмотке трансформатора 12 с напряжением В момент, напряжение и. не изменяет полярности, поэтому отпирающие имаульсы, обеспечивающие открывание вентиля 1 или 16 второй вентильной группы, не форм руются. Этим обеспечивается исключение тока короткого замыкания в преобразователе до момента .a открывается ключ 7 и полярность напряжения 17 изменяется. Поскольку длительность рабочего участка пилообразного напряжения равна половине периода напряженияЦр мо- мент /2 совпадает или следует после пер ехода и ерез нуль. После момента tg отпирающие импульсы в MOMeHTt поступают на вентили 15 и 16, но вентиль 15 не открывается, так как между анодом и катодом его приложено отрицательное напряжение вентилю 16 в момент t приложено положительное анодное напряжение, он открывается, но ток короткого замыкания между вентилями 14 и 16 протекать не может так как в контуре этих вентилей нет источника э. д. с. Вентиль 15 отпирается чрез полпериода после открытия вентиля 16, но к этому моменту вентиль 14 закрывается так как преобразователь работает в прерывистом режиме, в результате чего ток в каждом вентиле падает до нуля в течение одного периода питающего напряжения. Спедоватепьно, в предложенном yci ройстве управления двигателем постоянного тока исключаются условия возникновения тока короткого замыкания в реверсивном вентильном преобразователе, в результате чего отпадает необходимость использования ограничивающих его величину сопротивлений. Благодаря этому увеличивается к.п.д., а также уменьщаются вес и габариты уст- ройства. Формула изобретения Устройство управления двигателем пос- тоянного тока, содержащее двухфазный реверсивный вентильный преобразователь, задатчик скорости, два компаратора с инвертирующим и неинвертирующим входами, формироватепь опорных напр51Н4епнй п (рээмирователь отпирающих импульсов, причем неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора подключены к своим выходам формирователя опорных напряжений, а выходы компаратс РОВ через формирователь отпирающих пмпульсов подключены ко входам реверсивного вентильного преобразователя, о т л нчающееся тем, что, с целью аовыщения к. п. д. и уменьшения габаритов устройства внего введены элемент ИЛИ, ключ и запоминающий элемент, причем инвертирующий вход первого компаратора и неинвертируюший вход второго компаратора через запоминающий элемент подключены к выходу ключа, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, а управляющий вход ключа подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам компараторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Волков Л. П., Никонов Е. С. Следящая система с щирокой полосой пропускания. Сб. Автоматизированный электро- привод в народном хозяйстве т. 1,Энергия, М.,1971. 2. Тиристоры. Технический справочник под. ред. Лабунцова В. Л., Обухова С. Г. и Свиридова А. Ф., изд. 2-е, дополненное, Энергия, 1971 (прототип).

.1

gf .

/2

73

г- М1415

16

8

10

Фиг. 2

. 3