Устройство для управления электроприводом Советский патент 1980 года по МПК H02K29/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивном электроприводе, с вентильными двигателями. Известно устройство управления вентильным двигателем, содержащим электри ческую машину, вентильный коммутатор, датчик положения и формирсшатели импуль сов, выходной блок которых содержит трансформаторы с двумя первичными обмotкaми, работающими от разных ({юрмнроватепей импульсов. Благодаря этому реализуются две системы управляющих импульсов, каждая из которых обеспечивает определенное направление вращения электрической машины . Недостатком этого устройства являет,ся неэффективное использование силового оборудования вентильного коммутатораиз-за того, что режим торможения проис,ходит при угпах отпирания об «(io О и уве личенная длительность процесса торможения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство управления реверсивным вентильным двигателем, в, состав которого входит электрическая машина, вентильный коммутатор, выполненный по 11П2-пупьсной схеме, датчик положения, синхронизированный с частотой вращения, содержащее блок формирования импульсов управления выходной частотой коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения, датчик тока двигателя, выход которого через последовательно соединенные регулятор тока и блок импупьсно-фазового управления подключен к выходному блоку системы управления коммутатором, датчик частоты вращения, соединенный с регулятором частоты вращения, выход которого соединен с выходом датчика положения, датчик тока двигателя, выход которого через последовательно соединенные регулятор тока и блок импульсно-фазового управления подключен к выходному бпоку системы yiiH 378 рпвпения коммутаторок, патчяк частоты вряиюния, соединенный с регулятором час тоты вращения, выход которого подключен к регулятору тока, блок контроля и задания режимов работы, соединенный входам с датчиком частоты врашения и с блоком задания частоты врашения, а выходом с m 2-канальным адресатором импульсов, имеющим два Г02 внвльных переключателя, входные цепи которых соединены с выходом, блока формирования импульссда управления выходной частотой, а выходны цепи - с выходнь1М блоком усистемы уп- равления коммутатором, причем выходные цепи второго переключателя выполнены с заданным сдвигом по отношенмю к выходным цепям первого 1 2ПНедостатком устройства также является недоиспользование установленной мсшности силового оборудования вентильного коммутатора в процессе торможения, так как указанный режим протекает при углах отпирания oi fbo 0, Целью изобретения является повышение быстродействия и улучшение использо вания силового оборудования Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для управления реверсивным вентильным приводом, в состав которого входит электрическая машина, вентильный коммутатор, выполненный по ГП -пульсной схеме, датчик положения, синхронизированный с частотой. вращения, содержащее блсж формирования импульсов управления выходной частотой коммутатора, вход которого соединен с выходом Датчика положения, датчик тока двигателя, выход которого через последовательно соединенные регулятор тока и блок импульсно-фазового управления подключен к выходному блсжу системы управ ления коммутатором, датчик частоты вращения, соединенный с регулятором частоты вращения, выход которого подключен к регулятору тока, блок контроля и задания режимов работы, соединенный входам с датчиком частоты вращения и с бпоком задания частоть вращения, а выходом с т -канальным адресатором импульсов, имеющим два hi-2 переключате ля, входные цепи которых соединены с вы ходом блока формирования импульсов управления выходной частотой, а вьпсодные цепи - с выходным блоком системы управления коммутатором, причем выходные цепи второго переключателя выполнены с заданным сдвигом по от 1ошению к выходным цепям, первого,введения два дополнительны frjj иьт переключате . 4 пя F.S т2-кй)|дпьный лдресатор. ГЗходные ели дополнительных переключателей соединены с выходом блока формирования импульсов управления коммутатором, а выходные цепи выполнены соответственно со сдвигом по отношению к выходным цепям первого и второго переключателей на целое число П каналов в сторону опережения и соединены с выходным блоком системы управления коммутатором, „,:,, I 360 J L 360 J Адресатор ГЛ - 1саналов может быть выполнен в виде четырехкомандного m 2-канального мультивибратора, например, на интегральных микросхемах. Блок контроля и задания режимов работы электропривода с вентильным двигателем выполнен четырехкомандным и содержит первый нуль-орган, ко входу которого подключен выход блока задания частоты вращения, второй нуль-орган, вход которого соединен с вь1ходом датчика частоты врашения, выход первого нуль-органа подключен на вход первого логического элемента И-НЕ непосредственно и через второй инвертор сигналсж - на вход второго элемента И-НЕ, выход второго нульоргана через третий инвертор сигналов подсоединен ко вторым входам элементов И-НЕ, выходы элементов И-НЕ подключены к триггеру, выходы которого подключены к управляющим входам первого и втсчэого аналоговых ключей, а один из них подсоединен к управляющему входу (Пл-канального адресатора, на входы аналоговых ключей подсоединен выход блока задания частч ты врашения, выходы первого аналогсжого ключа непосредственно и второго через первый инвертор объединены и подключены к регулятору частоты вращения н к одному из входов компаратора, на другой вход компаратора подключен в;ыход датчика частоты вращения, вьпсод компаратора подключен ко второму входу f7j2-канального адресатора. На чертеже представлена схема устройства управления вентильным двигателем, В состав устройства входит электрическая машина 1, вентильный коммутатор 2, выполненный по ГП -пупьсной схеме, датчик 3 положения, летчик 4 тока, датчик 5 частоты вращения, блок 6 импуяьсно-фазового управлен1 я, блок 7 |}юрмирования импульсов управлеихя выход1Юй част.1той, блок 8 заппния частоты пр-этнеияя, регулятор 9 тока, регулятор 10 частоты вращения, блок 11 контроля и задания режимов работы вентильного двигателя, триггер 12, компаратор 13, второй инвер тор 14 сигналов, третий инвертор 15 сиг налов, первый нуль-орган 16, второй нуль орган 17, первый логический элемент 18 И-НЕ, второй логический элемент 19 ИНЕ, аналоговые ключи 20 и 21, первый инвертор 22 сигналов, выходной блок 23 системы управления, т«-канальный адресатор 24. Устройство работает следующим образом. При наличии на выходе блока 8 задания частоты вра1цего1я положительного зна чения напряжения, а на выходе датчика 5 частоты вращения сигнала, равного нулию, на прямом выходе триггера будет сигнал, , соответствующий логической , а на инверсном логический О, что соответствует замкнутому состоянию ключа 20 и разомкнутому состоянию ключа 21. На вход Х2адресатора 24 поступает логический : сигнал 1. При наличии на входе компаратора рассогласованияпJQJA 0 на вход Х адресатора поступает сигнал, соответствующий логическсо у О. При таких сиг налах на управляющих входах Х и )С2 д ресатора 24 импульсы управления, постулающие на его информационные входы B -, ..., 8fn соответствуют порядку чередования управлякяцих импульсов при работе первого переключателя при вращении вперед. Если на входе компаратора рассогпасование изменит знакПзо( 0 на вход К адресатора поступает сигнал , что соответствует торможению при углах отпирания вентилей 0 С Зо. работе третьего переключателя, у которого выходные каналы сдвинуты на Ц каналов в положение, соответствующее большему углу, чем 180-2 fioНапример, для , , эл.град. „,,,., 360 J I 360 J 360 J .5} OHH Лля fpj- 6 временной сдвиг между каждым каналом равен с 30 эп. град. Таким образом, при работе третьего переключателя получается сдвиг угла опережения 18О-2 (Ьд П t М80-2 о ft(j 6О эп. град. , ( rfbo-m l . fpo- l Зб5- 360 i S4gnto} 2 Угол опережения 18О-2 |2,д42 f 18ОПри реверсе изменяется сигнал задания частоты вращения на обратный, но ключ 20 находится в замкнутом состоянии до тех пор, пока частота вращения не станет равной нулю. Сдвиг управляющих импульсов производится сигналом с выхода компаратора, так как njQ А становится одного знака с значением частоты вращения иП аА-Ч - Р Достижении частотойвращения нулевого значение тригi p меняет свое состояние, что приводит к размыканию ключа 2О и замыканию ключа 21 и изменению знака рассогласования на входе компаратора. На входах Х и Xj адресатора появляются сигналы О и О, что соответствует сдвигу управляющих импульсов при разгоне вентильного двигателя в направлении назад и углу опережения fJг ,что соответствует включ ному состоянию второго переключателя. Алгоритм работы устройства приведен в таблице. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить использование силового оборудования и улучшить динамические характеристики электроприводов с вентильными двигателями в режимах торможения и реверса благодаря тому, что значения углов отпирания вентилей коммутатора в режиме выпрямителя устанавливаются меньшими, чем углы опережения инвертора. 978 Формула изобретения 1, Устройство для управления электроприводом, в Состав которого входит эпектрическая машина, вентипьньШ коммутатор, выполненный по т2 пу ьсной схеме, датчик положения, синхронизированный с частотой вращения, содержащее бпок формирования импульсов управления выходной частотой коммутатора, вход которого соединен с выходом датчика положения, датчик тока двигателя, выход которого через последовательно соединенные регулятор тока и блок импульско-фазового управле-;. ния подключен к выходному блоку системы управления коммутатором, датчик час-. тоты вращения, соединенный с регулятором частоты вращения, выход которого подключен к регулятору тока, блок контроля и задания режимов работы, соединенный входами с датчиком частоты вращения и с блоком задания частоты врадения, а выходом - с Ш -канальным адресатором . импульсов, снабженным двумя Ш -кааапь нымй переключателями, входные цепи которых соединены с выходом блока формирования импульсов управления выходной частотой, а выходные цепи - с выходным блоком системы управления коммутатором. причем выходные цепи второго переключатепя выполнены с .заданным сдвигом по отношению к выходным цепям первого, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения использования силового оборудования, в fn 2-канальный адресатор введены ива дополнительных л-канапътак переключателя, входные лепи их соединены с выходом блока формирования импульсов коммутатором, а выходные цепи выполйены соответственно со сдвигом по отношению к выходным цепям первого и второго переключателей на целое число П каналов в сторону опережения и соединены с bbfxoriHblM блоком системы управления коммутатором. 7 2. Устройство по п. 1, отличаю щ е е с я тем, что, блок контроля и задания режимов работы электропривода выполнен четырехкомандным и содержит первый нуль-орган, на вход которого подключен выход блока задания частоты вращения, второй куль-орган, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, первый логический элемент И-НЕ, вход которого подключен к выходу первого нуль-органа, второй инверто|э, соединенный по входу с выходом первого нульоргана, второй логический элемент И-НЕ, вход которого соединен с выходом второго инвертора, третий инвертор, соединенный по входу с выходом второго нуль-орган. а выход подсоедин ен к входам упомянутых элементов Йг-НЕ, триггер, соединенны и по входам с выходами элементов И-НЕ,-перш,гй и второй аналоговые ключицу прав ля гощие входы которых соединены с5 выходами триггера, выход первого аналогового ключд подсоединен к управляющему входу Fhpканального адресатора, на входы аналоговых ключей подсоединен выход блока задания частоты вращения, выходы первого аналогового ключа и второго через первый инвертор объединены и подключены к регулятору частоты вращения Компаратор, к одному входу которого подключен выход первого инве|зтора, к другому - выход датчика частоты вращения, а выход компаратсфа подключен ко второму входу lyjj- канального адресатора, гяе „.J.,. де йд - начальйый угол опережения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 542318, кл. Н 02 Р 7/00, 5.01.77. 2.Патент Японии № 30-19726, кл. 55С2 (Н02Р 7/00), О9.О7.75.

ч