Релейно-импульссный регулятор тока электродвигателя транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B60L15/04 

ности интеграторов блока изменения структуры приводит к нарушению синхронизации частоты коммутации тиристорного ключа, а следовательно, к увеличению пульсаций тока якоря с частотой, меньшей частоты синхронизации, и к появлению в питающей сети нежелательных гармоник тока, воздействующих на устройства автоматики и блокировки. Цель изобретения - обеспечение постоянства частоты коммутации тиристорного ключа в переходных режима для исключения мешающего влияния на устройства автоматики и блокировки. Цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными аналоговым преобразователем, ко входу которого подключен выход импульсного преобразователя тока, и дифференцирующим блоком, выход которого подключен к одному из входов блока изменения структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержанных импульсов При этом блок изменения структуры выполнен на одновибраторе, выход которого соединен с соответствующими входами одного и другого ключей, вы ходы которых соединены с одними из входов запоминающих устройств, компаратор, ко входам которого подключены выходы запоминающих устройств, а выход соединен с одним из входов третьего ключа, подключенного к триггеру, выходы которого образуют выходы блока изменения структуры, причем другие входы одного и другого ключей и запоминающих устройст объединены, а другой вход третьего ключа соединен со входом одновибрат ра и соответственно образуют один и другой входы блока изменения стру туры. На фиг. 1 представлена структурная схема релейно-импульсного регулятора тока электродвигателя; на фиг. 2 - блока изменения структуры Устройство содержит (фиг.1) задающий генератор 1, подключенный через формирователи 2 блокировочных и 3 задержанных импульсов ко входам блока Ц переключения, другие входы которого соединены с блоком 5 изменения структуры, блоком 6 сравнения и блоком 7 инверсии. Блоки 6 и 7 соединены между собой и с импульсным преобразователем 8 тока, (включенным в цепь якоря двигателя 9 4 Выходы блока k переключения подключены через триггер 10 и усилители 11, 12 к тиристорному ключу 13, последовательно соединенного с якорем двигателя 9. Параллельно двигателю 9 подключен шунтирующий диод И. Входы блока 5 изменения структуры соединены с формирователем 3 задержанных импульсов и через последовательно соединенные частотно-аналоговый преобразователь 15 и дифференцирующий блок 16 с импульсным преобразователем 8 тока. Формирователь 3 задержанных импульсов выполнен на последовательно соединенных одновибраторах 17 и 18. Блоки 6 и 7 сравнения и инверсии соответственно выполнены на последовательно соединенных формирователе 19 пилообразного напряжения, компараторе 20, триггере 21 и логической схеме И-НЕ 22. Усилители 11 и 12 соответственно выполнены на последовательно соединенных одновибраторе 23, логической схеме И-НЕ 2А и импульсного усилителя 25 и одновибратор 2б и импульсный усилитель 27. Блок 5 изменения структуры (фиг.2) выполнен на запоминающих устройствах 28 и 29, соединенных с компаратором 30. Параллельно запоминающим устройствам включены ключи 32 и 33, подключенные к одновибратору 3, вход которого соединен с ключом 31, включенным между компаратором и три:- гером 35, выходы которого образуют выходы блока 5, входы которого образованы входами одновибратора 3 и запоминаюа1его устройства 28. Устройство работает следующим образом. При пуске двигателя 9 из неподвижного состояния импульсный преобразователь 8 тока генерирует переменное напряжение прямоугольной формы с начальной частотой fg. Результат сравнения компаратором 20 напряжения, соответствующего величине тока установки 1, и пилообразного напряжения с формирователя 19 поступает на входы блока А переключения и триггера 21. Отрицательными перепадами импульсов напряжения с выходов блока сравнения 6 и импульсного преобразователя тока 8 триггер 21 устанавливается в противоположные

На выходе логической схесостояния. мы И-НЕ 22 напряжение соответствует 1. Следовательно, логической

при наличии импульсов напряжения на выходе блока 6 сравнения блок 7 инверсии не формирует импульсы напряжения ,

При работе регулятора на первой структуре напряжения с выходов блока 5 изменения структуры, поступая на входы блока k переключения, осуществляют коммутацию элементов последнего. В этом случае на первый вход триггера 10 и логическую схему И-НЕ 2k усилителя 11 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от формирователя 3 задержанны импульсов. Триггер 10 устанавливается в другое состояние, и отрицательным перепадом импульса напряжения с первого выхода запускается одновибратор 23. Импульс напряжения с выхода одновибратора 23 через логическую схему И-НЕ 2 и импульсный усилитель 25 поступает на открывание тиристорного ключа 13. Если триггер 10 находится в состоянии, противоположном указанному (при пуске двигателя 9 из неподвижного состояния), то импульсы напряжения постоянной частоты поступают через логическую схему И-НЕ и импульсный усилитель 25 на открывание тиристорного ключа 13Ток якоря двигателя 9 увеличивается, частота импульсного преобразователя тока 8 возрастает и при достижении регулируемым током значения тока уставки блок 6 сравнения прекращает формирование импульсов напряжения. Триггер 21 устанавливается в одно устойчивое состояние, и с выхода блока 7 инверсии импульсы напряжения поступают через блок k переключения на второй вход триггера 10. Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние, и отрицательным перепадом импульса напряжения со второго его выхода запускается одновибратор 2б. Импульс напряжения с выхода одновибратора 26 через импульсный усилитель 27 поступает на выключение тиристорного ключа 13. Ток двигателя 9 и частота импульсн го преобразователя 8 тока уменьшаются, блок 6 сравнения начинает формирование импульсов напря ; ения, а блок 7 инверсии - прекращает. При поступлении на первый вход триггера 10 через блок 4 пepeключeния импульса напряжения постоянной частоты от формирователя 3 задержанных импульсов вышеописанный процесс повторяется. При увеличении - скорость нарастания регулируемого тока уменьшается, а скорость спадания увеличивается. При равенстве

0 первых производных тока в интервале коммутации тиристорного ключа 13 (Т 0,5) выходные напряжения блока 5 изменения структуры осуществляют коммутацию элементов блока

$ переключения. В этом случае на второй вход триггера 10 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от формирователя 3 задержанных импульсов и запрещается их прохождение

0 на вход логической схемы И-НЕ 2k усилители 11 в цепи включения тиристорного ключа 13. Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние, и отрицательным перепадом

S импудьса напряжения со второго его выхода запускается одновибратор 26. Импульс напряжения с выхода одновибратора 2б поступает через импульсный усилитель 27 на закрывание ти0ристорного ключа 13. Ток якоря двигателя и частота импульсного преобразователя 8 уменьшаются, и при спа-. дании тока до величины уставки блок 7 инверсии прекращает формирование

5 импульсов напряжения. С выхода блока 6 сравнения импульс напряжения поступает через блок k переключенияна первый вход триггера 10. Триггер 10 устанавливается в другое состоя0ние, и по отрицательному перепаду импульса напряжения с первого выхода запускается одновибратор 23.Импульс напряжения с выхода одновибратора 23 через схему И-НЕ и импульсный усиSлитель 25 поступает на открывание тиристорного ключа 13. При поступлении на второй вход триггера 10 импульсов напряжения постоянной частоты через блок k переключения от формирователей 3 задержанных импульсов вышеописанный процесс повторяется.

Выходной импульс напряжения формирователя 3 задержанных импульсов находится в центре зоны действия блокировочных импульсов формирователя 2, Длительность зоны действия блокировочных импульсов устанавливается достаточной для исключения сры ва коммутации тиристорного ключа 13 Блок изменения структуры работает следующим образом. Сигнал производной тока якоря с выхода дифференцирующего блока 16 поступает на входы запоминающих уст ройств 28, 29 блока 5 изменения структуры. Запоминающие устройства фиксируют первоначальные значения первых производных тока якоря на интервалах коммутации тиристорного ключа 13 по абсолютной величине. Сравнение напряжений U /, и Uj соот ветственно с выходов устройств 28 и 29 осуществляется компаратором 30. При напряжение U боль ше напряжения UQ и на выходе компаратора 3 напряжение U соответствует логической 1. Напряжение U-J поступает через ключ 31 на входы триггера 35 и подтверждает его устойчивое состояние. Напряжение с выхода триггера 35 U О и и5 1 являются выходными для блока 5 изменения структуры и соответствуют первой структуре управления регулятором. При 0,5 напряжения и/1 меньше ( /i , и на выходе компаратора 30 напряжение Uj равно логическому О. Триггер 35 в этом случае устанавливается в другое устойчивое состояние и напряжения на его выходе Уд 1 и соответствуют второй структуре упра ления регулятором. Управление ключом 31 осуществляется импульсами на пряжения постоянной частоты от формирователя задержанных импульсов 3. Сброс запоминающих устройств 28 29 производится ключами 32, 33 по сигналу одновибратора 3. Импульсы напряжения с выхода одновибратора 3 смещены относительно импульсов формирователя 3. Таким образом, контроль скорост изменения тока якоря и изменение структуры управления регулятором осуществляют в каждом периоде коммутации тиристорного ключа, чем до тигают устойчивую синхронизацию частоты коммутации тиристорного кл ча, обеспечивающую улучшение качес в-гнных показателей процесса регул рования, в частности, уменьшение величины пульсаций тока якоря с астотой, меньшей частоты синхрониации при резких изменениях возмуающих воздействий и числа нежелаельных гармоник, генерируемых тирисорным ключом в питающую сеть. Формула изобретения 1,Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя транспортного средства, содержащий генератор задающих импульсов, подключенный через формирователи блокировочных и задержанных импульсов к соответствующим входам блока переключе;ния, к другим входам которого подключены выходы блока изменения структуры, блока сравнения текущёго и заданного значений тока якоря и блока инверсии, импульсный преобразователь тока, который включен в цепь якоря двигателя и соединен со связанными между собой блоками сравнения и инверсии, тиристорный КЛЮЧ , с управляющими входами которого через триггер и усилители связаны выходы блока переключения, о тличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства частоты коммутации тиристорного ключа в переходных режимах для исключения мешающего влияния на устройства автоматики и блокировки,регулятор снабжен подключенными к выходу импульсного преобразователя аналоговым преобразователем, и соединенным с ним последовательно дифференцирующим блоком, выход которого подключен к одному из входов блока изменения структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержанных импульсов. 2. Регулятор по П.1, о т л и ч аю щ и и с .я тем, что блок изменения структуры содержит одновибратор, выход которого соединен с соответствующими входами одного t другого ключей, выходы которых соединены с одним из входов запоминающих устройств, компаратор, ко входам которого подключены выходы запоминающих устройств, а выход соединен с одним из входов третьего ключа, подключенного к триггеру, выходы которого образуют выходы блока изменения структуры, причем другие входы одного и другого ключей и

запоминающих устройств объединены, а другой вход третьего клоча соединен со входом одновибратора и соответственно образуют один и другой входы блока изменения структуры.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № it8l476, кл, В 60 L 15/0, 27.12.73 (прототип).

ut.f

Фиг. 2