Устройство для управления электродвигателем постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Изобретение относится к электротехнике, в частности к реверсивным электроприводам постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока, подключенным к источнику питания по мостовой схеме с четырьмя ключевыми элементами 1. Недостатком электропривода является необходимость одновременной подачи модулированных импульсов на входы всех ключевых элементов, что усложняет управление, приводит к появлению знакопеременного напряжения на якоре электродвигателя и к повышенным пульсациям тока в якорной цепи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления электродвигателем постоянного тока, подключенного к источнику питания по мостовой схеме с четырьмя ключевыми элементами, шунтированными обратными диодами, содержащие широтно-импульсный модулятор и блок реверса, подключенный через блок логики к управляющим входам ключевых элементов мостовой схемы. В ПОСТОЯННОГО ТОКА этом устройстве с транзисторной мостовой схемой при одном направлении вращения электродвигателя подают модулированные по длительности сигналы на вход первого и второго транзисторов мостовой схемы. При этом третий транзистор должен быть постоянно заперт, а четвертый - постоянно включен. Для реверсирования скорости вращения электродвигателя непрерывным сигналом запирают первый транзистор, включают второй, а на третий и четвертый транзисторы подают модулированные по длительности сигналы 2. Недостатком устройства является его сложность, обусловленная тем, что в зависимости от выбранного направления вращения электродвигателя широтно-импульсный сигнал подают то на одну, то на другую вертикальную ветвь моста. Цель изобретения - упрощение устройства для управления электродвигателем постоянного тока. Цель достигается тем, что блок логики устройства выполнен на двух схемах 2ИИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами ключевых элементов одной вертикальной ветви мостовой схемы, причем первый вход первой схемы 2И- ИЛИ и третий вход второй схемы 2И-ИЛИ соединены с прямым выходом широтноимпульсного модулятора, четвертый вход первой схемы 2И-ИЛИ и второй вход второй схемы 2И-ИЛИ - с инверсным выходом широтно-импульсного модулятора, второй вход первой схемы 2И-ИЛИ и первый вход второй схемы 2И-ИЛИ - с прямым выходом блока реверса и входом одного из ключей второй вертикальной ветви мостовой схемы, а третий вход первой схемы 2И-ИЛИ и четвертый вход второй схемы 2И-ИЛИ соединены с реверсирующим выходом блока реверса и входом другого ключа второй вертикальной ветви мостовой схемы. На чертеже представлена структурная схема устройства для управления электродвигателем постоянного тока. Устройство содержит широтно-импульсный модулятор 1, блок 2 реверса, мостовую схему с ключевыми элементами 3-6, шунтированными обратными диодами, в диагональ которой включен электродвигатель 7, и блок логики на двух схемах 8 и 9 2И- ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами ключевых элементов 5 и 6 одной вертикальной ветви мостовой схемы. Первый вход 10 и третий вход 11 схем 8 и 9 соединены с прямым выходом модулятора 1, четвертый вход 12 и второй вход 13 схем 8 и 9 - с инверсным выходом модулятора 1, второй вход 14 и первый вход 15 схем 8 и 9 - с прямым выходом блока 2 реверса и управляющим входом ключевого элемента 3 мостовой схемы, а третий вход 16 и четвертый вход 17 схем 8 и 9 соединены с реверсирующим выходом блока 2 реверса и управляющим входом ключевого элемента 4 мостовой схемы. Ключевые элементы 3 и 4 образуют вторую вертикальную ветвь мостовой схемы, подключенной к источнику питания. В качестве ключевых элементов 3 и 4 могут быть использованы контактные элементы или низкочастотные тиристоры. Ключевые элементы 5 и 6 выполняются на высокочастотных транзисторах. Устройство для управления электродвигателем постоянного тока работает следующим образом. Как при прямом, так и при обратном направлении вращения электродвигателя щиротно-импульсный управляющий сигнал подается на входы ключевых элементов 5 и 6. Если на прямом выходе блока 2 имеется сигнал «1, соответствующий направлению «Вперед, то прямая последовательность импульсов с прямого выхода модулятора 1 подается через схему 9 на вход ключевого элемента 6, а инверсная - с инверсного выхода модулятора 1 через схему 8 на вход ключевого элемента 5. При этом ключевой элемент 3 замкнут, а ключевой элемент 4 разомкнут. При реверсе сигнал «1 появляется на реверсирующем выходе блока 2, что приводит к выключению ключевого элемента 3, включению ключевого элемента 4 и изменению фаз щиротно-импульсных сигналов, управляющих ключевыми элементами 5 и 6, на противоположные, т. е. на вход ключевого элемента 5 подается прямая, а на вход ключевого элемента 6 - инверсная широтно-импульсная последовательности. Подача модулированных прямоугольных импульсов на входы силовых ключей только одной вертикальной стойки моста упрощает устройство, так как можно осуществить замену высокочастотных ключей одной вертикальной стойки моста низкочастотными, например контактными или тиристорными. Поскольку высокочастотные ключи и электродвигатель имеют общую точку с схемой управления в данном устройстве легко осуществить обратную связь по току якоря. Формула изобретения Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее источник питания, выполненный по мосто ой схеме с четырьмя ключевыми элементами, щунтированными обратными диодами, подключенный к электродвигателю постоянного тока, щиротно-импульсный модулятор и блок реверса, подключенные через бло7 логики куп авляю щим входам кТю чевых элементов мостовой схемы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, блок логики выполнен на двух схемах 2И-ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами ключевых элементов одной вертикальной ветви мостовой схемы, причем первый вход схемы 2И-. ИЛИ и третий вход второй схемы 2И-ИЛИ соединены с прямым выходом щиротно-импульсного модулятора, четвертый вход первой схемы 2И-ИЛИ и второй вход второй схемы 2И-ИЛИ - с инверсным выходом щиротно-импульсного модулятора, второй вход первой схемы 2И-ИЛИ и первый вход второй схемы 2И-ИЛИ с прямым выходом блока реверса и входом одного из ключей второй ветви мостовой схемы, а третий вход первой схемы 2И-ИЛИ и четвертый вход второй схемы 2И-ИЛИ соединены с реверсирующим выходом блока реверса и входом другого ключа второй вертикальной ветви мостовой схемы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., Энергия, 1973. с. 8. 2.Коссов О. И. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений М., «Энергия, 1973, с. 1E8.

тУ

W

«л

« if t

й:

«о «VJ

Ci Е-w

W