Способ торможения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P3/10 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах торможения электродви-гателей постоянного тока в звуко- и видеозаписывающих аппаратах, а также в различных системах автоматизации производственных процессов, где требуется быстрое торможение и точная остановка привода.

Известен способ торможения электродвигателя постоянного тока, при котором изменяют полярность питания электродвигателя, обеспечивая режим протиаовключения его, с приложением такого режима в течение заданного времени 111.

Наиболее близким к изобретению является способ торможения электродвигателя постоянного тока с датчиками скорости вращения и положения на валу, при котором изменяют фазу выходного напряжения датчика положения на 180, обеспечивая режим прО тивовключения электродвигателя, фор|мируют последовательность импульсов с частотой следования, определяемой скоростью вращения электродвигателя, по которым осуществляют импульсное торможение электродвигателя t2l.

Недостатками указанных способов являются увеличенное время торможения из-за приложения к двигателю импульсного тормозящего момента, среднее значение которого постоянно в течение всего времени торможения, неопределенность момента окончания тормозного режима и возможность обратного вращения двигателя в конечной части данного режима из-за- прямого формирования тормозящих импульсов по сигналам датчиков вращения.

Цель изобретения - уменьшение времени торможения и повышение точности останова электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что сформированную последовательность импульсов с частотой следования, определяемой скоростью враще39ния электродвигателя, преобразуют в импульсы пилообразного напряжения, амплитуда которых определяется скоростью вращения электродвигателя, сравнивают амплитутуду каждого импульса пилообразного напряжения полу ченной последовательности с заданным напряжением постоянной величины и в момент равенства амплитуды импульса полученной последовательности и величины заданного напряжения осуществляют импульсное торможение. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, в котором может быть реализован способ торможения электродвигателя постоянного тока; на фиг,2 диаграммы работы основных узлов устройства торможения. Устройство содержит бесконтактный двигатель 1 постоянного тока с распо ложенными на его валу датчиком 2 положения ротора для управления бесконтактным коммутатором 3 и датчиком 4скорости вращения, сигналы которого поступают в усилитель-формирователь 5, регулятор 6 скорости вращения , на входы которого поступают сигналы от усилителя-формирователя 5и от блока 7 управления, реле 8 реверса, включенное на выход регулятора скорости и в цепь источника 9 питания через электронный ключ 10, генератор 11 пилообразного напряжения, управляемый сигналами от усилителя формирователя 5, компаратор 12, сравнивающий амплитуды импульсов пилообразного напряжения с напряжением от источника 13 заданного напряжения постоянной величины, логический элемент 2И-НЕ 14 с входами, подключенными на выход компаратора и блока управления, и выходом, управля ющим электронным ключом, реле 15 обратного вращения, включенное на блокирующий вход компаратора 12, Способ торможения электродвигателя в указанном устройстве осуществля ется следующим образом. При вращении двигателя сигнал дат чика 4 скорости вращения в виде импульсной последовательности (фиг,2А) с выхода усилителя-формирователя 5 преобразуется генератором 11 в после довательность импульсов пилообразного напряжения (фиг, 2Б) с амплитудами, определяемыми скоростью еращения по линейному закону в течение каждого периода сигнала датчика скорости вращения. При этом максималь-. 6.4 ная амплитуда U каждого импульса пропорциональна длительности данного периода сигнала датчика скорости вращения, Для останова двигателя необходимо на блок 7 управления подать соответствующую команду. При этом логический сигнал 1 с выхода блока 7 (фиг. 2Д) переключает реле 8 реверса и деблокирует элемент 2И-НЕ 14. Переключением реле реверса изменяется фаза выходного напряжения датчика 2 положения ротора на , обеспечивается режим противовключения электродвигателя 1, питаемого от источника 9 питания через бесконтактный коммутатор 3. Вследствие Этого начинается резкое торможение двигателя. При этом регулятор 6 скорости вращения, сравнивающий заданный уровень скорости вращения с действительным по .сигналу датчика скорости вращения, остается включенным.и, реагируя на понижение действительной скорости вращения, подводит к Двигателю максимальное питающее напряжение, обеспечив приложение к нему максимального тормозящего момента. При понижении скорости вращения двигателя возрастают амплитуды пилообразных импульсов, уровень которых сравнивается в компараторе 12 с постоянным напряжением (фиг, 2Б) , При превышении амплитуды импульса напряжения сравнения на выходе компаратора появляется сигнал с уровнем 1, т.е. получается новая прямоугольная импульсная последовательность (фиг, 2Г) с уровнями О и 1 с длительностью каждого импульса на уровне 1, равной длительности части периода следования импульсов датчика положения ротора. Так как при останове двигателя на одном из входов элемента 2И-НЕ с помощью блока управления поддерживается логический сигнал, данная импульсная последовательность, подводимая на второй вход данного элемента, инвертируется последним (фиг 2Е) и подводится к входу электронного ключа 10, который при уровне О отключает двигатель от источника питания. Вследствие описанного при останове двигателя к нему подводится сначала постоянное питание, а при дальнейшем снижении скорости вращения - импульсное питание, создающие соответственно постоянное и импульсное торможение. При этом среднее значение импульсо ного тормозящего момента падает с падением скорости вращения двигателя. При остановленном двигателе aмплиtyда последнего пилообразного импульса держится выше уровня напряжения сравнения, и двигатель остается отключенным от источника питания. Блокировка компаратора для предотвращения его срабатывания от сигналов датчика скорости вращения при ручном вращении двигателя после остановки его, может быть произведена сигналом от реле 15 обратного вращения (фиг, 2В).

При реализации данного способа торможения электродвигателя постоянного тока достигается уменьшение времени торможения при останове за счет приложения к нему постоянного и импульсного тормозящего момента, а также, повьниение точности останова за счет приложения импульсного тормозящего момента, пропорционального скорости вращения электродвигателя.

Формула изобретения

Способ торможения электродвигате- зо ля постоянного тока с датчиками скорости вращения и положения ротора на валу, при котором изменяют фазу выходного напряжения датчика положения на 180®, обеспечивая режим противовключения электродвигателя, формируют последовательность импульсов о частотой следования, определяемой скоростью вращения электродвигателя, по которым осуществляют импульсное торможение электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени торможения и повышения точности останова, преобразуют указанную последовательность импульсов в импульсы пилообразного напряжения, амплитуда которых определяется скоростью вращен1 я электродвигателя, сравнивают амплитуду каждого импульса пилообразного напряжения полученной последовательности с заданным напряжением постоянной величины и в момент равенства амплитуды импульса полученной последовательности и величины заданного напряжения осу-. ществЛяют импульсное торможение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании № 1122536 кл. Н 02 Р 5/02, 19б7.

2.Патент США № 4127799, кл, Н 02 Р 3/10, 1978.

Ucp

ToflffOMBHue

Фиг.г