HU210107B - Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft - Google Patents
Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft Download PDFInfo
- Publication number
- HU210107B HU210107B HU309291A HU309291A HU210107B HU 210107 B HU210107 B HU 210107B HU 309291 A HU309291 A HU 309291A HU 309291 A HU309291 A HU 309291A HU 210107 B HU210107 B HU 210107B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- generator
- current
- braking
- stage
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
A leírás terjedelme: 8 oldal (ezen belül 1 lap ábra)Scope of the description: 8 pages (including 1 sheet)
HU 210 107 Β parátor-fokozattal (4), az áramérzékelő-fokozattal (3) és polaritáskapcsolón (K[) át a hajtómotor gerjesztőtekercselésével (Rgm) közösítetten vezérlőfeszültségre (Uv) kapcsolódik.HU 210 107 is connected to the control voltage (U v ) by means of the drive motor excitation coil (R gm ) with the gear level (4), the current sensor level (3) and the polarity switch (K [)].
Továbbá a hajtás fékezésének szabályozására szolgáló kapcsolási elrendezésben a hajtómotor (1) tengelye szöghelyzet távadóval (5) áll mechanikai kapcsolatban, amely a komparátor fokozattal (4) áll összeköttetésben, a komparátor fokozat (4) kimenetére a generátor gerjesztő tekercselése (Rgg) van rákötve, amely másrészről a komparátor fokozattal (4) és polaritásváltó kapcsolón (KI) át a hajtómotor (1) gerjesztő tekercselésével (Rgm) közösítetten vezérlőfeszültségre (Uv) kapcsolódik.In addition, in the switching arrangement for controlling the braking of the drive, the axis of the drive motor (1) is mechanically connected with an angular position transmitter (5) connected to the comparator stage (4), the generator coil ( Rgg ) is connected to the output of the comparator stage (4). which, on the other hand, is connected to the control voltage (U v ) by means of the comparator stage (4) and the polarity shift switch (KI) in co-operation with the excitation winding (R gm ) of the drive motor (1).
A találmány tárgya közös tengelyen elrendezett két villamos forgógépet tartalmazó négynegyedes hajtás 15 fékezésének szabályozására alkalmas kapcsolási elrendezés, amely hajtás külső gerjesztésű egyenáramú hajtómotort és azzal közvetlenül vagy áttételen át mechanikusan összekapcsolt, egyenárammal gerjesztett, kiállópólusú állórészből kialakított fékező generátort tar- 20 talmaz. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyösen alkalmazható minden olyan esetben, ahol szabályozott négynegyedes hajtásra van szükség, a hajtómotor terhelő nyomatékának és szögsebességének értelme gyakran változik, és ezzel együtt ki tehetetlensé- 25 gű, stabil, szakaszonként szögsebességtartó hajtást kell megvalósítani.Field of the Invention The present invention relates to a circuit arrangement for controlling the braking of a quad-drive drive comprising two electric rotary machines arranged on a common axis, comprising a drive motor with an external excitation DC drive and a DC generator excited by a direct-current, stator-mounted stator stator. The circuit arrangement according to the invention can be advantageously applied in all cases where a controlled quad-drive drive is required, the sense of the torque and the angular velocity of the propulsion motor often change, with the result that an inert, stable, sectional-angle propulsion is required.
A félvezető-technika fejlődésével és elterjedésével ismét széles körben kezdik alkalmazni az egyenáramúmotoros szabályozott négynegyedes villamos hajtáso- 30 kát. Ezen belül a külső gerjesztésű egyenáramú motorok fékezésének általában három típusát különböztetjük meg; a visszatápláló, az ellenállásos és az ellenáramú fékezést.With the advancement and expansion of semiconductor technology, the DC motor controlled four-quarter electric drive is again widely used. In particular, there are usually three types of braking of external excited DC motors; with regenerative, resistance and counter-current braking.
Visszatápláló fékezés esete akkor áll el, ha az 35 egyenáramú hálózatról táplált motor fordulatszámát külső nyomatékkai a motor üresjárási fordulatszáma fölé emeljük, így indukált feszültsége nagyobb lesz a hálózat feszültségénél. A motor áramiránya megfordul, és a hálózattal párhuzamosan dologzó generátorrá ala- 40 kul át, és a hálózatba energiát ad le. Az áramirány-változással a nyomaték értelme is megváltozik, és a motor fékező hatást fejt ki. A visszatápláló fékezés ugyan gazdaságos, mert a motor veszteségeitől eltekintve a fékezési energiát visszanyeljük, azonban állandó fe- 45 szültségről történő táplálás esetén hátránya az, hogy ezzel a fékezési móddal megállni egyáltalán nem, és fékezni is csak az üresjárási fordulatszámnál nagyobb fordulatszámokon lehet közönséges alkalmazások esetén. 50The case of regenerative braking is stopped if the speed of the DC-powered motor 35 is increased by the external torque above the engine idle speed, so that the induced voltage will be higher than the network voltage. The current direction of the motor is reversed, and it runs parallel to the grid as a rotating generator and delivers energy to the grid. The change in the current direction also changes the sense of torque and the motor has a braking effect. Although regenerative braking is economical because, apart from engine losses, the braking energy is recycled, but in the case of constant voltage supply, the disadvantage is that it can not stop at this braking mode and can only be braked at speeds above the idle speed for common applications. . 50
Ellenállásos fékezéskor a motor armatúrakörét lekapcsoljuk a hálózatról, és egy fékezőellenállásra kapcsoljuk rá, míg a gerjesztőtekercs továbbra is a hálózatra kapcsolva marad. Az ellenállásos fékezés is generátoros üzemállapot, mert a motor generátorként dolgo- 55 zik a fékező ellenállásra. A mozgó tömegben felhalmozott kinetikus energiát itt azonban nem nyeljük vissza, hanem az teljes egészében hővé alakul a hőáramkörben. Mivel az indukált feszültség megtartja irányát, mert a forgás irány és a fluxus polaritás változatlan, a 60 hálózati feszültséget pedig lekapcsoltuk, a motorban az áramirány megfordul. Ennek következtében a nyomaték is ellenkező értelmű lesz, és a motor fékezni kezd. Ha ellenállásos fékezéssel közel megállásig akarunk fékezni, akkor több ellenállás-fokozatot kell beiktatni. Hátrányként jelentkezik az is, hogy fékezés közben a fordulatszámmal együtt az indukált feszültség is csökken, tehát elegendően nagy fékező nyomaték biztosításához a motor forgórész tekercselésére kapcsolt ellenállást fokozatosan ki kell iktatni. A módszer további hátránya, hogy az armatúra belső ellenállása miatt nem lehet egészen megállásig fékezni, másrészt a fékező nyomaték kialakulásához a motornak forognia kell. Ezért ellenállásos fékezéssel általában csak kis fordulatszámokig fékezünk, innen kezdve mechanikus fékkel biztosítjuk a berendezés megállását, amelyre, mint rögzítőfékre, rendszerint úgy is szükség van.When resistive braking, the motor armature circuit is disconnected from the mains and connected to a braking resistor, while the exciter coil remains connected to the mains. Resistance braking is also a generator operating state because the motor acts as a generator for the braking resistor. However, the kinetic energy accumulated in the moving mass is not absorbed here, but is completely converted into heat in the heat circuit. Since the induced voltage retains its direction because the rotation direction and the flux polarity remain unchanged, and the mains voltage 60 is turned off, the current in the motor is reversed. As a result, the torque will be the opposite and the engine will brake. If you want to brake with a resistive braking until it stops, you need to install more resistance levels. It is also a disadvantage that the induced voltage decreases with braking during braking, so that the resistance connected to the winding of the motor rotor is gradually eliminated to provide sufficient braking torque. A further disadvantage of this method is that it is not possible to brake up to the stop due to the internal resistance of the armature and on the other hand the motor must rotate to form the braking torque. Therefore, resistance braking is usually limited to low speeds, from which the mechanical brake is used to stop the equipment, which is usually required as a parking brake.
Ellenáramú fékezés akkor áll elő, ha a motor armatúrája és gerjesztőtekercse az egyik forgásiránynak megfelelően van kapcsolva, a motort viszont a külső terhelő nyomaték ezzel ellentétes irányban forgatja. Ellenáramú fékezéssel ugyan egészen álló állapotig nagy nyomatékkai fékezhetünk, azonban a megállás pillanatában a motort ki kell kapcsolni, mert ellenkező irányban elindul. Ezért ezt a fékezési módot főleg irányváltásos, reverzáló hajtások esetén alkalmazzák, ahol a fékezés és az ellentétes irányú felgyorsulás egyetlen folyamat. A fékezési energia itt is hővé alakul át, de az ellenállásos fékezéshez viszonyítva a nagyobb feszültség miatt azonos fékezőáram esetén többszörös energia veszteség lép fel. A megoldás további hiányossága, hogy a szabályozott hajtások igen nagy területén a hajtás természeténél fogva ez a fékezési mód nem alkalmazható.Counter-current braking occurs when the motor armature and excitation coil are connected in one direction of rotation, while the motor is rotated in the opposite direction by the external load torque. While counter-current braking can be applied to high torque, the engine must be switched off at the moment of stopping because it starts in the opposite direction. Therefore, this braking mode is mainly used for reversing, reversing drives, where braking and reverse acceleration are a single process. The braking energy is converted into heat here too, but in comparison with the resistance braking, multiple energy losses occur at the same brake current due to the higher voltage. A further disadvantage of the solution is that, due to the nature of the drive, in the very large area of the controlled drives, this braking mode is not applicable.
Ugyancsak a szabályozott négynegyedes villamos hajtások közé tartozik a több villamos gépből összeállított hajtásrendszer, a közismert és széles körben alkalmazott klasszikus példája; a Ward-Leonard hajtás. Ez a hajtás ugyan számos helyen, pl. hengerműveknél, a forgácsolóiparban hosszgyaluk, karusszelpadok, különleges esztergagépek hajtására, a bányászatban aknaszállítókhoz, papírgyártó gépsorokhoz, szélcsatornában, villamos- és Diesel-villamos mozdonyokban előnyös, azonban - különösen a kisebb teljesítmény-kategóriákban - hatásfoka roppant kedvezőtlen, helyigényes és létesítése költséges. Ellene szól az is, hogy napjainkban a korszerű félvezetős fordulatszabályozá2Controlled four-core electric drives also include a multi-electric drive system, a well-known and widely used classic example; the Ward-Leonard drive. Although this drive is in many places, e.g. in rolling mills, in the cutting industry for longitudinal, carousel, special turning machines, mining mines, papermaking lines, wind tunnels, electric and diesel electric locomotives, but especially in smaller power categories - its efficiency is extremely unfavorable, space-intensive and costly to set up. It is also against today's modern semiconductor reversal2
HU 210 107 Β sokkal tetszőleges teljesítményű, jóval kisebb helyigényű, jól kézben tartható villamos hajtások alakíthatók ki, amely hajtásokban azonban a szabályzó elektronika és berendezés költsége többszöröse magának a villamos forgógépének, emellett a hálózatot nem kívánt meddőárammal és felharmonikusokkal szennyezi.HU 210 107 Β can be used to produce much more power-consuming electric drives with much smaller footprint, but the cost of control electronics and equipment is multiplied by the electric rotating machine itself, and it contaminates the network with unwanted inertia and harmonics.
A találmánnyal célunk tehát olyan szabályozott négynegyedes hajtás fékezésére alkalmas kapcsolási elrendezés létrehozása, amely az eddig ismert megoldások előzőkben felsorolt hátrányait egyidejűleg kiküszöbölve, üzembiztosán, kis geometriai méretek, csekély energiafelhasználás és minimális létesítési költségek mellett - a hajtás félvezetős fordulatszabályozását kiegészítve - a szabályozáselmélet visszacsatolási elvén biztosítja a hajtás fordulatszám-tartásának beállítható érzékenységű fékezését minden olyan esetben, amikor a hajtómotor áramfelvétele egy tetszőlegesen beállított érték alá csökken.It is therefore an object of the present invention to provide a control arrangement suitable for braking a controlled four quadrant drive which simultaneously eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art solutions, with a low geometric size, low energy consumption and minimal installation costs, supplemented by the feedback principle of the drive semiconductor revolution. adjustable braking of the drive speed control in all cases where the drive motor current drops below an arbitrarily set value.
Találmányunk alapgondolata abból a felismerésből ered, hogy előnyös lehet a hajtásrendszer két feladatát - a gyorsítást és a lassítást, vagyis a hajtást és a fékezést - két, egymással mechanikusan kapcsolt, akár közös házba épített, de villamosán önálló géppel megoldani, továbbá, hogy a hajtómotor forgórészének áramkörében folyó áram értéke, változásának iránya és mértéke, illetve a hajtómotor tengelyének szögsebessége visszacsatolásra alkalmas információt vagy jelet nyújt a hajtómotor mindenkori terhelőnyomatékáról, és ezáltal a hajtómotor a vele mechanikusan közvetlenül vagy áttételezetten kapcsolódó segédgéppel tehetetlenségmentesen és rugalmasan fékezhető, amennyiben azt a célnak megfelelő módon alkalmasan fékezzük.The basic idea of the invention derives from the recognition that it may be advantageous to solve two tasks of the drive system - acceleration and deceleration, i.e. drive and braking - with two mechanically coupled machines, either integrated into a common housing but electrically self-contained, and that the drive motor is the current value, direction and extent of current flowing in the rotor circuit, or the angular velocity of the drive motor shaft, provide feedback or signal for the respective load torque of the drive motor, thereby enabling the drive motor to be mechanically and flexibly braked by a mechanically directly or indirectly coupled auxiliary motor, as long as it is suitable for the purpose brake properly.
A kitűzött feladatot tehát közös tengelyen elrendezett két villamos gépet tartalmazó négynegyedes hajtás fékezésének szabályozására alkalmas kapcsolási elrendezéssel oldottuk meg, amely hajtás külső gerjesztésű egyenáramú hajtómotort, és azzal közvetlenül vagy áttételezve mechanikusan összekapcsolt, egyenárammal gerjesztett kiálló pólusú állórészből összeállított fékezőgenerátort tartalmaz, ez utóbbi armatúraköre fékező ellenálláson keresztül zárt áramkörként van kialakítva.The object is thus achieved by means of a switching arrangement suitable for controlling the quadruple drive of a four-drive drive comprising two electric machines arranged on a common axis, which comprises a direct current driven DC drive motor and a directional or mechanically coupled braking generator assembled from a DC-powered protruding pole stator. it is designed as a closed circuit.
Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a hajtómotor főáramkörébe a hajtómotor tengelye forgatónyomatékával arányosan változó forgórészáramot figyelő áramérzékelő fokozat van iktatva, amely komparátor fokozathoz csatlakozik, és a komparátor fokozat kimenetére a generátor gerjesztőtekercse van rákötve, amely másrészről a komparátor fokozattal, az áramérzékelő fokozattal és a hajtómotor forgásirányát meghatározó polaritásváltó kapcsolón át a hajtómotor gerjesztőtekercsével közösítetten vezérlő áramforrásra kapcsolódik.In accordance with the present invention, this has been further developed by incorporating a current-sensing current level monitoring rotor current that is proportional to the torque of the drive motor, connected to the drive motor main circuit, and connected to the comparator stage output by the generator exciter coil, on the other hand, with the comparator stage, the current sensor stage. and is connected to a control power source in co-operation with the drive motor exciter coil via the drive motor rotation switch polarity switch.
A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyik előnyös kiviteli alakja értelmében az áramérzékelő fokozat áramfigyelő ellenállására emitterével a vezérlő áramforrás pozitív pólusára csatlakozó PNP tranzisztor bázisa bázisellenálláson keresztül van rákötve és a tranzisztor kollektora a komparátor fokozat első kapcsoló tranzisztorára kapcsolódik, amelynek emittere a második kapcsoló tranzisztor kollektorával közösítetten a vezérlő áramforrás pozitív pólusára, kollektora pedig az utóbbi bázisára van vezetve, és a második kapcsoló-tranzisztor komparátor fokozat kimenetét alkotó emittere csatlakozik a komparátor gerjesztő tekercsének egyik kivezetésére, amely másik kivezetésével a vezérlő áramfonás negatív pólusára csatlakozik, továbbá az első kapcsoló-tranzisztor bázisa bázisellenálláson keresztül ellenállás feszültségosztó kimenetével is össze van kötve.According to a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the base of the PNP transistor connected to the positive pole of the control current source is connected to its current resistor by a current resistor and the collector of the transistor is connected to the first switch transistor of the comparator stage, the emitter of which is connected to the collector of the second switch transistor. the positive pole of the control power source and the collector to the latter base, and the emitter of the second switch-transistor comparator stage output connects to one of the terminals of the comparator excitation coil, which is connected to the negative terminal of the control current, and the base of the first switch transistor on a base resistor It is also connected via a resistor voltage distribution output.
Ugyancsak előnyös az érzékenység fokozására, ha vagy a kapcsolási elrendezés áramfigyelő ellenállásának kimenete és az áramfigyelő fokozat tranzisztorának bázisellenállása közé az áramfigyelő ellenálláson eső vezérlőfeszültséghez hozzáadódó előfeszítő feszültséget szolgáltató feszültséggenerátor van iktatva, vagy az áramfigyelő ellenállásának kimenete és az áramfigyelő fokozat tranzisztorának bázisa közé - a komparátor fokozathoz hasonlóan - még egy erősítő tranzisztor fokozat van iktatva.It is also advantageous to increase the sensitivity when either a voltage generator providing a bias voltage added to the control voltage on the current monitoring resistor, or a current monitor output current output and the current monitor transistor base, to the comparator stage, is inserted between the current monitoring resistor output resistor output voltage control voltage similarly - even a amplifier transistor grade is enrolled.
A kitűzött feladatot továbbá olyan kapcsolási elrendezéssel oldottuk meg, amelyben a továbbfejlesztés értelmében a hajtómotor tengelye szöghelyzet távadóval áll mechanikusi kapcsolatban, amely a hajtómotor tengelye fordulatszámának a terhelőnyomaték változásával fordítottan arányos változásait detektáló komparátorfokozattal áll összeköttetésben, a komparátorfokozat kimenetére a generátor gerjesztőtekercse van rákötve, amely másrésztől a komparátorfokozattal és a hajtómotor forgásirányát meghatározó polaritásváltón át a hajtómotor gerjesztőtekercsével közösítetten vezérlő feszültségre kapcsolódik.In addition, the object of the present invention is to provide a switching arrangement in which, according to the further development, the drive shaft of the drive motor is mechanically coupled to a comparator section detecting changes in the rotational speed of the drive motor axis which is inversely proportional to the variation of the load torque, the output of the generator is connected to the generator coil. connected to the comparator section and through the polarity transducer defining the direction of rotation of the drive motor, coupled to the control voltage coupled to the drive motor excitation coil.
Utóbbi esetben előnyös, ha a szöghelyzet távadó a generátor tengelyével kapcsolatban álló optikai szöghelyzet távadó. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés további előnyös kiviteli alakja értelmében a fékező generátor forgórésze rövidre van zárva, amelynek révén a leghatásosabb fékezés érhető el.In the latter case, it is preferred that the angular position transmitter is an optical angular position transmitter associated with the generator shaft. According to a further preferred embodiment of the coupling arrangement according to the invention, the rotor of the braking generator is short-circuited to provide the most efficient braking.
A találmány szerinti kapcsolási elrendezés fő előnye, hogy tetszőleges teljesítményű és tetszőleges fordulatszám-szabályozással ellátott hajtómotor tehetetlenségmentes fékezését teszi lehetővé az ismert megoldásoknál jobb hatásfokkal, maga a fékezés a villamos hálózatra semmiféle visszahatással nincs, ugyanakkor a kapcsolási elrendezés felépítése igen egyszerű, a hétköznapi kereskedelemben kapható villamos alkatrészekből, illetve motorokból is összeállítható. A kapcsolási elrendezés külön előnye, hogy a fékezés szabályozása által rugalmasabb és gyorsabb lesz, mert amíg pl. a Ward-Leonard hajtás esetében a fékező hatás csak akkor jön létre, ha a hajtómotort túlforgatásra késztető terhelő nyomaték a motor fordulatszámát már oly mértékben megnövelte, hogy a motor ellenelektromotoros feszültsége a tápfeszültséget jóval túllépte, addig a találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél a hajtómotor fékezése a kívánt megfelelő küszöbérték beszabályozása alapján már akkor megkezdődik, amikor a hajtómotor armatúrájának tápláló áramerőssége az előre beállított küszöbérték alá csökken vagy azt eléri. Előnyként jelentkezik, hogy fékező generátorként bár3The main advantage of the coupling arrangement according to the invention is that it enables the inertial braking of the motor with any power and arbitrary speed control with better efficiency than the known solutions, the braking itself is not affected by the electric network, but the structure of the switching arrangement is very simple, available in everyday trade. can also be assembled from electrical components or motors. A particular advantage of the switching arrangement is that it will be more flexible and faster by controlling the braking, e.g. in the case of the Ward-Leonard drive, the braking effect is achieved only when the torque that causes the drive motor to overturn has increased the speed of the motor to such an extent that the counter-electromotive voltage of the motor has exceeded the supply voltage considerably, while in the switching arrangement according to the invention the braking of the drive motor is desired. by adjusting the appropriate threshold already begins when the supply current of the actuator arm falls below or reaches the preset threshold. It has the advantage of being a braking generator3
HU 210 107 Β milyen, a hajtásrendszer teljesítményétől és a mechanikus áttételtől függő teljesítményű külső egyenáramgerjesztésű motor megfelel, amely az ellenállásos fékezés alatt generátorként viselkedik. A fékező generátor megfelelő termikus méretezésével és a mechanikai áttétel megválasztásával a kapcsolási elrendezés gyakorlati kísérleti példányai szerint a rotor kialakításától függően a hajtómotor egészen megállásig fékezhető, sőt álló helyzetben villamosán rögzíthető, aminek az a magyarázata, hogy a kiálló pólusú generátor gerjesztő tekercsei elektromágnesként hatva nagyobb erővel tartják a forgórész pólusait a kialakított mágneses mező révén, mint a hajtómotor elfordító nyomatéka.210 What is the external DC excitation motor that is dependent on the power of the drive system and the mechanical transmission, which acts as a generator during resistance braking. By the appropriate thermal dimensioning of the braking generator and the selection of the mechanical transmission according to the practical experiments of the switching arrangement, depending on the design of the rotor, the drive motor can be braked up to the stop and can be electrically fastened in a standing position, which is explained by the fact that the excitation coils of the protruding pole generator act as electromagnets with higher force the rotor poles are held by the magnetic field formed as the pivoting torque of the drive motor.
A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnye minden eddig ismert szabályozott hajtásrendszerrel szemben az, hogy a hálózatot sem meddőárammal, sem hirtelen áramlökésekkel nem terheli, sem felharmonikus feszültségcsúcsokkal nem szennyezi.The advantage of the switching arrangement according to the invention over all the controlled drive systems known so far is that they do not load the network either with inertial current or with sudden current shocks, nor do they contaminate with harmonic peaks.
A találmányt a következőkben rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a kapcsolási elrendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük fel.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the switching arrangement is shown.
Az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy lehetséges kiviteli alakjának blokkvázlata, a 2. ábrán az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés részletesebb kapcsolási rajza látható.Fig. 1 is a block diagram of a possible embodiment of the circuit arrangement according to the invention, and Fig. 2 shows a more detailed circuit diagram of the circuit arrangement of Fig. 1.
Az 1. ábra tömbvázlatán egyenáramú külső gerjesztésű 1 hajtómotor és ugyancsak egyenáramú külső gerjesztésű 2 generátor tengelykapcsolón át közvetlen mechanikai kapcsolatban áll egymással. Jelen példában az 1 hajtómotor a rajzon nem ábrázolt felvonógép hajtómotorja, amelynél az 1 hajtómotor tengelyét terhelő külső nyomaték mindkét forgásirányban lehet pozitív vagy negatív előjelű. Az 1 hajtómotor armatúra-tekercselése közvetlenül U, tápfeszültség negatív sarkára, 3 áramérzékelő fokozaton át pedig U, tápfeszültség pozitív sarkára van csatlakoztatva. A 2 generátor armatúra áramköre Rf fékező ellenálláson át van zárt áramkörként kialakítva. Az 1 hajtómotor Rgm gerjesztő tekercselése polaritásváltó K, kapcsolón keresztül Uv vezérlőfeszültséget szolgáltató áramforrás pozitív és negatív sarkára van rákötve. A 3 áramérzékelő-fokozat kimenete 4 komparátor-fokozat bemenetére van vezetve, amelynek kimenete egyik kapcsával az Uv feszültség negatív sarkára kapcsolódó Rgg generátor gerjesztő tekercselés másik kapcsával van összekötve. A 3 áramérzékelő-fokozat, valamint a 4 komparátor-fokozat a tápellátás érdekében természetesen az Uv vezérlőfeszültség pozitív és negatív sarkával is össze van kötve.In the block diagram of Figure 1, the DC external excitation drive motor 1 and also the DC external excited generator 2 are directly coupled to each other via a direct coupling. In the present example, the drive motor 1 is the drive motor of a non-illustrated elevator machine, in which the outer torque exerted on the axis of the drive motor 1 can be either positive or negative in both directions of rotation. The armature winding of the drive motor 1 is connected directly to the negative pole of the supply voltage U, and to the positive pole of the supply voltage U for 3 current detection stages. The two alternator armature circuit is configured as closed circuit for braking resistor Rf. The R gm excitation winding of the drive motor 1 is coupled to the positive and negative corners of the power supply source providing the control voltage U v via a polarity switch K, switch. The output of the current sensor 3 is supplied to the input-stage four-stage comparator having an output terminal of R gg is connected to the negative pole generator voltage U v is connected to the other terminal of the excitation winding. Of course, the current sensor stage 3 and the comparator stage 4 are also connected to the positive and negative corners of the control voltage U v for power supply.
Ugyancsak az 1. ábrán jelöltük be a találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan változatát, ahol a négynegyedes hajtás fékezésének szabályozására nem az 1 hajtómotor armatúrájának áramváltozását használjuk fel. Ebben az esetben az 1 hajtómotor tengelyével, vagy a vele mechanikusan összekötött 2 generátor tengelyével 5 szöghelyzet távadó van társítva, amelynek kimenete van a 4 komparátor-fokozat bementére vezetve. Ezt a változatot az 1. ábrán szaggatott vonallal jelöltük be.Also shown in FIG. 1 is a variant of the circuit arrangement according to the invention where the current change of the armature of the drive motor 1 is not used to control the braking of the four-core drive. In this case, an angular position transmitter 5 is associated with the axis of the drive motor 1 or the axis of the generator 2 which is mechanically connected thereto, which output is directed to the inlet of the comparator 4. This version is indicated by a dashed line in Figure 1.
Az ismertetett példában a 2 generátor Rf fékezőellenállásának értéke nulla, tehát a 2 generátor forgórésze rövidre van zárva, és a rövidzárási áramot csupán a 2 generátor belső ellenállása korlátozza. Az Rf fékezőellenállás értékének változtatásával a 2 generátor fékezési karakterisztikája változtatható: növekvő Rf fékezőellenállásoknál a fékezési karakterisztika lágyabb lesz.In the described example, the value of the braking resistor R f of the generator 2 is zero, so the rotor of the generator 2 is short-circuited and the short-circuit current is limited only by the internal resistance of the generator 2. By varying the value of the braking resistor R f, the braking characteristic of the generator 2 can be varied: the braking characteristic of the brake resistors R f will be softer.
A 2. ábrán az 1. ábrán bemutatott tömbvázlat, azon belül a 3 áramérzékelő-fokozat és a 4 komparátor-fokozat kissé részletesebb kapcsolási rajzát tüntettük fel. Hangsúlyozzuk, hogy az itt közölt kapcsolási vázlat csupán egyetlen konkrét kiviteli alak, az egyes egységek ettől eltérő megvalósítása szakember számára nem okoz nehézséget.Figure 2 is a block diagram of the block diagram shown in Figure 1, including a slightly more detailed circuit diagram of the current sensor stage 3 and the comparator stage 4. It should be emphasized that the circuit diagram disclosed herein is only one specific embodiment, the different implementation of each unit does not cause any difficulty for the person skilled in the art.
Az 1 hajtómotor a 3 áramérzékelő-fokozat Rg áramfigyelő ellenállásán keresztül van az U, tápfeszültség pozitív sarkára kötve. Az ismertetett esetben az U, tápfeszültség pozitív sarka közösítva van az Uv vezérlőfeszültség pozitív sarkával. Az Re áramfigyelő ellenállás lehet egyetlen fix és természetesen igen kis értékű ellenállás, de potenciométerként is kialakítható, ebben az esetben a 3 áramérzékelő-fokozat a vezérlő jelet az Re áramfigyelő ellenállás csúszkájáról nyeri. Az Re áramfigyelő ellenállás csúszkája a rajzon láthatóan a rajta létrejövő vezérlőfeszültséghez hozzáadódó előfeszítő feszültséget létrehozó 6 feszültséggenerátoron keresztül van a 3 áramérzékelő fokozat Tj tranzisztorának R( bázisellenállásához csatlakoztatva. A PNP-típusú T] tranzisztor kollektora alkotja a 3 áramérzékelőfokozat kimenetét, amely a 4 komparátor-fokozat bemenetére, azaz T2 kapcsoló-tranzisztor bázisára csatlakozik. A t2 kapcsoló-tranzisztor R2 bázisellenálláson át Pj potenciométerrel megvalósított feszültségosztó kimenetével van összekötve, míg emittere Uv vezérlőfeszültség pozitív sarkára, kollektora pedig R3 bázisellenálláson át második T3 kapcsoló-tranzisztor bázisára van vezetve. A T3 kapcsoló-tranzisztor emittere szintén az Uv vezérlőfeszültség pozitív sarkára, a 4 komparátor-fokozat kimenetét képező kollektora pedig a 2 generátor Rgg gerjesztő tekercsének egyik kapcsára csatlakozik. Jelen példában T3 kapcsoló-tranzisztor kollektorára R4 előtétellenálláson át az Uv vezérlőfeszültség negatív sarkára kapcsolódó Ltl fényemittáló dióda is rá van kötve.The drive motor 1 is connected to the positive pole of power supply U via the current monitor Rg of the current sensor 3. In this case, the positive angle U of the supply voltage U is coupled to the positive pole of control voltage U v . The current monitoring resistor R e may be a single fixed and, of course, a very low value resistor, but may also be configured as a potentiometer, in which case the current sensor stage 3 receives the control signal from the current monitoring resistor slider R e . The current monitoring resistor slider R e is shown in the drawing through a voltage generator 6 generating a bias voltage which is added to the control voltage that is generated by it, and the collector of the current sensor stage Tj is connected to the current transducer 3, which is the comparator 4. -fokozat input, i.e., T 2 switching transistor base is connected. t 2 switch transistor is connected to a voltage divider output of the implemented Pj potentiometer for R2 bázisellenálláson while emitter U v control voltage positive terminal, while its collector through R 3 bázisellenálláson second T 3 switch- The emitter of the switching transistor AT 3 is also on the positive pole of the control voltage U v , and the collector of the comparator stage 4 outputs one of the generator R gg of the generator 2. terminal is connected. In this example, a light emitting diode L tl connected to the negative pole of the control voltage U v it is also connected via the R 4 előtétellenálláson T 3 switching transistor collector.
A találmány szerinti példakénti, rajzon ismertetett kapcsolási elrendezés a következőképpen működik:The exemplary circuit arrangement shown in the present invention operates as follows:
Az 1 hajtómotor armatúrája a hajtás mindenkori kiépítettségétől függően, vagy állandó feszültségű Ut tápfeszültségre van kötve, vagy pedig más ismert félvezetős fordulatszabályozó egység, például áramirányító egység Ut tápfeszültséget kiadó kimenetére kapcsolódik. Az 1 hajtómotor Rgm gerjesztő tekercse az 1 hajtómotor mindenkori kívánt forgásirányának megfelelő helyzetbe állított polaritásváltó K, kapcsolón keresztül van az Uv vezérlőfeszültségre kapcsolva. A tengelyén hajtónyomatékot szolgáltató 1 hajtómotor armatúraárama áthalad a 3 áramérzékelő-fokozat Re áramfigyelő ellenállásán. Az Re áramfigyelő ellenálláson a rajta áthaladó áram erősségétől függő nagyságú feszültségesés jön létre, amely a 6 feszültséggenerátorThe drive motor 1 is connected to the armature drive depending kiépítettségétől current or constant voltage U is the supply voltage, or other known solid state speed control device, such as power supply voltage control unit U is connected to the output rent. The R gm excitation coil of the drive motor 1 is connected to the control voltage U v via the switch polarity K, which is set to the desired rotational direction of the drive motor. The actuator current of the drive motor 1 providing the drive torque on its axis passes through the current monitoring resistor R e of the current sensor stage 3. The current monitoring resistor R e generates a voltage drop that depends on the strength of the current passing through it, which is the voltage generator 6
HU 210 107 Β azonos polaritású, beállítható feszültségével sorbakapcsolódva a 3 áramérzékelő-fokozat Ti tranzisztorának bázisára kerül. A T] tranzisztor bázisárama úgy van megválasztva, hogy teljes nyitásba vezérli a T2 tranzisztort, így az a 4 komparátor-fokozat T2 tranzisztorának bázis-emitter szakaszát söntöli. Ennek következtében a T2 kapcsolótranzisztor zár, és zárva tartja a második T3 kapcsoló-tranzisztort is, amely így szakadásként jelentkezik a 2 generátor Rgg gerjesztőtekercsének áramkörében. Az ily módon gerjesztés nélküli, rövidrezárt forgórészű 2 generátor fékező nyomaték létrehozása nélkül szabadon forog.HU 210 107 Β with the same polarity, adjustable voltage, is connected to the base of the current transistor Ti transistor. The base current of the transistors AT] is chosen to control the transistor T 2 completely so that it bases the base emitter section of the transistor T 2 of comparator 4. As a result, the switching transistor T 2 also closes and closes the second switching transistor T 3 , which thus becomes an open circuit in the generator coil R gg of the generator 2. In this way, the generator 2 without a short circuit rotor without excitation rotates freely without creating a braking torque.
Ha az 1 hajtómotor terhelő nyomatéka negatív irányban változik, az 1 hajtómotor armatúráján átfolyó áram erőssége csökkenni kezd, a terhelő nyomaték azonos értelmű további változása során nullára csökken, majd az áram iránya megfordul. A 3 áramérzékelő-fokozat aktiválásához szükséges vezérlő feszültségszinttől függően, a napjainkban ismert megoldásoktól eltérően, a találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél nincs szükség arra, hogy megvárjuk az 1 hajtómotor áramának nullára csökkenését, vagy az áramirány megfordulását, hanem már az Re áramfigyelő ellenálláson eső feszültség csökkenése elegendő ahhoz, hogy a T] tranzisztor bázisárama olyan kis értékűre csökkenjen, hogy a Tj tranzisztor lezárja. Ekkor megszűnik a T, tranzisztor sönt-hatása a T2 kapcsoló-tranzisztor bázisemitter szakasza között, és a T2 kapcsoló-tranzisztor bázisára az R3 bázisellenálláson keresztül a P| potenciométeren beállított értékű nyitófeszültség kerül. A T2 kapcsoló-tranzisztor bázisárama nyitásba vezérli a T2 kapcsoló-tranzisztort, ennek hatására nyit a T3 kapcsoló-tranzisztor is, és a 2 generátor Rgg gerjesztő tekercsét az Uv vezérlőfeszültség pozitív sarkára kapcsolja. A 2 generátor hirtelen maximális gerjesztést kap, és rövidrezárt forgórésze a kialakuló mágneses erőtérnek megfelelően hirtelen erős fékezőnyomatékot fejt ki a vele mechanikusan összekötött 1 hajtómotor tengelyére. Ennek hatására az 1 hajtómotor armatúraárama ismét megnő, és az Rg áramfigyelő ellenálláson eső feszültség késedelem nélkül nyitja a 3 áramérzékelő-fokozat T] tranzisztorát, az pedig lezárja a 4 komparátor-fokozat T3 kapcsoló-tranzisztorát és a 2 generátor gerjesztése megszűnik. A 4 komparátor-fokozat Pi potenciométerének beállításával határozhatjuk meg azt a küszöbszintet, amelyen a T2 kapcsoló-tranzisztor nyitni kezd.If the load torque of the drive motor 1 changes in a negative direction, the current of the current flowing through the valve of the drive motor 1 decreases, the load torque decreases to zero at the same time, and the direction of the current is reversed. Depending on the control voltage level required for activation of the current level 3, unlike the current state of the art, the switching arrangement according to the invention does not need to wait until the current of the drive motor 1 is reduced to zero or the current direction reverses, but the reduction of the voltage on the current current monitoring resistor is sufficient. so that the base current of the transistor T] is reduced to such a low value that the transistor Tj closes. T, shunt effect transistor is then terminated between the switching transistor T 2 bázisemitter section, and the base of transistor T2 switch-over the R 3 bázisellenálláson P | Potentiometer set voltage is set. The base current of the switch transistor AT 2 controls the switch transistor T 2 to open, thereby also triggering the switch transistor T 3 , and switching the generator coil R gg 2 of the generator 2 to the positive pole of control voltage U v . The generator 2 is suddenly subjected to maximum excitation, and the short-circuited rotor, in accordance with the emerging magnetic field, suddenly exerts a strong braking torque on the axis of the mechanically connected drive motor 1. As a result, the armature current of the drive motor 1 increases again, and the voltage at the current monitoring resistor Rg opens the transistor of the current sensor stage T] without delay, and closes the comparator stage T 3 switch transistor and the excitation of the generator 2 ceases. By setting the potentiometer Pi of the comparator stage 4, it is possible to determine the threshold level at which the switching transistor T 2 starts to open.
További beállítási lehetőséget biztosít az Re áramfigyelő ellenállás potenciométerként történő kialakítása, amellyek a küszöbfeszültséget a 3 áramérzékelő-fokozat T, tranzisztora számára be lehet állítani. A 1 hajtómotor szempontjából egyértelműen veszteségként fellépő feszültségesés az Re áramfigyelő ellenálláson nem előnyös, ennek értékét célszerű minél kisebbre választani. A feszültségesésnek azonban elegendően nagynak kell lennie ahhoz, hogy a 3 áramérzékelő-fokozat T] tranzisztorát nyitásba vezérelje. Ezt a látszólagos ellentmondást a 6 feszültséggenerátor révén oldhatjuk fel, amellyel egy állandó értékű, a T] tranzisztor nyitóirányú bázisfeszültségével sorbakapcsolódó előfeszítő feszültséget iktatunk az Re áramfigyelő ellenállás kimenete és a T] tranzisztor R| bázisellenállása közé. A 6 feszültséggenerátor kimenő feszültségét akkora értékre célszerű megválasztani, hogy önmagában még ne legyen képes nyitásba vezérelni a Ti tranzisztort, viszont az Re áramfigyelő ellenálláson eső igen kis feszültségértékkel sorbakapcsolódva a T] tranzisztort azonnal nyitásba vezérli. Látható tehát, hogy ilyen esetekben igen kis feszültségkiesés, illetve feszültségesésváltozás elegendő a 3 áramérzékelő-fokozat gyors fel-, illetőleg lekapcsolásához.Further adjustment is provided by the design of the current monitoring resistor R e as a potentiometer for setting the threshold voltage for the transistor of the current sensor stage T, 3. The voltage drop that is obviously a loss for the drive motor 1 on the current monitoring resistor R e is not advantageous; However, the voltage drop should be large enough to control the transistor of the current sensor stage T] 3. This apparent contradiction can be solved by the voltage generator 6, by which a bias voltage of a constant value, which is connected to the opening base voltage of the transistor T], is inserted into the current resistor R e and the transistor R T | base resistance. The output voltage of the voltage generator 6 should be chosen so that it is not yet able to control the transistor Ti itself, but when coupled with a very low voltage value on the current monitoring resistor R e directs the transistor T 1 to open immediately. Thus, it can be seen that in such cases, very low voltage drop or voltage drop change is sufficient to quickly switch on or off the current level 3.
Az ismertetett példából is látható, hogy a találmány szerinti kapcsolási elrendezés igen egyszerű felépítés mellett kifogástalanul teljesíti az elétűzött feladatot: a négynegyedes hajtás fékezését megbízhatóan, késedelem nélkül, másodpercenként akár több tízszer képes kiváltani és megszüntetni a fékező 2 generátor segítségével. Ez a 2 generátor az 1 hajtómotor és a 2 generátor közötti mechanikus áttétel függvényében méretezhető, így igen kis méretek és kis felvett villamos teljesítmény mellett igen jó hatásfokkal fékezi az 1 hajtómotort.It is also apparent from the example shown that the circuit arrangement according to the invention, in a very simple construction, satisfies the task precisely: the braking of the four-core drive can be reliably replaced without delay, tens of times per second by the braking generator 2. This generator 2 can be scaled as a function of the mechanical transmission between the drive motor 1 and the generator 2, so that with very small dimensions and low power consumption, the drive motor is braked very efficiently.
Természetesen lehetnek olyan alkalmazási esetek, ahol a durva, hirtelen fékezés nem kívánatos, ilyen esetekben a 2 generátor armatúrájának áramkörébe a kitűzött célnak megfelelő értékű Rf fékező ellenállást kell iktatni.Of course, there are cases where content is rough, hard braking is not desired, in such cases, correct the set target value of a resistor Rf armature of the generator 2 circuit must be disabled.
A példaként ismertetett kiviteli alakoknál a 4 komparátor-fokozat hiszterízismentes kialakítású, azonban semmi akadálya nincs annak, hogy külön beállítható hiszterízisű 4 komparátor-fokozatot alkalmazzunk a kapcsolás adott helyén.In the exemplary embodiments, the comparator stage 4 has a hysteresis-free design, but there is no obstacle to employing a separately adjustable hysteresis comparator stage 4 at a particular location of the switch.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU309291A HU210107B (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU309291A HU210107B (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU913092D0 HU913092D0 (en) | 1992-01-28 |
| HUT62425A HUT62425A (en) | 1993-04-28 |
| HU210107B true HU210107B (en) | 1995-02-28 |
Family
ID=10962516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU309291A HU210107B (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU210107B (en) |
-
1991
- 1991-09-27 HU HU309291A patent/HU210107B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU913092D0 (en) | 1992-01-28 |
| HUT62425A (en) | 1993-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3783359A (en) | Brushless d. c. motor using hall generators for commutation | |
| US5125067A (en) | Motor controls, refrigeration systems and methods of motor operation and control | |
| US7064513B2 (en) | Phase angle control for synchronous machine control | |
| US5376866A (en) | Motor controls, refrigeration systems and methods of motor operation and control | |
| US5168190A (en) | Reluctance-type motor | |
| US4565956A (en) | Fast-acting servo drive system | |
| US4639647A (en) | Four quadrant control of series motors | |
| JP2547553B2 (en) | Power supply current limiting device for DC motor and electric motor equipped with such limiting device | |
| EP0732802B1 (en) | Switched reluctance motor provided with rotor position detection | |
| US4626751A (en) | Direct-current motor without commutator | |
| US5194795A (en) | Drive system and a control unit therefor | |
| JP3676863B2 (en) | Circuit device for controlling an electronically rectified motor | |
| RU2146074C1 (en) | Electric drive system for lifting carriages | |
| US5661381A (en) | Apparatus for external inductance sensing for variable-reluctance motor commutation | |
| HU210107B (en) | Circuit arrangement for regulating braking of a quadruple drive containing two dynamoelectric machines arranged on a common shaft | |
| US6429614B1 (en) | Method and device for controlling an electronically commutated polyphase D.C. motor | |
| JPS5851793A (en) | Drive circuit for motor | |
| JP2898797B2 (en) | Induction motor | |
| SU1050074A1 (en) | Device for braking two-motor electric drive | |
| JP3814061B2 (en) | Motor control circuit | |
| WO1992005626A1 (en) | Apparatus for controlling series wound d.c. machines | |
| JPS60152280A (en) | Controller of separately-excited motor | |
| JP3800260B2 (en) | Brushless motor protection device | |
| JP3364289B2 (en) | Brushless Excitation Controller for Variable Speed Synchronous Motor | |
| JPS6241599Y2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |