RU1618249C

RU1618249C - Reversible electric motor drive

Info

Publication number: RU1618249C
Authority: RU
Inventors: О.А. Сафонов; Н.В. Тарасов; А.П. Шершаков
Original assignee: Научно-производственное объединение "Наука"
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: electric motor drive has power supply source connected with one lead to first and second excitation windings through first and second power keys coupled in series and through control unit with two controlling outputs. Electric motor drive is supplemented with two INHIBITION gates, two OR gates, delay gate. This provides for protection of power keys from abnormal operation modes of electric motor and for protection of electric motor against abnormal operation condition of control unit and power keys which increases considerably operational reliability of electric motor drive. EFFECT: increased operational reliability of electric motor drive. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборной электроавтоматике. The invention relates to electrical engineering and can be used in instrumentation automation.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности. The aim of the invention is to increase operational reliability.

На чертеже представлена схема электропривода. The drawing shows a diagram of an electric drive.

Электропривод содержит электродвигатель 1 с двумя обмотками возбуждения 2 и 3, источник питания 4, соединенный одним выводом с якорем электродвигателя 1, а другим - с первой и второй обмотками возбуждения 2 и 3 через последовательно соединенные первые и вторые силовые ключи 5, 6 и 7, 8, и блок управления 9 с двумя управляющими выходами. Кроме того, электропривод содержит два элемента ЗАПРЕТ 10 и 11, элемент ИЛИ 12, элемент задержки 13 и реле тока 14 . Реле тока 14 включено между объединенными выводами первых силовых ключей 5 и 6 и вторым выводом источника питания 4. Выход реле тока 14 через элемент задержки 13 подключен к запрещающим входам элементов ЗАПРЕТ 10 и 11 и первому входу элемента ИЛИ 12. Второй вход элемента ИЛИ 12 соединен с его выходом и с управляющими входами вторых силовых ключей 7 и 8, а выходы блока управления 9 подключены к другим входам элементов ЗАПРЕТ 10 и 11, соединенных выходами с управляющими входами соответствующих первых силовых ключей 5 и 6. The electric drive contains an electric motor 1 with two field windings 2 and 3, a power supply 4 connected to one terminal with an armature of the electric motor 1, and the other to the first and second field windings 2 and 3 through the first and second power switches 5, 6 and 7 connected in series, 8, and a control unit 9 with two control outputs. In addition, the drive contains two elements 10 and 11, an OR element 12, a delay element 13 and a current relay 14. A current relay 14 is connected between the combined terminals of the first power switches 5 and 6 and the second terminal of the power supply 4. The output of the current relay 14 through the delay element 13 is connected to the inhibit inputs of the elements BAN 10 and 11 and the first input of the OR element 12. The second input of the OR element 12 is connected with its output and with the control inputs of the second power keys 7 and 8, and the outputs of the control unit 9 are connected to other inputs of the elements BAN 10 and 11, connected by the outputs to the control inputs of the corresponding first power keys 5 and 6.

Электропривод работает следующим образом. The electric drive operates as follows.

При наличии напряжения питания и исправной работе блока управления 9 и электродвигателя 1 вращение и направление вращения его зависят от состояния выходов блока управления 9. If there is a supply voltage and proper operation of the control unit 9 and the motor 1, the rotation and direction of rotation of it depend on the state of the outputs of the control unit 9.

При логических нулях на обоих выходах блока управления 9 выходы логических элементов ЗАПРЕТ 10 и 11 также находятся в состоянии логического нуля и силовые управляющие ключи 5 и 6 разомкнуты, обмотки 2 и 3 электродвигателя 1 обесточены. Выходы реле тока 14, элемента задержки 13 и элемента ИЛИ 12 также находятся в состоянии логического нуля, а ключи 7 и 8 замкнуты. With logical zeros at both outputs of the control unit 9, the outputs of the logic elements FORBID 10 and 11 are also in the state of logical zero and the power control keys 5 and 6 are open, the windings 2 and 3 of the electric motor 1 are de-energized. The outputs of the current relay 14, the delay element 13 and the element OR 12 are also in a state of logical zero, and the keys 7 and 8 are closed.

Появление сигнала на одном из выходов блока управления 9 переводит соответствующий элемент ЗАПРЕТ 10 или 11 в состояние высокого логического уровня, благодаря чему открывается соответствующий силовой ключ 5 или 6 и электродвигатель 1 начинает вращаться в соответствующую сторону. Причем в момент включения электродвигателя из-за пускового тока, который обычно в 5-10 раз превышает номинальный, на время его действия включается реле тока 14, которое выбрано таким, что сигнал на его выходе появляется только при превышении номинального значения тока электродвигателя. Появление логической единицы на выходе реле тока 14 не изменяет состояние элемента ИЛИ 12 и силовых ключей 7 и 8, так как этому препятствует элемент задержки 13, время задержки которого больше длительности пускового импульса электродвигателя 1. После спада тока до номинального значения реле тока 14 снова возвращается в состояние низкого выходного уровня. The appearance of a signal at one of the outputs of the control unit 9 puts the corresponding element BAN 10 or 11 into a state of high logic level, which opens the corresponding power switch 5 or 6 and the motor 1 starts to rotate in the corresponding direction. Moreover, at the moment of turning on the electric motor due to the starting current, which is usually 5-10 times higher than the rated current, the current relay 14 is turned on for the duration of its operation, which is selected so that the signal at its output only appears when the rated current of the electric motor is exceeded. The appearance of a logical unit at the output of the current relay 14 does not change the state of the OR element 12 and power switches 7 and 8, as this is prevented by the delay element 13, the delay time of which is longer than the duration of the starting pulse of the electric motor 1. After the current drops to the nominal value of the current relay 14, it returns again to low output state.

Если в процессе работы в результате повышения напряжения источника питания 4, увеличения момента на валу электродвигателя 1 или короткого замыкания в его обмотках коммутируемый силовыми ключами 5 и 6 ток превысит номинальное значение, то высокий логический уровень на выходе реле тока 14 будет больше длительности задержки элемента задержки 13 и на его выходе появится логическая единица. Эта единица переведет элементы ЗАПРЕТ 10 и 11 в состояние низкого логического уровня, и силовые ключи 5 и 6 закроются, а обмотки 2 и 3 электродвигателя 1 обесточатся. If during operation, as a result of an increase in the voltage of the power supply 4, an increase in the moment on the shaft of the electric motor 1, or a short circuit in its windings, the current switched by power switches 5 and 6 exceeds the nominal value, then the high logic level at the output of the current relay 14 will be longer than the delay time of the delay element 13 and a logical unit will appear on its output. This unit will put the elements BAN 10 and 11 into a state of low logic level, and the power switches 5 and 6 will be closed, and the windings 2 and 3 of the electric motor 1 will be de-energized.

Одновременно в состояние высокого логического уровня переводится элемент ИЛИ 12 благодаря связи его выхода с входом, в результате чего он войдет в режим памяти, силовые ключи 7 и 8 закроются, препятствуя дальнейшему включению электродвигателя 1, а остальные элементы вернутся в исходное состояние. At the same time, the OR element 12 is transferred to the state of a high logical level due to the connection of its output with the input, as a result of which it enters the memory mode, the power switches 7 and 8 are closed, preventing further activation of the motor 1, and the remaining elements will return to their original state.

Повторное включение обеспечивается после устранения причин, вызвавших ненормальный режим работы. Restarting is ensured after eliminating the causes of the abnormal operation.

Так обеспечивается защита силовых управляющих ключей при неисправностях электродвигателя 1 и источника питания 4. This ensures the protection of power control keys in the event of a malfunction of the motor 1 and power supply 4.

Ненормальный режим работы может возникнуть и при отказе блока управления 9, когда на обоих его выходах появляется напряжение высокого логического уровня. При этом одновременно открываются силовые ключи 5 и 6, подключая обе обмотки 2 и 3 электродвигателя 1 к источнику питания 4. В этом случае ток, протекающий через силовые ключи 6 - 8 и токовое реле 14, определяется только активным сопротивлением обмоток возбуждения 2 и 3 и якоря электродвигателя и значительно превышает номинальный ток потребления. На выходе реле тока 14 появляется напряжение высокого логического уровня, что приводит к запиранию силовых ключей 7 и 8, защищая электродвигатель 1 от ненормального режима работы блока управления 9. An abnormal mode of operation can also occur if the control unit 9 fails, when a voltage of a high logic level appears on both of its outputs. At the same time, the power switches 5 and 6 are opened simultaneously, connecting both windings 2 and 3 of the electric motor 1 to the power source 4. In this case, the current flowing through the power switches 6 - 8 and the current relay 14 is determined only by the active resistance of the field windings 2 and 3 and motor anchors and significantly exceeds the rated current consumption. At the output of the current relay 14, a high logic level voltage appears, which leads to the locking of the power switches 7 and 8, protecting the motor 1 from the abnormal operating mode of the control unit 9.

Ненормальный режим работы может возникнуть также и при отказе (коротком замыкании) одного из силовых ключей 5 и 6. В этом случае одна из обмоток 2 или 3 электродвигателя 1 будет подключена к источнику питания 4 постоянно, а другая должна подключаться в соответствии с логикой работы блока управления 9. An abnormal mode of operation can also occur if one of the power switches 5 and 6 fails (short circuit). In this case, one of the windings 2 or 3 of the motor 1 will be connected to the power source 4 permanently, and the other should be connected in accordance with the logic of the unit management 9.

В этом случае возникает аварийный режим работы, аналогичный режиму при отказе блока управления. Поэтому при поступлении с выхода блока управления сигнала высокого уровня силовой ключ, противоположный отказавшему, сигналом с реле тока 14 через элемент задержки 13 и элемент ИЛИ 12 отключает силовые ключи 7 и 8, защищая электродвигатель 1 от ненормального режима управления, возникшего в результате отказа управляющего силового ключа. In this case, an emergency mode of operation occurs, similar to the mode when the control unit fails. Therefore, upon receipt of a high-level signal from the control unit output, the power switch, opposite to the failed one, by the signal from the current relay 14 through the delay element 13 and the OR element 12 turns off the power switches 7 and 8, protecting the motor 1 from the abnormal control mode resulting from the failure of the control power the key.

Таким образом в электроприводе за счет применения реле тока, элемента задержки, элемента ИЛИ и двух элементов ЗАПРЕТ обеспечивается защита силовых ключей от ненормального режима работы электродвигателя и защита электродвигателя от ненормального режима работы блока управления и силовых ключей, что значительно повышает эксплуатационную надежность устройства для управления электродвигателем. Thus, through the use of a current relay, a delay element, an OR element, and two PROHIBITION elements, the power keys are protected from the abnormal operating mode of the electric motor and the motor is protected from the abnormal operating mode of the control unit and power keys, which significantly increases the operational reliability of the device for controlling the electric motor .

Claims

REVERSE ELECTRIC DRIVE, containing an electric motor with two field windings, a power source connected to one terminal with the motor armature, and the other to the first and second field windings through the first and second power switches connected in series, and a control unit with two control outputs, characterized in that , in order to increase operational reliability, it is equipped with two elements of the PROHIBITION, an OR element, a delay element and a current relay, connected between the combined terminals of the first power switches and by the other output of the power source, the output of the current relay through the delay element is connected to the inhibitory inputs of the FORBID elements and the first input of the OR element, the second input of which is connected to its output and to the control inputs of the second power switches, and the outputs of the control unit are connected to other inputs of the FORBID connected outputs with control inputs of the corresponding first power keys.