RU2747221C1

RU2747221C1 - Dc motor controller (options)

Info

Publication number: RU2747221C1
Application number: RU2020127358A
Authority: RU
Inventors: Юрий Юрьевич Гаменок
Original assignee: Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики"
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2021-04-29

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: DC motor control device belongs to electrical engineering, namely to DC motor control devices, mainly when powered from a low-voltage source. According to the first embodiment, into a known DC motor control device, containing a power source, a bridge voltage inverter, a DC motor, an input capacitor filter, a switching unit, two temperature sensors, a control unit for a bridge voltage inverter, a switch and a drain circuit resistor, a current sensor bridge voltage inverter power supply, motor current sensor, key driver for bridge voltage inverter, power filter for bridge voltage inverter, converter stage control unit, three converter stages, each of which consists of one current sensor, one low-voltage inverter key driver, one low-voltage inverter, one transformer, one rectifier, are additionally introduced with appropriate connections the second power filter of the bridge inverter, a choke with two windings, two diodes, three capacitors, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and drain circuit second key, while the converter stage control unit is configured to implement the function of the converter stage current regulator and the algorithm for testing the initial state of the device, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device. In the second version, a second power filter for a bridge inverter, an inductor with two windings, two diodes, three capacitors, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and a second key of the drain circuit, a third resistor are additionally introduced into the known DC motor control device, a third resistor, while the converter stage control unit is configured to implement the function of the converter stage current regulator and the algorithm for initial testing of the device state, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device.EFFECT: technical result is to increase the reliability and expand the functionality.2 cl, 2 dwg

Description

Устройство управления двигателем постоянного тока относится к электротехнике, а именно к устройствам управления двигателями постоянного тока, преимущественно при питании от низковольтного источника.The DC motor control device relates to electrical engineering, namely to DC motor control devices, mainly when powered from a low-voltage source.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.The technical objective of the claimed invention is to improve the reliability and expand the functionality.

Известно устройство управления двигателем постоянного тока (патент RU 2584005 C1, Н02Р 7/28, Н02Р 7/285, Н02Н 7/085) [1], содержащее источник питания, преобразователь питания, блок включения, входной фильтр, четыре драйвера управления ключами мостового инвертора, мостовой инвертор, датчик тока, установленный в цепи двигателя.Known is a DC motor control device (patent RU 2584005 C1, Н02Р 7/28, Н02Р 7/285, Н02Н 7/085) [1], containing a power supply, a power converter, a switching unit, an input filter, four key control drivers for a bridge inverter , bridge inverter, current sensor installed in the motor circuit.

Недостатками указанного устройства являются:The disadvantages of this device are:

1) для защиты по току питания используется значение падения напряжения на параллельно соединенных полевых транзисторах блока включения, через которые протекает ток питания. При этом сопротивление канала полевого транзистора зависит от величины протекающего тока, температуры кристалла и напряжения затвор-исток транзистора. Таким образом, точность токового сигнала низкая и имеет температурную зависимость, при этом ошибка будет пропорциональна величине тока питания, что снижает надежность устройства;1) for protection over the supply current, the value of the voltage drop across the parallel-connected field-effect transistors of the switching unit, through which the supply current flows, is used. In this case, the resistance of the channel of the field-effect transistor depends on the value of the flowing current, the temperature of the crystal and the gate-source voltage of the transistor. Thus, the accuracy of the current signal is low and has a temperature dependence, while the error will be proportional to the magnitude of the supply current, which reduces the reliability of the device;

2) энергия торможения двигателя через обратные диоды транзисторов блока включения рекуперируется в источник питания. При этом обязательно параллельно источнику питания должна быть установлена аккумуляторная батарея или буферный емкостный фильтр с малым внутренним сопротивлением, чтобы обеспечить необходимый ток рекуперации. В противном случае, необходимая динамика при торможении и реверсе двигателя может быть не обеспечена, так как может произойти срабатывание защиты от превышения напряжения питания, что ограничивает область применения устройства.2) the braking energy of the motor through the reverse diodes of the transistors of the switching unit is recovered into the power supply. In this case, a storage battery or a buffer capacitive filter with a low internal resistance must be installed in parallel with the power source in order to provide the necessary regenerative current. Otherwise, the required dynamics during braking and motor reversal may not be provided, since the protection against supply overvoltage may be triggered, which limits the scope of the device.

Известно устройство управления двигателем постоянного тока (патент RU 22375810 C1, Н02Р 7/00, Н02Р 7/14) [2], содержащее источник питания, блок включения, входной емкостный фильтр, блок управления низковольтными инверторами напряжения, два датчика температуры, пять датчиков тока, четыре драйвера управления ключами, три низковольтных инвертора напряжения, три трансформатора, три блока выпрямителей-коммутаторов, блок рекуперации, блок управления коммутаторами, высоковольтный фильтр, ключ и резистор схемы слива, датчик напряжения, четыре ключа мостового инвертора напряжения, блок управления мостовым инвертором напряжения.Known is a DC motor control device (patent RU 22375810 C1, Н02Р 7/00, Н02Р 7/14) [2] containing a power supply, a switching unit, an input capacitive filter, a control unit for low-voltage voltage inverters, two temperature sensors, five current sensors , four key control drivers, three low-voltage voltage inverters, three transformers, three rectifier-commutator units, a regeneration unit, a commutator control unit, a high-voltage filter, a key and a drain circuit resistor, a voltage sensor, four keys of a bridge voltage inverter, a bridge voltage inverter control unit ...

Указанное устройство управления двигателем постоянного тока является наиболее близким по технической сущности с заявляемым устройством и выбрано в качестве прототипа.The specified DC motor control device is the closest in technical essence to the claimed device and is selected as a prototype.

Недостатками известного устройства, используемого в качестве прототипа, являются:The disadvantages of the known device used as a prototype are:

1) использование режима «жесткой» коммутации ключей мостового инвертора напряжения [3] при управлении двигателем в переходных режимах, что повышает рассеиваемую мощность на ключах, а, следовательно, снижает надежность;1) the use of the mode of "hard" switching of the keys of the bridge voltage inverter [3] when controlling the motor in transient modes, which increases the dissipated power on the keys, and, consequently, reduces the reliability;

2) отсутствие режима начального тестирования при включении устройства. При этом не проверяется начальное состояние устройства, а именно, параметры питания основных блоков и параметры, используемые при измерениях сигналов датчиков, что снижает надежность;2) lack of an initial test mode when the device is turned on. At the same time, the initial state of the device is not checked, namely, the power parameters of the main units and the parameters used when measuring the sensor signals, which reduces reliability;

3) отсутствие режима стабилизации тока питания в переходных режимах работы двигателя и при перегрузках в цепи двигателя, что снижает перегрузочные возможности и может приводить к ложным срабатывания схемы защиты по току питания при допустимых кратковременных перегрузках, а, следовательно, снижает надежность;3) the lack of a mode of stabilization of the supply current in transient modes of the motor operation and during overloads in the motor circuit, which reduces the overload capacity and can lead to false operation of the supply current protection circuit with permissible short-term overloads, and, therefore, reduces reliability;

4) отсутствие обратной связи по току в каждом конверторном каскаде, каждый из которых состоит из датчика тока, драйвера управления ключами, низковольтного инвертора напряжения, трансформатора и выпрямителя, что может привести к разбросу выходных напряжений конверторных каскадов, соединенных параллельно («не симметрии»). Это, в свою очередь, может привести к разному распределению токовой нагрузки на конверторные каскады, что снижает надежность;4) the lack of current feedback in each converter stage, each of which consists of a current sensor, a key driver, a low-voltage voltage inverter, a transformer and a rectifier, which can lead to a spread in the output voltages of the converter stages connected in parallel ("no symmetry") ... This, in turn, can lead to different distribution of the current load on the converter stages, which reduces reliability;

5) повышенная частота коммутации ключей мостового инвертора в режиме стабилизации тока двигателя в переходных режимах (в режиме ограничения тока). Это приводит к увеличению мощности рассеивания на ключах мостового инвертора и повышению уровня помех в цепях питания и управления, что может приводить к ложным срабатываниям схем защиты и сбоям в канале управления, что так же снижает надежность;5) increased switching frequency of the bridge inverter keys in the mode of stabilizing the motor current in transient modes (in the current limiting mode). This leads to an increase in the power dissipation on the keys of the bridge inverter and an increase in the level of noise in the power supply and control circuits, which can lead to false alarms of protection circuits and failures in the control channel, which also reduces reliability;

6) отсутствует возможность использования устройства управления двигателем постоянного тока в качестве замены ЭМУ (электро-машинного усилителя), которые широко применяются в существующих приводах постоянного тока, например привод наведения и стабилизации танкового вооружения 2Э42-2. Необходимость замены может возникнуть при модернизации находящихся в эксплуатации приводов постоянного тока с целью улучшения масса-габаритных показателей привода, увеличения КПД привода и расширения функциональных возможностей, так как в схеме мостового инвертора прототипа отсутствует резистор, имитирующий компенсационную обмотку ЭМУ одним выводом, соединенный с клеммой "О", через который протекает ток двигателя, соответствующая схема соединения диодов и ключей мостового инвертора и двух-полярное питание мостового инвертора, поэтому в прототипе не обеспечивается протекание тока двигателя через резистор относительно клеммы «О» в обоих направлениях. При использовании ЭМУ сигналы обратных связей по току двигателя и напряжению двигателя передаются на внешний блок управления приводом постоянного тока на основе ЭМУ относительно клеммы "0", это невозможно осуществить при использовании прототипа в качестве замены ЭМУ, что ограничивает функциональные возможности устройства; 7) в переходных режимах работы двигателя постоянного тока, таких как торможение и реверс, происходит замыкание коммутационных токов через один фильтр питания мостового инвертора не зависимо от знака ЭДС, это приводит к дополнительному внутреннему нагреву конденсаторов фильтра, что также снижает надежность.6) there is no possibility of using a DC motor control device as a replacement for an EMU (electric machine amplifier), which are widely used in existing DC drives, for example, a 2E42-2 tank armament guidance and stabilization drive. The need for replacement may arise during the modernization of the DC drives in operation in order to improve the weight and dimensions of the drive, increase the efficiency of the drive and expand the functionality, since in the bridge inverter circuit of the prototype there is no resistor simulating the compensation winding of the ECU with one terminal connected to the terminal " О ", through which the motor current flows, the corresponding connection diagram of the diodes and switches of the bridge inverter and the bipolar power supply of the bridge inverter, therefore, the prototype does not provide for the flow of motor current through the resistor relative to the terminal" О "in both directions. When using the ECU, feedback signals on the motor current and motor voltage are transmitted to the external DC drive control unit based on the ECU relative to terminal "0", this cannot be done when using the prototype as a replacement for the ECU, which limits the functionality of the device; 7) in transient operating modes of a DC motor, such as braking and reverse, the switching currents are closed through one power filter of the bridge inverter, regardless of the EMF sign, this leads to additional internal heating of the filter capacitors, which also reduces reliability.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства управления двигателем постоянного тока.The technical objective of the claimed invention is to improve the reliability and expand the functionality of the DC motor control device.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известное устройство управления двигателем постоянного тока по первому варианту, содержащее источник питания, мостовой инвертор напряжения, двигатель постоянного тока, входной конденсаторный фильтр, блок включения, два датчика температуры, блок управления мостовым инвертором напряжения, ключ и резистор схемы слива, датчик тока питания мостового инвертора напряжения, датчик тока двигателя, драйвер ключей мостового инвертора напряжения, фильтр питания мостового инвертора напряжения, блок управления конверторными каскадами, три конверторных каскада, каждый из которых состоит из одного датчика тока, одного драйвера управления ключами низковольтного инвертора напряжения, одного низковольтного инвертора напряжения, одного трансформатора, одного выпрямителя,The technical problem posed is achieved by the fact that the known DC motor control device according to the first version, which contains a power supply, a bridge voltage inverter, a DC motor, an input capacitor filter, a switching unit, two temperature sensors, a control unit for a bridge voltage inverter, a switch and a resistor drain circuits, supply current sensor for bridge voltage inverter, motor current sensor, key driver for bridge voltage inverter, power filter for bridge voltage inverter, control unit for converter stages, three converter stages, each of which consists of one current sensor, one driver for controlling keys of low-voltage inverter voltage, one low voltage voltage inverter, one transformer, one rectifier,

при этом источник питания своими выходами плюс и минус соединен с первым и вторым входами блока включения, первый и второй выходы блока включения соединены с первым и вторым входами входного конденсаторного фильтра, первый выход входного конденсаторного фильтра соединен с входами датчиков тока конверторных каскадов, выходы которых соединены с первыми входами низковольтных инверторов напряжения конверторных каскадов, вторые входы которых соединены со вторым выходом входного конденсаторного фильтра, а третьи входы управления инверторов напряжения конверторных каскадов соединены с выходами управления драйверов управления ключами инверторов напряжения конверторных каскадов, входы которых соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим выходами блока управления конверторными каскадами,while the power supply is connected with its plus and minus outputs to the first and second inputs of the switching unit, the first and second outputs of the switching unit are connected to the first and second inputs of the input capacitor filter, the first output of the input capacitor filter is connected to the inputs of the current sensors of the converter stages, the outputs of which are connected with the first inputs of the low-voltage voltage inverters of the converter stages, the second inputs of which are connected to the second output of the input capacitor filter, and the third control inputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the control outputs of the control drivers of the keys of the voltage inverters of the converter stages, the inputs of which are connected, respectively, to the first, second and the third outputs of the converter stage control unit,

два выхода инверторов напряжения конверторных каскадов соединены с первыми и вторыми входами первичных обмоток трансформаторов конверторных каскадов, первые, вторые и третьи выходы вторичных обмоток которых соединены, соответственно, с первыми вторыми и третьими входами выпрямителей конверторных каскадов, первые выходы которых соединены между собой и соединены с входом первого фильтра питания мостового инвертора, выход которого (клемма «+») соединен с первым входом датчика тока питания мостового инвертора, первый выход которого соединен с первым выводом первого резистора схемы слива и с первым выводом первого ключа мостового инвертора, второй выход соединен с первым выводом третьего ключа мостового инвертора, второй вывод первого ключа мостового инвертора соединен с первым выводом второго ключа мостового инвертора, второй вывод третьего ключа мостового инвертора соединен с первым выводом четвертого ключа мостового инвертора, второй вывод четвертого ключа мостового инвертора соединен со вторым выводом второго ключа мостового инвертора и с первым входом датчика тока двигателя, второй выход которого соединен с первым выходом двигателя постоянного тока,two outputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the first and second inputs of the primary windings of the converter stages, the first, second and third outputs of the secondary windings of which are connected, respectively, to the first second and third inputs of the converter stages rectifiers, the first outputs of which are connected to each other and connected to input of the first power filter of the bridge inverter, the output of which (terminal "+") is connected to the first input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first terminal of the first resistor of the drain circuit and to the first terminal of the first key of the bridge inverter, the second output is connected to the first terminal of the third key of the bridge inverter, the second terminal of the first key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the second key of the bridge inverter, the second terminal of the third key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the fourth key of the bridge inverter, the second terminal of the fourth key of the bridge inverter is connected to the second terminal of the second key of the bridge inverter and with the first input of the motor current sensor, the second output of which is connected to the first output of the DC motor,

входы управления первого, второго, третьего и четвертого ключей мостового инвертора соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами драйвера управления ключами мостового инвертора, вход которого соединен с первым выходом блока управления мостовым инвертором, второй вывод первого резистора схемы слива соединен с первым выводом первого ключа схемы слива, вход управления которого соединен со вторым выходом блока управления мостовым инвертором,the control inputs of the first, second, third and fourth switches of the bridge inverter are connected, respectively, to the first, second, third and fourth outputs of the driver for controlling the keys of the bridge inverter, the input of which is connected to the first output of the bridge inverter control unit, the second terminal of the first resistor of the drain circuit is connected to the first output of the first key of the drain circuit, the control input of which is connected to the second output of the bridge inverter control unit,

второй вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом второго датчика температуры, четвертый вход блока управления мостовым инвертором соединен с клеммой «Вх2» сигнала управления, пятый вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом датчика тока питания мостового инвертора, шестой вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом датчика тока двигателя,the second input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the second temperature sensor, the fourth input of the bridge inverter control unit is connected to the "Bx2" terminal of the control signal, the fifth input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the bridge inverter supply current sensor, the sixth input of the bridge inverter control unit is connected with the output of the motor current sensor,

пятый выход блока управления мостовым инвертором соединен со вторым входом блока управления конверторными каскадами, первый вход которого соединен с первым датчиком температуры, третий, четвертый и пятый входы блока управления конверторными каскадами соединены, соответственно, с сигнальными выходами датчиков тока первого, второго и третьего конверторных каскадов, клемма «Вх1» сигнала управления соединена с шестым входом блока управления конверторными каскадами, четвертый выход блока управления конверторными каскадами соединен со входом управления блока включения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены, согласно изобретению, второй фильтр питания мостового инвертора, дроссель с двумя обмотками, два диода, три конденсатора, блок обработки сигналов датчиков, блок обдува, второй резистор и второй ключ схемы слива, блок управления конверторными каскадами выполнен с возможностью реализации функции регулятора тока конверторных каскадов и алгоритма тестирования начального состояния устройства, а количество конверторных каскадов определяется необходимой выходной мощностью устройства управления двигателем постоянного тока,the fifth output of the bridge inverter control unit is connected to the second input of the converter stage control unit, the first input of which is connected to the first temperature sensor, the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit are connected, respectively, to the signal outputs of the current sensors of the first, second and third converter stages , terminal "Bx1" of the control signal is connected to the sixth input of the converter stage control unit, the fourth output of the converter stage control unit is connected to the control input of the switching unit, characterized in that, according to the invention, a second power filter of the bridge inverter, a choke with two windings, two diodes, three capacitors, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and a second key of the drain circuit, the converter stage control unit is configured to implement the function of the converter stage current regulator and the initial state testing algorithm device, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device,

при этом второй фильтр питания мостового инвертора первым входом соединен с общей точкой соединения входа первого фильтра питания мостового инвертора, клеммой «О», и вторым выходом выпрямителей конверторных каскадов, третьи выходы которых соединены между собой и со вторым входом второго фильтра питания мостового инвертора, выход которого (клемма «-») соединен со вторым входом датчика тока питания мостового инвертора, первый выход которого соединен с первым входом блока обработки сигналов датчиков, а второй выход соединен с первым выводом второго резистора схемы слива и вторым входом блока обработки сигналов датчиков, третий вход которого соединен с первым выходом двигателя постоянного тока, второй выход которого, с одной стороны, соединен с клеммой «Вых1» и с третьим входом блока управления мостовым инвертором, а с другой стороны, соединен общей точкой с первым выводом третьего конденсатора, четвертым входом блока обработки сигналов датчиков и с клеммой «0», причем, второй вывод третьего конденсатора соединен общей точкой со вторым и четвертым ключами мостового инвертора, и первым входом датчика тока двигателя,while the second power filter of the bridge inverter is connected by the first input to the common junction point of the input of the first power filter of the bridge inverter, terminal "O", and the second output of the rectifiers of the converter stages, the third outputs of which are connected to each other and to the second input of the second power filter of the bridge inverter, the output which (terminal "-") is connected to the second input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first input of the sensor signal processing unit, and the second output is connected to the first output of the second drain circuit resistor and the second input of the sensor signal processing unit, the third input which is connected to the first output of the DC motor, the second output of which, on the one hand, is connected to the "Out1" terminal and to the third input of the bridge inverter control unit, and on the other hand, is connected by a common point to the first output of the third capacitor, the fourth input of the processing unit sensor signals and with terminal "0", moreover, the second output is the third th capacitor is connected by a common point with the second and fourth keys of the bridge inverter, and the first input of the motor current sensor,

первый выход блока обработки сигналов датчиков соединен с первым входом блока управления мостовым инвертором, а второй выход блока обработки сигналов датчиков соединен с клеммой «Вых2»,the first output of the sensor signal processing unit is connected to the first input of the bridge inverter control unit, and the second output of the sensor signal processing unit is connected to the "Out2" terminal,

второй вывод второго резистора схемы слива соединен с первым выводом второго ключа схемы слива, вторые выводы первого и второго ключей схемы слива соединены между собой и с клеммой «0», вход управления второго ключа схемы слива соединен с третьим выходом блока управления мостовым инвертором, четвертый выход которого соединен со входом блока обдува,the second terminal of the second resistor of the drain circuit is connected to the first terminal of the second key of the drain circuit, the second terminals of the first and second keys of the drain circuit are connected to each other and to the terminal "0", the control input of the second key of the drain circuit is connected to the third output of the bridge inverter control unit, the fourth output which is connected to the inlet of the blower unit,

общая точка соединения выводов первого и второго ключей мостового инвертора соединена с катодом первого диода и с первым выводом первого конденсатора, анод первого диода соединен с первым выводом первой обмотки дросселя, второй вывод которого соединен общей точкой со вторым выводом первого конденсатора и с клеммой «0», первый вывод второй обмотки дросселя и первый вывод второго конденсатора соединены с клеммой «0», причем, второй вывод второй обмотки дросселя соединен с катодом второго диода, анод которого и второй вывод второго конденсатора соединены с общей точкой соединения третьего и четвертого ключей мостового инвертора.the common point of connection of the terminals of the first and second switches of the bridge inverter is connected to the cathode of the first diode and to the first terminal of the first capacitor, the anode of the first diode is connected to the first terminal of the first winding of the inductor, the second terminal of which is connected by a common point to the second terminal of the first capacitor and to the terminal "0" , the first terminal of the second winding of the inductor and the first terminal of the second capacitor are connected to the terminal "0", and the second terminal of the second winding of the inductor is connected to the cathode of the second diode, the anode of which and the second terminal of the second capacitor are connected to the common junction point of the third and fourth switches of the bridge inverter.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известное устройство управления двигателем постоянного тока по второму варианту, содержащее источник питания, мостовой инвертор напряжения, двигатель постоянного тока, входной конденсаторный фильтр, блок включения, два датчика температуры, блок управления мостовым инвертором напряжения, ключ и резистор схемы слива, датчик тока питания мостового инвертора напряжения, датчик тока двигателя, драйвер ключей мостового инвертора напряжения, фильтр питания мостового инвертора напряжения, блок управления конверторными каскадами, три конверторных каскада, состоящих из одного датчика тока, одного драйвера управления ключами низковольтного инвертора напряжения, одного низковольтного инвертора напряжения, одного трансформатора, одного выпрямителя,The technical problem posed is achieved by the fact that the known DC motor control device according to the second version, which contains a power source, a bridge voltage inverter, a DC motor, an input capacitor filter, a switching unit, two temperature sensors, a control unit for a bridge voltage inverter, a switch and a resistor drain circuits, supply current sensor for bridge voltage inverter, motor current sensor, key driver for bridge voltage inverter, power filter for bridge voltage inverter, control unit for converter stages, three converter stages consisting of one current sensor, one driver for controlling keys of low-voltage voltage inverter, one low voltage voltage inverter, one transformer, one rectifier,

при этом, источник питания своими выходами плюс и минус соединен с первым и вторым входами блока включения, первый и второй выходы блока включения соединены с первым и вторым входами входного конденсаторного фильтра, первый выход входного конденсаторного фильтра соединен с входами датчиков тока конверторных каскадов, выходы которых соединены с первыми входами низковольтных инверторов напряжения конверторных каскадов, вторые входы которых соединены со вторым выходом входного конденсаторного фильтра, а третьи входы управления инверторов напряжения конверторных каскадов соединены с выходами управления драйверов управления ключами инверторов напряжения конверторных каскадов, входы которых соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим выходами блока управления конверторными каскадами,at the same time, the power supply is connected with its plus and minus outputs to the first and second inputs of the switching unit, the first and second outputs of the switching unit are connected to the first and second inputs of the input capacitor filter, the first output of the input capacitor filter is connected to the inputs of the current sensors of the converter stages, the outputs of which connected to the first inputs of the low-voltage voltage inverters of the converter stages, the second inputs of which are connected to the second output of the input capacitor filter, and the third control inputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the control outputs of the control drivers for the keys of the voltage inverters of the converter stages, the inputs of which are connected, respectively, to the first, the second and third outputs of the converter stage control unit,

входы управления первого, второго, третьего и четвертого ключей мостового инвертора соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами драйвера управления ключами мостового инвертора, вход которого соединен с первым выходом блока управления мостовым инвертором,the control inputs of the first, second, third and fourth keys of the bridge inverter are connected, respectively, to the first, second, third and fourth outputs of the driver for controlling the keys of the bridge inverter, the input of which is connected to the first output of the control unit of the bridge inverter,

второй вывод первого резистора схемы слива соединен с первым выводом первого ключа схемы слива, вход управления которого соединен со вторым выходом блока управления мостовым инвертором,the second terminal of the first resistor of the drain circuit is connected to the first terminal of the first key of the drain circuit, the control input of which is connected to the second output of the bridge inverter control unit,

второй вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом второго датчика температуры, четвертый вход блока управления мостовым инвертором соединен с клеммой «Вх2» сигнала управления, пятый вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом датчика тока питания мостового инвертора, шестой вход блока управления мостовым инвертором соединен с выходом датчика тока двигателя, пятый выход блока управления мостовым инвертором соединен со вторым входом блока управления конверторными каскадами, первый вход которого соединен с первым датчиком температуры, третий, четвертый и пятый входы блока управления конверторными каскадами соединены, соответственно, с сигнальными выходами датчиков тока первого, второго и третьего конверторных каскадов, клемма «Вх1» сигнала управления соединена с шестым входом блока управления конверторными каскадами, четвертый выход блока управления конверторными каскадами соединен со входом управления блока включения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены, согласно изобретению, второй фильтр питания мостового инвертора, дроссель с двумя обмотками, два диода, три конденсатора, блок обработки сигналов датчиков, блок обдува, второй резистор и второй ключ схемы слива, третий резистор, блок управления конверторными каскадами выполнен с возможностью реализации функции регулятора тока конверторных каскадов и алгоритма тестирования начального состояния устройства, а количество конверторных каскадов определяется необходимой выходной мощностью устройства управления двигателем постоянного тока,the second input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the second temperature sensor, the fourth input of the bridge inverter control unit is connected to the "Bx2" terminal of the control signal, the fifth input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the bridge inverter supply current sensor, the sixth input of the bridge inverter control unit is connected with the output of the motor current sensor, the fifth output of the bridge inverter control unit is connected to the second input of the converter stage control unit, the first input of which is connected to the first temperature sensor, the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit are connected, respectively, to the signal outputs of the current sensors of the first , the second and third converter cascades, the "Вх1" control signal terminal is connected to the sixth input of the converter cascade control unit, the fourth output of the converter cascade control unit is connected to the control input of the switching unit, characterized in that it is supplemented with According to the invention, a second power filter for a bridge inverter, a choke with two windings, two diodes, three capacitors, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and a second key of the drain circuit, a third resistor, the control unit of the converter stages are made with the possibility of implementation functions of the current regulator of the converter stages and the algorithm for testing the initial state of the device, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device,

при этом, второй фильтр питания мостового инвертора первым входом соединен с общей точкой соединения входа первого фильтра питания мостового инвертора, клеммой «0», и вторым выходом выпрямителей конверторных каскадов, третьи выходы которых соединены между собой и со вторым входом второго фильтра питания мостового инвертора, выход которого (клемма «-») соединен со вторым входом датчика тока питания мостового инвертора, первый выход которого соединен с первым входом блока обработки сигналов датчиков, а второй выход соединен с первым выводом второго резистора схемы слива и вторым входом блока обработки сигналов датчиков, третий вход которого соединен с первым выходом двигателя постоянного тока, второй выход которого соединен общей точкой с клеммой «Вых1», с третьим входом блока управления мостовым инвертором и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен общей точкой с первым выводом третьего конденсатора, четвертым входом блока обработки сигналов датчиков и с клеммой «0», причем, второй вывод третьего конденсатора соединен общей точкой со вторым и четвертым ключами мостового инвертора, и первым входом датчика тока двигателя,in this case, the second power filter of the bridge inverter is connected by the first input to the common junction point of the input of the first power filter of the bridge inverter, terminal "0", and the second output of the rectifiers of the converter stages, the third outputs of which are connected to each other and to the second input of the second power filter of the bridge inverter, the output of which (terminal "-") is connected to the second input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first input of the sensor signal processing unit, and the second output is connected to the first output of the second drain circuit resistor and the second input of the sensor signal processing unit, the third the input of which is connected to the first output of the DC motor, the second output of which is connected by a common point to the terminal "Out1", to the third input of the bridge inverter control unit and to the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected by a common point to the first terminal of the third capacitor, the fourth input sensor signal processing unit and from terminals oh "0", moreover, the second terminal of the third capacitor is connected by a common point with the second and fourth keys of the bridge inverter, and the first input of the motor current sensor,

второй вывод второго резистора схемы слива соединен с первым выводом второго ключа схемы слива, вторые выводы первого и второго ключей схемы слива соединены между собой и с клеммой «0», вход управления второго ключа схемы слива соединен с третьим выходом блока управления мостовым инвертором, четвертый выход которого соединен с входом блока обдува,the second terminal of the second resistor of the drain circuit is connected to the first terminal of the second key of the drain circuit, the second terminals of the first and second keys of the drain circuit are connected to each other and to the terminal "0", the control input of the second key of the drain circuit is connected to the third output of the bridge inverter control unit, the fourth output which is connected to the inlet of the blower unit,

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые элементы достаточно хорошо известны в технике, но их введение в указанной связи в устройство управления двигателем постоянного тока, как по первому, так и по второму варианту, позволяет:Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the newly introduced elements are quite well known in the art, but their introduction in the specified connection into the DC motor control device, both according to the first and second options, allows:

1) исключить бросок тока питания, связанный с током обратного восстановления открытых обратных диодов ключей мостового инвертора (режим «жесткого» переключения), за счет использования в мостовом инверторе напряжения дополнительно двух диодов, дросселя с двумя обмотками и используемого алгоритма коммутации ключей мостового инвертора. При этом снижается мощность рассеивания на ключах при переключении и уровень помех в цепях питания, что повышает надежность устройства.1) eliminate the supply current surge associated with the reverse recovery current of the open reverse diodes of the bridge inverter keys ("hard" switching mode) by using two additional diodes in the bridge voltage inverter, a choke with two windings and the used bridge inverter switching algorithm. At the same time, the power dissipation on the keys during switching and the level of noise in the power circuits are reduced, which increases the reliability of the device.

2) определить начальное состояние конверторных каскадов и мостового инвертора напряжения, осуществить проверку уровня питающих напряжений драйверов и датчиков, за счет введения режима начального тестирования при включении устройства, что, в соответствии с используемым алгоритмом, позволяет отключить «неисправный» конверторный каскад. Одновременно вводятся изменения в режимы работы отдельных блоков устройства, а именно снижение токовых порогов конверторных каскадов для обеспечения функционирования устройства при меньшей допустимой выходной мощности, что повышает надежность устройства.2) determine the initial state of the converter cascades and the bridge voltage inverter, check the supply voltage level of the drivers and sensors, by introducing the initial test mode when the device is turned on, which, in accordance with the algorithm used, allows the “faulty” converter cascade to be turned off. At the same time, changes are introduced into the operating modes of individual units of the device, namely, a decrease in the current thresholds of the converter stages to ensure the operation of the device at a lower permissible output power, which increases the reliability of the device.

3) исключить срабатывание схемы защиты по току при кратковременных перегрузках по току в цепи двигателя, за счет использования в блоке управления конверторными каскадами регулятора суммарного тока питания конверторных каскадов. При этом опорное значение тока определяется максимально допустимым значением для каждого конверторного каскада с учетом температуры радиатора, на котором установлены ключи инверторов напряжения конверторных каскадов. При возникновении перегрузки конверторные каскады переходят в режим стабилизации тока и только через определенное время, которое определяется алгоритмом работы блока управления конверторными каскадами, происходит срабатывание токовой защиты. Это позволяет исключить срабатывания схемы защиты по току при возникновении кратковременных перегрузок в цепи двигателя и оптимизировать работу схемы защиты по току блока управления мостовым инвертором, так как в режиме ограничения тока питания напряжение на ключах мостового инвертора снижается, что повышает надежность устройства.3) to exclude the operation of the current protection circuit in case of short-term overcurrent in the motor circuit, due to the use in the control unit of the converter stages of the regulator of the total supply current of the converter stages. In this case, the reference current value is determined by the maximum permissible value for each converter stage, taking into account the temperature of the radiator, on which the switches of the voltage inverters of the converter stages are installed. When an overload occurs, the converter stages switch to the current stabilization mode and only after a certain time, which is determined by the algorithm of the converter stage control unit, the current protection is triggered. This makes it possible to exclude the operation of the current protection circuit in the event of short-term overloads in the motor circuit and to optimize the operation of the current protection circuit of the control unit of the bridge inverter, since in the mode of supply current limitation, the voltage on the keys of the bridge inverter decreases, which increases the reliability of the device.

4) обеспечить равномерное распределение тока нагрузки между параллельно соединенными конверторными каскадами, за счет применения в блоке управления конверторными каскадами регуляторов тока питания для каждого конверторного каскада, что повышает надежность устройства.4) to ensure uniform distribution of the load current between the parallel-connected converter stages, due to the use of supply current regulators for each converter stage in the converter stage control unit, which increases the reliability of the device.

5) снизить уровень мощности рассеивания в ключах мостового инвертора, а значит повысить надежность устройства, за счет использования двух-полярного питания мостового инвертора напряжения и соответствующей схемы соединений диодов и ключей мостового инвертора напряжения. Напряжение коммутации тока двигателя в режиме реверса определяется значением ЭДС и напряжением питания мостового инвертора напряжения, которое определяется напряжением внешнего источника питания устройства и коэффициентом трансформации трансформаторов конверторных каскадов, в отличие от прототипа, где напряжение коммутации в режиме реверса определяется как сумма ЭДС вращения двигателя и напряжения срабатывания схемы слива, которое значительно больше номинального значения напряжения питания, при этом, частота коммутации ключей мостового инвертора, которая пропорциональна суммарному напряжению в цепи двигателя, в заявляемом устройстве ниже, чем в прототипе.5) to reduce the level of power dissipation in the switches of the bridge inverter, which means to increase the reliability of the device, due to the use of a two-pole power supply of the bridge voltage inverter and the corresponding connection diagram of diodes and switches of the bridge voltage inverter. The switching voltage of the motor current in the reverse mode is determined by the EMF value and the supply voltage of the bridge voltage inverter, which is determined by the voltage of the external power source of the device and the transformation ratio of the transformers of the converter stages, in contrast to the prototype, where the switching voltage in the reverse mode is determined as the sum of the EMF of the motor rotation and voltage actuation of the drain circuit, which is significantly higher than the nominal value of the supply voltage, while the switching frequency of the bridge inverter keys, which is proportional to the total voltage in the motor circuit, in the claimed device is lower than in the prototype.

6) снизить нагрев конденсаторов фильтра в режимах реверса и торможения, а значит повысить надежность, за счет введения в мостовой инвертор напряжения двух диодов, дросселя и связей между ними, а так же использования для питания мостового инвертора двух-полярного питания. Коммутационные токи в режимах реверса и торможения двигателя постоянного тока замыкаются через первый или второй конденсаторные фильтры питания в зависимости от знака ЭДС, в отличие от прототипа, в котором токи коммутации замыкаются через один и тот же конденсаторный фильтр независимо от знака ЭДС.6) to reduce the heating of the filter capacitors in reverse and braking modes, and therefore to increase reliability, by introducing the voltage of two diodes, a choke and connections between them into the bridge inverter, as well as using a two-pole power supply to power the bridge inverter. The switching currents in the reverse and braking modes of the DC motor are closed through the first or second capacitor supply filters, depending on the emf sign, in contrast to the prototype, in which the switching currents are closed through the same capacitor filter, regardless of the emf sign.

Дополнительное введение в устройство управления двигателем постоянного тока по второму варианту, помимо вводимых элементов общих как для первого, так и второго варианта исполнения заявляемого устройства управления двигателем постоянного тока, в мостовой инвертор напряжения третьего резистора, имитирующего компенсационную обмотку ЭМУ, двух диодов и связей между ними, а так же, использование для питания мостового инвертора двух-полярного питания позволяет дополнительно использовать устройство в качестве замены ЭМУ в приводах постоянного тока [4], находящихся в эксплуатации, без изменения существующей схемы соединения между ЭМУ и системой управления приводом.An additional introduction to the DC motor control device according to the second option, in addition to the introduced elements common to both the first and second versions of the claimed DC motor control device, to the bridge voltage inverter of the third resistor, simulating the compensation winding of the ECU, two diodes and connections between them , as well as the use of a bipolar power supply for the bridge inverter power supply allows the device to be additionally used as a replacement for the ECU in DC drives [4] in operation, without changing the existing connection scheme between the ECU and the drive control system.

Это обеспечивает взаимозаменяемость с ЭМУ и возможность модернизации существующих приводов постоянного тока на основе ЭМУ с целью увеличения КПД, снижения тока потребления на холостом ходу и улучшения масса-габаритных показателей привода, что расширяет функциональные возможности устройства. Изобретение поясняется чертежами.This provides interchangeability with ECU and the possibility of upgrading existing DC drives based on ECU in order to increase efficiency, reduce no-load current consumption and improve the weight and dimensions of the drive, which expands the functionality of the device. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 приведена общая функциональная схема заявляемого устройства управления двигателем постоянного тока по первому варианту.FIG. 1 shows the general functional diagram of the inventive DC motor control device according to the first option.

На фиг. 2 приведена общая функциональная схема заявляемого устройства управления двигателем постоянного тока по второму варианту.FIG. 2 shows the general functional diagram of the inventive DC motor control device according to the second option.

Сокращения, принятые в тексте и на фигуре:Abbreviations used in the text and in the figure:

R - резистор;R - resistor;

Бвкл - блок включения;Bvkl - inclusion block;

БО - блок обдува;BO - blower unit;

БУКК - блок управления конверторными каскадами;BUKK - converter stage control unit;

БУМИ - блок управления мостовым инвертором напряжения;BUMI - control unit for bridge voltage inverter;

В - выпрямитель;B - rectifier;

ДВ - двигатель постоянного тока;DV - DC motor;

Др - драйвер ключей инвертора напряжения конверторного каскада;DR - the driver of the keys of the voltage inverter of the converter stage;

ДрИН - драйвер ключей мостового инвертора напряжения;DRIN - driver for the keys of the bridge voltage inverter;

ДТ - датчик тока;ДТ - current sensor;

ДТ-ДВ - датчик тока двигателя;DT-DV - motor current sensor;

Дтем - датчик температуры;Dtem - temperature sensor;

ДТПМИН - датчик тока питания мостового инвертора напряжения;DTPMIN - supply current sensor for the bridge voltage inverter;

ИП - источник питания;IP - power supply;

ИН - инвертор напряжения;IN - voltage inverter;

К - ключи мостового инвертора напряжения;K - keys of the bridge voltage inverter;

К СхС - ключ схемы слива;K CxS - drain circuit key;

КК - конверторный каскад;KK - converter stage;

МИН - мостовой инвертор напряжения;MIN - bridge voltage inverter;

БОСД - блок обработки сигналов датчиков;BOSD - sensor signal processing unit;

СхС - схема слива;CxS - drain scheme;

Т - трансформатор;T - transformer;

Ф - фильтр питания мостового инвертора;Ф - power filter for the bridge inverter;

Фвх - входной конденсаторный фильтр; ЭДС - электродвижущая сила; ЭМУ - электро-машинный усилитель.Фвх - input capacitor filter; EMF - electromotive force; EMU is an electro-machine amplifier.

Устройство управления двигателем постоянного тока по первому варианту (фиг. 1) содержит источник питания (ИП) 1, который клеммами «+» и «-» соединен со входами блока включения (Бвкл) 2, выходы которого соединены со входами входного конденсаторного фильтра (Фвх) 3, а вход управления блока включения (Бвк) 2 соединен с четвертым выходом блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, на шестой вход которого подается сигнал включения и управления с клеммы «Вх1», а первый вход блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4 соединен первым датчиком температуры (Дтем1) 5, три конверторных каскада (КК1, КК2, КК3) 6,7 и 8, каждый из которых состоит из датчика тока (ДТ1, ДТ2, ДТ3) 9,10,11, вход каждого из которых соединен с первым выходом конденсаторного фильтра (Фвх) 3, а сигнальный выход соединен, соответственно, с третьим, четвертым и пятым входами блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, инверторы напряжения (ИН1,ИН2, ИН3) 12,13, 14, первый вход которых соединен с выходом соответствующего датчика тока (ДТ1, ДТ2, ДТ3) 9,10,11, а второй вход соединен со вторым выходом входного конденсаторного фильтра (Фвх) 3, драйвера управления ключами инвертора (Др1, Др2, Др3) 15, 16, 17, выход которых соединен с третьим входом управления соответствующего инвертора напряжения (ИН1,ИН2, ИН3) 12,13,14, а вход каждого драйвера управления ключами инвертора (Др1, Др2, Др3) 15, 16, 17 соединен, соответственно, с первым, вторым и третьим выходами блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, трансформатора (T1, Т2, Т3) 18,19,20, первичная обмотка которых соединена с выходами инвертора напряжения (ИН1,ИН2, ИН3) 12,13, 14, и выпрямителя (B1, В2, В3) 21,22,23, входы которых соединены с выходами вторичной обмотки трансформатора (T1, Т2, Т3) 18,19,20, при этом, первые выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой и с входом первого фильтра питания мостового инвертора (Ф1) 24, третьи выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой и с входом второго фильтра питания мостового инвертора (Ф1) 25, а вторые выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой, клеммой «0» и с общей точкой соединения входа первого и входа второго фильтров питания мостового инвертора (Ф1, Ф2) 24, 25,The DC motor control device according to the first version (Fig. 1) contains a power source (PS) 1, which is connected by terminals "+" and "-" to the inputs of the switching unit (Bvkl) 2, the outputs of which are connected to the inputs of the input capacitor filter (Fvkh ) 3, and the control input of the switching unit (BVK) 2 is connected to the fourth output of the converter cascade control unit (BUKK) 4, to the sixth input of which the switch on and control signal is sent from the "Vx1" terminal, and the first input of the converter cascade control unit (BCCK) 4 is connected by the first temperature sensor (Dtem1) 5, three converter stages (KK1, KK2, KK3) 6,7 and 8, each of which consists of a current sensor (DT1, DT2, DT3) 9,10,11, the input of each of which connected to the first output of the capacitor filter (Fvx) 3, and the signal output is connected, respectively, to the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit (BUKK) 4, voltage inverters (IN1, IN2, IN3) 12,13, 14, the first whose input is connected to the output the corresponding current sensor (DT1, DT2, DT3) 9, 10, 11, and the second input is connected to the second output of the input capacitor filter (Fvx) 3, the driver for controlling the inverter keys (Dr1, Dr2, Dr3) 15, 16, 17, the output of which connected to the third control input of the corresponding voltage inverter (IN1, IN2, IN3) 12,13,14, and the input of each driver for controlling the keys of the inverter (Dr1, Dr2, Dr3) 15, 16, 17 is connected, respectively, to the first, second and third the outputs of the converter stage control unit (BUKK) 4, the transformer (T1, T2, T3) 18,19,20, the primary winding of which is connected to the outputs of the voltage inverter (IN1, IN2, IN3) 12,13, 14, and the rectifier (B1, B2, B3) 21,22,23, the inputs of which are connected to the outputs of the secondary winding of the transformer (T1, T2, T3) 18,19,20, while the first outputs of the converter stages rectifiers (B1, B2, B3) 21,22, 23 are connected to each other and to the input of the first power filter of the bridge inverter (F1) 24, the third outputs of the rectifiers of the converter stages (B1, B2, B3) 21, 22,23 are interconnected and with the input of the second power filter of the bridge inverter (F1) 25, and the second outputs of the rectifiers of the converter cascades (B1, B2, B3) 21,22,23 are interconnected, terminal "0" and with a common connection point the input of the first and the input of the second power supply filters of the bridge inverter (F1, F2) 24, 25,

выходы «+» и «-» фильтров питания мостового инвертора (Ф1, Ф2) 24 и 25 соединены с первым и вторым входами датчика тока питания мостового инвертора напряжения (ДТПМИН) 26, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27, и с первыми выводами резисторов схемы слива 28, 29, клемма «0» соединена с общей точкой соединения обмоток дросселя 30, общей точкой соединения демпфирующих конденсаторов 32, 33, 34 и четвертым входом блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27, второй выход которого соединен с клеммой «Вых2», выходы датчика тока питания мостового инвертора напряжения (ДТПМИН) 26 соединены так же с первыми выводами ключей мостового инвертора напряжения (К1) 35 и (К3) 36, второй вывод которых соединен, соответственно, с первым выводом ключей мостового инвертора напряжения (К2) 37, (К4) 38, катодом и анодом диодов 39,40 и, первым и вторым выводами конденсаторов 32 и 33. Вторые выводы ключей 37 и 38 соединены между собой, со вторым выводом конденсатора 34 и первым входом датчика тока 41 (ДТ-ДВ), выход которого соединен с первым выходом якорной обмотки двигателя (ДВ) 42 и третьим входом блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27, второй выход якорной обмотки двигателя 42 соединен с клеммой «Вых1» устройства, с первым выводом конденсатора 34 и клеммой «0». Входы управления ключей (К1-К4) 35-38 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами драйвера 43 (ДрИН), вход управления которого соединен с первым выходом блока управления мостовым инвертором (БУМИ) 44, вторые выводы резисторов схемы слива (R1CxC) 28 и (R2CxC) 29 соединены с первыми выводами ключей схемы слива (К1СхС) 45 и (К2СхС) 46, вторые выводы которых соединены между собой и с клеммой «0», управляющие входы ключей схемы слива (К1СхС) 45 и (К2СхС) 46 соединены со вторым и третьим выходами БУМИ 44, второй вход которого соединен с выходом второго датчика температуры (Дтем2) 47, четвертый выход БУМИ 44 соединен с входом блока обдува (БО) 48, первый вход БУМИ 44 соединен с первым выходом блока обработки сигналов датчиков 27, пятый вход БУМИ 44 соединен с сигнальным выходом датчика тока (ДТПМИН) 26, шестой вход БУМИ 44 соединен с сигнальный выходом датчика тока двигателя (ДТ-ДВ) 41, четвертый вход БУМИ 44 соединен с клеммой «Вх2», пятый выход БУМИ 44 соединен со вторым входом блока управления конверторными каскадами БУКК 4, третий вход БУМИ 44 соединен со вторым выходом якорной обмотки двигателя 42 и с клеммой «Вых1».the outputs "+" and "-" of the power filters of the bridge inverter (F1, F2) 24 and 25 are connected to the first and second inputs of the supply current sensor of the bridge voltage inverter (DTPMIN) 26, the first and second outputs of which are connected, respectively, to the first and second inputs of the sensor signal processing unit (BOSD) 27, and with the first terminals of the drain circuit resistors 28, 29, terminal "0" is connected to a common junction point of the choke windings 30, a common junction point of damping capacitors 32, 33, 34 and the fourth input of the signal processing unit sensors (BOSD) 27, the second output of which is connected to the "Out2" terminal, the outputs of the supply current sensor of the bridge voltage inverter (DTPMIN) 26 are also connected to the first terminals of the keys of the bridge voltage inverter (K1) 35 and (K3) 36, the second terminal of which connected, respectively, to the first terminal of the keys of the bridge voltage inverter (K2) 37, (K4) 38, the cathode and anode of the diodes 39.40 and, the first and second terminals of the capacitors 32 and 33. The second terminals of the switches 37 and 38 are connected with each other, with the second output of the capacitor 34 and the first input of the current sensor 41 (DT-DV), the output of which is connected to the first output of the motor armature winding (DW) 42 and the third input of the sensor signal processing unit (BOSD) 27, the second output of the motor armature winding 42 is connected to the terminal "Out1" of the device, with the first output of the capacitor 34 and the terminal "0". The control inputs of the keys (K1-K4) 35-38 are connected, respectively, to the first, second, third and fourth outputs of the driver 43 (DRIN), the control input of which is connected to the first output of the bridge inverter control unit (BUMI) 44, the second outputs of the circuit resistors drain (R1CxC) 28 and (R2CxC) 29 are connected to the first outputs of the drain circuit keys (К1СхС) 45 and (К2СхС) 46, the second outputs of which are connected to each other and to terminal "0", the control inputs of the drain circuit keys (К1СхС) 45 and (К2СхС) 46 are connected to the second and third outputs of the BUMI 44, the second input of which is connected to the output of the second temperature sensor (Dtem2) 47, the fourth output of the BUMI 44 is connected to the input of the blower unit (BO) 48, the first input of the BUMI 44 is connected to the first output of the unit processing the signals of the sensors 27, the fifth input of the BUMI 44 is connected to the signal output of the current sensor (DTPMIN) 26, the sixth input of the BUMI 44 is connected to the signal output of the motor current sensor (DT-DV) 41, the fourth input of the BUMI 44 is connected to the "Vx2" terminal, the fifth output BUMI 44 is connected with the second input of the control unit of the converter stages BUKK 4, the third input of the BUMI 44 is connected to the second output of the armature winding of the motor 42 and to the "Out1" terminal.

Устройство управления двигателем постоянного тока по второму варианту (фиг. 2) содержит источник питания (ИП) 1, который клеммами «+» и «-» соединен со входами блока включения (Бвкл) 2, выходы которого соединены со входами входного конденсаторного фильтра (Фвх) 3, а вход управления блока включения (Бвк) 2 соединен с четвертым выходом блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, на шестой вход которого подается сигнал включения и управления с клеммы «Вх1», первый вход блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4 соединен первым датчиком температуры (Дтем1) 5, три конверторных каскада (КК1, КК2, КК3) 6,7 и 8, каждый из которых состоит из датчика тока (ДТ1, ДТ2, ДТ3) 9,10,11, вход каждого из которых соединен с первым выходом конденсаторного фильтра (Фвх) 3, а сигнальный выход соединен, соответственно, с третьим, четвертым и пятым входами блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, инвертора напряжения (ИН1, ИН2, ИН3) 12,13, 14, первый вход которых соединен с выходом соответствующего датчика тока (ДТ1, ДТ2, ДТ3) 9,10,11, а второй вход соединен со вторым выходом входного конденсаторного фильтра (Фвх) 3, драйвера управления ключами инвертора (Др1, Др2, Др3) 15, 16, 17, выход которых соединен с третьим входом управления соответствующего инвертора напряжения (ИН1, ИН2, ИН3) 12,13,14, а вход каждого драйвера управления ключами инвертора (Др1, Др2, Др3) 15, 16, 17 соединен, соответственно, с первым, вторым и третьим выходами блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, трансформатора (Tl, Т2, Т3) 18,19,20, первичная обмотка которых соединена с выходами инвертора напряжения (ИН1,ИН2, ИН3) 12,13, 14, и выпрямителя (B1, В2, В3) 21,22,23, входы которых соединены с выходами трансформатора (T1, Т2, Т3) 18,19,20, при этом, первые выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой и с входом первого фильтра питания мостового инвертора (Ф1) 24, третьи выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой и со входом второго фильтра питания мостового инвертора (Ф1) 25, а вторые выходы выпрямителей конверторных каскадов (B1, В2, В3) 21,22,23 соединены между собой, клеммой "0" и с общей точкой соединения входа первого и входа второго фильтров питания мостового инвертора (Ф1, Ф2) 24, 25,The DC motor control device according to the second version (Fig. 2) contains a power source (PS) 1, which is connected by terminals "+" and "-" to the inputs of the switching unit (Bvkl) 2, the outputs of which are connected to the inputs of the input capacitor filter (Fvkh ) 3, and the control input of the switching unit (BVK) 2 is connected to the fourth output of the converter cascade control unit (BUKK) 4, to the sixth input of which the switch-on and control signal is sent from the "Bx1" terminal, the first input of the converter cascade control unit (BCCK) 4 connected by the first temperature sensor (Dtem1) 5, three converter stages (KK1, KK2, KK3) 6,7 and 8, each of which consists of a current sensor (DT1, DT2, DT3) 9,10,11, the input of each of which is connected with the first output of the capacitor filter (Фвх) 3, and the signal output is connected, respectively, with the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit (BUKK) 4, voltage inverter (IN1, IN2, IN3) 12,13, 14, the first input which is connected to the output of the corresponding of the corresponding current sensor (DT1, DT2, DT3) 9,10,11, and the second input is connected to the second output of the input capacitor filter (Fvx) 3, the driver for controlling the keys of the inverter (Dr1, Dr2, Dr3) 15, 16, 17, the output of which connected to the third control input of the corresponding voltage inverter (IN1, IN2, IN3) 12,13,14, and the input of each driver for controlling the keys of the inverter (Dr1, Dr2, Dr3) 15, 16, 17 is connected, respectively, to the first, second and third the outputs of the converter stage control unit (BUKK) 4, the transformer (Tl, T2, T3) 18,19,20, the primary winding of which is connected to the outputs of the voltage inverter (IN1, IN2, IN3) 12,13, 14, and the rectifier (B1, B2, B3) 21,22,23, the inputs of which are connected to the outputs of the transformer (T1, T2, T3) 18,19,20, while the first outputs of the rectifiers of the converter stages (B1, B2, B3) 21,22,23 are connected between themselves and with the input of the first power filter of the bridge inverter (F1) 24, the third outputs of the rectifiers of the converter stages (B1, B2, B3) 21,22,23 are connected to I am waiting for myself and with the input of the second power filter of the bridge inverter (F1) 25, and the second outputs of the rectifiers of the converter stages (B1, B2, B3) 21,22,23 are connected to each other, terminal "0" and with the common point of connection between the input of the first and the input the second power filters of the bridge inverter (F1, F2) 24, 25,

выходы «+» и «-» фильтров питания мостового инвертора (Ф1, Ф2) 24 и 25 соединены с первым и вторым входами датчика тока питания мостового инвертора напряжения (ДТПМИН) 26, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27 и с первыми выводами резисторов схемы слива 28, 29, клемма «0» соединена с общей точкой соединения обмоток дросселя 30, вторым выводом резистора (R) 31, общей точкой соединения демпфирующих конденсаторов 32, 33, 34 и четвертым входом блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27, второй выход которого соединен с клеммой «Вых2», выходы датчика тока питания мостового инвертора напряжения (ДТПМИН) 26 соединены так же с первыми выводами ключей мостового инвертора напряжения (К1) 35 и (К3) 36, второй вывод которых соединен, соответственно, с первым выводом ключей мостового инвертора напряжения (К2) 37, (К4) 38, катодом и анодом диодов 39,40 и, первым и вторым выводами конденсаторов 32 и 33. Вторые выводы ключей 37 и 38 соединены между собой, со вторым выходом конденсатора 34 и первым входом датчика тока 41 (ДТ-ДВ), выход которого соединен с первым выходом якорной обмотки двигателя (ДВ) 42 и третьим входом блока обработки сигналов датчиков (БОСД) 27, второй выход якорной обмотки двигателя 42 соединен с первым выводом резистора 31 и клеммой «Вых1» устройства. Входы управления ключей (К1-К4) 35-38 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходами драйвера 43 (ДрИН), вход управления которого соединен с первым выходом блока управления мостовым инвертором (БУМИ) 44, вторые выводы резисторов схемы слива (R1CxC) 28 и (R2CxC) 29 соединены с первыми выводами ключей схемы слива (К1СхС) 45 и (К2СхС) 46, вторые выводы которых соединены между собой и с клеммой «0», управляющие входы ключей схемы слива (К1СхС) 45 и (К2СхС) 46 соединены со вторым и третьим выходами БУМИ 44, второй вход которого соединен с выходом второго датчика температуры (Дтем2) 47, четвертый выход БУМИ 44 соединен с входом блока обдува (БО) 48, первый вход БУМИ 44 соединен с первым выходом блока обработки сигналов датчиков 27, пятый вход БУМИ 44 соединен с сигнальный выходом датчика тока (ДТПМИН) 26, шестой вход БУМИ 44 соединен с сигнальный выходом датчика тока двигателя (ДТ-ДВ) 41, четвертый вход БУМИ 44 соединен с клеммой «Вх2», пятый выход БУМИ 44 соединен со вторым входом блока управления конверторными каскадами БУКК 4, третий вход БУМИ 44 соединен с точкой соединения вывода резистора 31 и якоря двигателя 42 с клеммой «Вых1».the outputs "+" and "-" of the power filters of the bridge inverter (F1, F2) 24 and 25 are connected to the first and second inputs of the supply current sensor of the bridge voltage inverter (DTPMIN) 26, the first and second outputs of which are connected, respectively, to the first and second the inputs of the sensor signal processing unit (BOSD) 27 and with the first terminals of the drain circuit resistors 28, 29, the terminal "0" is connected to the common junction point of the choke windings 30, the second terminal of the resistor (R) 31, the common junction point of the damping capacitors 32, 33, 34 and the fourth input of the sensor signal processing unit (BOSD) 27, the second output of which is connected to the "Out2" terminal, the outputs of the supply current sensor of the bridge voltage inverter (DTPMIN) 26 are also connected to the first terminals of the keys of the bridge voltage inverter (K1) 35 and ( K3) 36, the second terminal of which is connected, respectively, to the first terminal of the keys of the bridge voltage inverter (K2) 37, (K4) 38, the cathode and anode of the diodes 39.40 and, the first and second terminals of the capacitors 32 and 33. The second the conclusions of the keys 37 and 38 are connected to each other, to the second output of the capacitor 34 and the first input of the current sensor 41 (DT-DV), the output of which is connected to the first output of the armature winding of the engine (DV) 42 and the third input of the sensor signal processing unit (BOSD) 27 , the second output of the armature winding of the motor 42 is connected to the first terminal of the resistor 31 and the terminal "Out1" of the device. The control inputs of the keys (K1-K4) 35-38 are connected, respectively, to the first, second, third and fourth outputs of the driver 43 (DRIN), the control input of which is connected to the first output of the bridge inverter control unit (BUMI) 44, the second outputs of the circuit resistors drain (R1CxC) 28 and (R2CxC) 29 are connected to the first outputs of the drain circuit keys (К1СхС) 45 and (К2СхС) 46, the second outputs of which are connected to each other and to terminal "0", the control inputs of the drain circuit keys (К1СхС) 45 and (К2СхС) 46 are connected to the second and third outputs of the BUMI 44, the second input of which is connected to the output of the second temperature sensor (Dtem2) 47, the fourth output of the BUMI 44 is connected to the input of the blower unit (BO) 48, the first input of the BUMI 44 is connected to the first output of the unit processing the signals of the sensors 27, the fifth input of the BUMI 44 is connected to the signal output of the current sensor (DTPMIN) 26, the sixth input of the BUMI 44 is connected to the signal output of the motor current sensor (DT-DV) 41, the fourth input of the BUMI 44 is connected to the "Vx2" terminal, the fifth output BUMI 44 is connected with the second input of the control unit of the converter cascades BUKK 4, the third input of the BUMI 44 is connected to the junction point of the output of the resistor 31 and the armature of the motor 42 with the "Out1" terminal.

Устройство управления двигателем постоянного тока по первому варианту работает следующим образом:According to the first version, the DC motor control device operates as follows:

При подаче через клемму «Вх1» сигнала включения устройства на блок управления конверторными каскадами (БУКК) 4, этот сигнал например, может быть напряжением питания, которое подается на маломощный вторичный источник питания, входящий в состав блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4, на выходе блока управления конверторными каскадами (БУКК) 4 формируется сигнал включения, поступающий на вход блока включения (Бвк) 2, в результате чего, на выходе блока включения (Бвк) 2 появляется напряжение питания, которое поступает на входной конденсаторный фильтр 3. С выхода Фвх 3 напряжение питания поступает на входы питания конверторных каскадов КК (6,7,8), количество конверторных каскадов в устройстве определяется параметрами трансформаторов и мощностью двигателя постоянного тока. Далее, в блоке управления конверторными каскадами (БУКК) 4 запускается программа начального тестирования устройства, при этом, программа тестирования проверяет напряжение питания датчиков тока (ДТ1, ДТ2, ДТ3) 9,10,11 конверторных каскадов и ток потребления каждого конверторного каскада. Если ток превышает значение тока холостого хода конверторного каскада, то формируется сигнал аварии, и через блок включения Бвк 2 силовое питание снимается.When the device switch-on signal is applied to the converter stage control unit (БУКК) 4 through the "Вх1" terminal, this signal, for example, can be the supply voltage, which is fed to the low-power secondary power source, which is part of the converter cascade control unit (БУКК) 4, on the output of the converter stage control unit (БУКК) 4, a turn-on signal is generated, which is fed to the input of the turn-on unit (BVK) 2, as a result of which a supply voltage appears at the output of the turn-on unit (BVK) 2, which is fed to the input capacitor filter 3. 3, the supply voltage is supplied to the power inputs of the converter stages KK (6,7,8), the number of converter stages in the device is determined by the parameters of the transformers and the power of the DC motor. Further, in the converter stage control unit (BUKK) 4, the program for the initial testing of the device is launched, while the testing program checks the supply voltage of the current sensors (DT1, DT2, DT3) 9,10,11 converter stages and the current consumption of each converter stage. If the current exceeds the value of the no-load current of the converter stage, then an alarm signal is generated, and the power supply is removed through the switching unit BVK 2.

В случае, если ток холостого хода соответствует норме, тестирование устройства продолжается, проверяется напряжение питания драйверов ключей инверторов напряжения (Др1, Др2, Др3) 15,16,17 конверторных каскадов и сигнал с первого датчика температуры (Дтем1) 5. После успешного прохождения теста сигналы управления с блока управления конверторными каскадами БУКК 4 подаются на драйверы ключей инверторов напряжения (Др1, Др2, Др3) 15,16,17 конверторных каскадов, выходы которых подключены к первичным обмоткам трансформаторов (Т1, Т2, Т3) 18,19,20 конверторных каскадов. На вторичных обмотках трансформаторов (Tl, Т2, Т3) 18,19,20 формируются двух-полярные импульсы напряжения, которые выпрямляются выпрямителями (Bl, В2, В3) 21,22 и 23. Импульсное напряжение подается на вход первого (Ф1) 24 и второго первого (Ф2) 25 фильтров питания мостового инвертора, на выходе которых формируется постоянное двух-полярное напряжение питания. Схема управления конверторными каскадами может быть выполнена на основе микроконтроллера, например 1986 ВЕ92У. Для коммутации ключей инверторов напряжения может быть применено, например, фазовое управление ключами [5]. Двух-полярное постоянное напряжение питания подается на силовые выводы ключей К1 35 и К3 36, при этом, средняя точка соединения первого и второго фильтров питания мостового инвертора (клемма «0») соединена со средней точкой первой и второй обмотки дросселя 30, общей точкой соединения ключей схемы слива 45, 46 и входом схемы обработки сигналов датчиков (БОСД) 27.If the no-load current corresponds to the norm, the testing of the device continues, the supply voltage of the voltage inverter key drivers (Др1, Др2, Др3) 15,16,17 converter stages and the signal from the first temperature sensor (Дtem1) 5 are checked. After successful passing of the test control signals from the control unit of converter cascades BUKK 4 are fed to the key drivers of voltage inverters (Dr1, Dr2, Dr3) 15,16,17 converter stages, the outputs of which are connected to the primary windings of transformers (T1, T2, T3) 18,19,20 converter cascades. On the secondary windings of transformers (Tl, T2, T3) 18,19,20 bipolar voltage pulses are formed, which are rectified by rectifiers (Bl, B2, B3) 21,22 and 23. The pulse voltage is applied to the input of the first (F1) 24 and the second first (F2) 25 power filters of the bridge inverter, at the output of which a constant bipolar supply voltage is formed. The control circuit of the converter stages can be made on the basis of a microcontroller, for example, 1986 BE92U. For switching the switches of voltage inverters can be applied, for example, phase control of the switches [5]. A bipolar constant supply voltage is supplied to the power terminals of the keys K1 35 and K3 36, while the middle point of connection of the first and second power filters of the bridge inverter (terminal "0") is connected to the middle point of the first and second windings of the choke 30, a common connection point the keys of the drain circuit 45, 46 and the input of the sensor signal processing circuit (BOSD) 27.

При подаче сигнала управления двигателем 42 на вход блока управления мостовым инвертором напряжения БУМИ 44, на выходах ШИМ блока управления БУМИ 44 формируются сигналы, поступающие на входы драйвера мостового инвертора ДрИН 43. С выходов драйвера ДрИН 43 усиленные сигналы управления поступают на управляющие выводы ключей К1-К4 35-38 мостового инвертора напряжения, на выходе мостового инвертора формируются импульсы напряжения, поступающие на якорную обмотку двигателя постоянного тока ДВ 42.When the motor control signal 42 is applied to the input of the control unit for the bridge voltage inverter BUMI 44, signals are generated at the PWM outputs of the control unit BUMI 44, which are fed to the inputs of the driver of the bridge inverter DRIN 43. From the outputs of the DRIN 43 driver, amplified control signals are fed to the control outputs of the keys K1- K4 35-38 bridge voltage inverter, voltage pulses are formed at the output of the bridge inverter, which are fed to the armature winding of the DC motor DV 42.

Устройство управления двигателем постоянного тока по второму варианту, схема которого приведена на фиг. 2, работает аналогично устройству по первому варианту.The DC motor control device according to the second embodiment, the diagram of which is shown in FIG. 2, works similarly to the first embodiment.

Дополнительно в устройство управления двигателем постоянного тока устанавливается резистор (R) 31, имитирующий компенсационную обмотку ЭМУ и имеющий соответствующее сопротивление, например, ЭМУ12ПМБ (см. Технические условия ОДМ.516.031-76), в случае использования устройства в качестве замены ЭМУ в приводах постоянного тока.Additionally, a resistor (R) 31 is installed in the DC motor control device, simulating the compensation winding of the ECU and having a corresponding resistance, for example, EMU12PMB (see Technical conditions ODM.516.031-76), in the case of using the device as a replacement for ECU in DC drives ...

В этом случае, двух-полярное постоянное напряжение питания, как и по первому варианту, подается на силовые выводы ключей К1 35 и КЗ 36, при этом, средняя точка соединения первого и второго фильтров питания мостового инвертора (клемма «0») соединена с выводом резистора 31, который имитирует компенсационную обмотку ЭМУ, например, ЭМУ12ГТМБ (см. Технические условия ОДМ.516.031-76), со средней точкой первой и второй обмотки дросселя 30, общей точкой соединения ключей схемы слива 45, 46 и входом схемы обработки сигналов датчиков (БОСД) 27.In this case, a bipolar constant supply voltage, as in the first option, is supplied to the power terminals of the keys K1 35 and KZ 36, while the middle point of connection of the first and second power filters of the bridge inverter (terminal "0") is connected to the output resistor 31, which simulates the compensation winding of the EMU, for example, EMU12GTMB (see Technical specifications ODM.516.031-76), with the midpoint of the first and second winding of the throttle 30, a common junction point of the drain circuit keys 45, 46 and the input of the sensor signal processing circuit ( BOSD) 27.

Режимы работы устройства управления двигателем постоянного тока как по первому, так и второму варианту:Modes of operation of the DC motor control device for both the first and second options:

1. Режим регулировки скорости вращения вала двигателя в соответствии со значением сигнала управления.1. Mode of adjusting the speed of rotation of the motor shaft in accordance with the value of the control signal.

В этом режиме на якорь двигателя подается импульсное напряжение с амплитудой, равной напряжению на фильтрах питания мостового инвертора, и длительностью, пропорциональной уровню сигнала управления. Отпирающий импульс подается на вход ключа К1 35, при этом ключ К2 37 открыт, а ключи К3 36 и К4 38 закрыты. Во время паузы ключ К1 35 закрывается и открывается ключ К4 38, при этом, ЭДС вращения двигателя замыкается через якорную обмотку двигателя по цепи:In this mode, a pulse voltage is supplied to the motor armature with an amplitude equal to the voltage on the power supply filters of the bridge inverter and a duration proportional to the level of the control signal. The unlocking pulse is fed to the input of the K1 35 key, while the K2 37 key is open, and the K3 36 and K4 38 keys are closed. During the pause, the K1 35 key closes and the K4 38 key opens, while the EMF of the engine rotation is closed through the anchor winding of the engine along the chain:

Первый вывод двигателя 42 -> датчик тока двигателя ДТ-ДВ 41 -> открытый ключ К4 38-> диод 40 -> нижняя по схеме обмотка дросселя 30 -> второй вывод двигателя 42 (По первому варианту исполнения устройства).The first output of the motor 42 -> the motor current sensor DT-DV 41 -> open key K4 38 -> diode 40 -> the lower winding of the choke 30 -> the second output of the motor 42 (According to the first version of the device).

Первый вывод двигателя 42 -> датчик тока двигателя ДТ-ДВ 41 -> открытый ключ К4 38->диод 40 -> нижняя по схеме обмотка дросселя 30 -> резистор R 31 -> второй вывод двигателя 42 (По второму варианту исполнения устройства).The first output of the motor 42 -> the motor current sensor DT-DV 41 -> the open key K4 38 -> diode 40 -> the lower winding of the choke 30 -> resistor R 31 -> the second output of the motor 42 (According to the second version of the device).

Соотношение длительности открытого состояния ключа К1 35 и периода коммутации (коэффициент заполнения) определяет, с учетом напряжения питания мостового инвертора, среднее напряжение на якоре двигателя, что при заданном моменте на валу двигателя (токе) определяет скорость вращения якоря двигателя. При этом, между моментом выключения ключа К1 35 и включением ключа К4 38 формируется временная пауза («мертвое время») для исключения сквозного тока по цепи питания. В момент действия паузы ток двигателя замыкается по цепи:The ratio of the duration of the open state of the K1 35 key and the switching period (duty cycle) determines, taking into account the supply voltage of the bridge inverter, the average voltage at the motor armature, which at a given torque on the motor shaft (current) determines the rotation speed of the motor armature. In this case, between the moment the key K1 35 is turned off and the key K4 38 is turned on, a temporary pause ("dead time") is formed to exclude the through current through the power circuit. At the moment of the pause, the motor current is closed in the circuit:

Якорь двигателя 42 -> фильтр Ф2 25 -> диоды закрытых ключей К3 36 и К4 38 -> датчик тока ДТ-ДВ 41 -> якорь двигателя 42 (По первому варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> filter F2 25 -> closed key diodes K3 36 and K4 38 -> current sensor DT-DV 41 -> motor armature 42 (According to the first version of the device).

Якорь двигателя 42 -> резистор R 31 -> фильтр Ф2 25 -> диоды закрытых ключей К3 36 и К4 38 -> датчик тока ДТ-ДВ 41-> якорь двигателя 42 (По второму варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> resistor R 31 -> filter F2 25 -> closed key diodes K3 36 and K4 38 -> current sensor DT-DV 41 -> motor armature 42 (According to the second version of the device).

При этом последующее включение ключа К4 38 происходит при напряжении равном напряжению на его открытом внутреннем диоде, что снижает потери при включении.In this case, the subsequent switching on of the K4 38 switch occurs at a voltage equal to the voltage on its open internal diode, which reduces turn-on losses.

С целью повышения быстродействия работы мостового инвертора напряжения (МИН) в переходных режимах работы электродвигателя, таких как реверс, разгон и торможение, и, соответственно, снижения времени разгона, торможения и реверса объекта управления, для управления МИН в переходных режимах применяется релейный режим стабилизации тока двигателя, при этом, МИН в этих режимах работает как управляемый источник тока, что обеспечивает минимально возможное время переходных процессов.In order to increase the operation speed of the bridge voltage inverter (MIN) in transient modes of electric motor operation, such as reverse, acceleration and deceleration, and, accordingly, reduce the acceleration, deceleration and reverse time of the control object, a relay current stabilization mode is used to control MIN in transient modes. motor, while MIN in these modes works as a controlled current source, which provides the minimum possible time of transient processes.

2. Режим разгона двигателя от ноля до максимальной скорости.2. Mode of acceleration of the engine from zero to maximum speed.

При подаче на вход блока управления мостовым инвертором напряжения БУМИ 44 сигнала управления максимальной величины отпирается ключ К1 35 и К2 37 мостового инвертора, ключи К3 36 и К4 38 закрыты, при этом на двигатель подается напряжение, равное напряжению питания мостового инвертора, по цепи:When the control signal of the maximum value is applied to the input of the control unit for the bridge inverter BUMI 44, the key K1 35 and K2 37 of the bridge inverter is unlocked, the keys K3 36 and K4 38 are closed, while the motor is supplied with a voltage equal to the supply voltage of the bridge inverter through the circuit:

Клемма «+» фильтра Ф1 24 ->открытые ключи К1 35, К2 37 -> датчик тока двигателя 41 -> якорь двигателя 42 -> клемма «0» (по первому варианту исполнения устройства).Terminal "+" of filter F1 24 -> open keys K1 35, K2 37 -> motor current sensor 41 -> motor armature 42 -> terminal "0" (according to the first version of the device).

Клемма «+» фильтра Ф1 24 ->открытые ключи К1 35, К2 37 -> датчик тока двигателя 41 -> якорь двигателя 42 -> резистор 31 -> клемма «0» (по второму варианту исполнения устройства).Terminal "+" of filter F1 24 -> open keys K1 35, K2 37 -> motor current sensor 41 -> motor armature 42 -> resistor 31 -> terminal "0" (according to the second version of the device).

При этом ток в цепи якоря возрастает в соответствии с формулой:In this case, the current in the armature circuit increases in accordance with the formula:

гдеWhere

τ - электрическая постоянная цепи якоря (равная отношению индуктивностиτ is the electrical constant of the armature circuit (equal to the ratio of the inductance

якоря к активному сопротивлению якоря);anchors to the active resistance of the anchor);

Rdv - суммарное активное сопротивление цепи двигателя;Rdv - total active resistance of the motor circuit;

Ер - напряжение на выходе фильтра;Ep is the voltage at the filter output;

Ueds - ЭДС вращения двигателя;Ueds - EMF of engine rotation;

I(0) - начальное значение тока равное нижнему порогу ограничения тока двигателя.I (0) - the initial value of the current equal to the lower threshold of the motor current limitation.

При достижении током верхнего порогового значения, которое задается БУМИ 44, происходит выключение ключей К1 35 и К2 37, при этом ток двигателя замыкается по цепи:When the current reaches the upper threshold value, which is set by the BUMI 44, the keys K1 35 and K2 37 are turned off, while the motor current is closed in the circuit:

Якорь двигателя 42 -> фильтр Ф2 25 -> обратные диоды ключей К3 36 и К4 38 -> якорь двигателя 42 (по первому варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> filter F2 25 -> reverse diodes of keys K3 36 and K4 38 -> motor armature 42 (according to the first version of the device).

Якорь двигателя 42 -> резистор R 31 -> фильтр Ф2 25 -> обратные диоды ключей К3 36 и К4 38 -> якорь двигателя 42 (по второму варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> resistor R 31 -> filter Ф2 25 -> reverse diodes of keys K3 36 and K4 38 -> motor armature 42 (according to the second version of the device).

При этом происходит снижение тока двигателя до значения нижнего порога ограничения тока, в соответствии с формулой:In this case, the motor current decreases to the value of the lower current limit threshold, in accordance with the formula:

гдеWhere

τ - электрическая постоянная цепи якоря;τ is the electric constant of the armature circuit;

I(1) - начальное значение тока равное верхнему порогу ограничения тока двигателя.I (1) - the initial value of the current equal to the upper limit of the motor current limitation.

После достижения током двигателя нижнего порога ограничения тока включается ключ К2 37, при этом ток замыкается по цепи:After the motor current reaches the lower current limiting threshold, the K2 37 key is turned on, while the current is closed in the circuit:

Якорь двигателя 42 -> верхняя по схеме обмотка дросселя 30 -> диод 39 -> открытый ключ К2 37 -> датчик тока двигателя 41 -> якорь двигателя 42 (по первому варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> upper choke winding 30 -> diode 39 -> open key K2 37 -> motor current sensor 41 -> motor armature 42 (according to the first version of the device).

Якорь двигателя 42 -> резистор R 31 -> верхняя по схеме обмотка дросселя 30 -> диод 39 -> открытый ключ К2 37 -> датчик тока двигателя 41 -> якорь двигателя 42 -> резистор R 31 (по второму варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> resistor R 31 -> upper choke winding 30 -> diode 39 -> open switch K2 37 -> motor current sensor 41 -> motor armature 42 -> resistor R 31 (according to the second version of the device).

Далее, с небольшой задержкой включается ключ К1 35 и процесс переключения повторяется. Задержка на включение К1 35 введена для исключения броска тока по цепи питания МИН в момент обратного восстановления диодов ключей К3 36 и К4 38, при этом, ток обратного восстановления диода 39 проходит через верхнюю по схеме обмотку дросселя 30 и его величина ограничена, тем самым исключается бросок тока обратного восстановления диодов закрытых ключей К3 36 и К4 38 по цепи питания при включении ключей К1 35 и К2 37, при этом снижается рассеиваемая мощность на ключах, тем самым повышается надежность и снижается уровень импульсных помех в цепях питания и сигнальных цепях, это повышает помехозащищенность устройства, что так же повышает надежность.Further, with a slight delay, the key K1 35 is turned on and the switching process is repeated. The delay for turning on K1 35 is introduced to exclude the inrush current through the MIN power circuit at the moment of reverse recovery of the diodes of the keys K3 36 and K4 38, while the reverse recovery current of the diode 39 passes through the upper winding of the choke 30 and its value is limited, thereby eliminating the inrush current of reverse recovery of diodes of closed keys K3 36 and K4 38 along the power circuit when the keys K1 35 and K2 37 are turned on, while the power dissipation on the keys decreases, thereby increasing reliability and reducing the level of impulse noise in the power supply circuits and signal circuits, this increases noise immunity of the device, which also increases reliability.

При этом условие выхода из режима ограничения тока двигателя:In this case, the condition for exiting the motor current limiting mode:

гдеWhere

Idv - ток двигателя на интервале импульса;Idv - motor current in the pulse interval;

Ер - напряжение на выходе фильтра питания мостового инвертора;Ер - voltage at the output of the power supply filter of the bridge inverter;

Ip(+) - верхний порог ограничения тока;Ip (+) - upper threshold of current limitation;

3. Режим торможения, изменение скорости вращения двигателя от максимального значения до ноля.3. Braking mode, changing the engine speed from the maximum value to zero.

При торможении вала двигателя сигнал управления, который подается на вход управления БУМИ 44 равен нулю, при этом ключи К2 36 и К4 38 открыты и цепь замыкания тока определяется знаком ЭДС (направлением вращения) двигателя. Пусть ЭДС направлена навстречу напряжению на фильтре Ф1 24, тогда ток двигателя замыкается по цепи:When braking the motor shaft, the control signal that is fed to the control input of the BUMI 44 is zero, while the keys K2 36 and K4 38 are open and the current circuit is determined by the sign of the EMF (direction of rotation) of the motor. Let the EMF be directed towards the voltage on the filter F1 24, then the motor current is closed in the circuit:

Якорь двигателя 42-> открытый ключ К4 38 -> диод 40 -> нижняя по схеме обмотка дросселя 30 -> якорь двигателя 42 (по первому варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> open key K4 38 -> diode 40 -> lower choke winding 30 according to the scheme -> motor armature 42 (according to the first version of the device).

Якорь двигателя 42-> открытый ключ К4 38 -> диод 40 -> нижняя по схеме обмотка дросселя 30 -> резистор 31 -> якорь двигателя 42 (по второму варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> open key K4 38 -> diode 40 -> lower choke winding 30 -> resistor 31 -> motor armature 42 (according to the second version of the device).

После достижения током двигателя верхнего порога ограничения тока ключ К4 38 размыкается, при этом ток сохраняет свое направление и замыкается по цепи:After the motor current reaches the upper current limiting threshold, the K4 38 key opens, while the current retains its direction and closes along the circuit:

Якорь двигателя 42 -> диоды закрытых ключей К2 37 и К1 35 -> фильтр питания Ф1 24 -> якорь двигателя 42 (по первому варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> closed key diodes K2 37 and K1 35 -> power filter F1 24 -> motor armature 42 (according to the first version of the device).

Якорь двигателя 42 -> диоды закрытых ключей К2 37 и К1 35 -> фильтр питания Ф1 24 -> резистор 31 -> якорь двигателя 42 (по второму варианту исполнения устройства).Motor armature 42 -> closed key diodes K2 37 and K1 35 -> power filter F1 24 -> resistor 31 -> motor armature 42 (according to the second version of the device).

После достижения током двигателя значения нижнего порога ограничения тока, включается ключ К4 38 и процесс повторяется, при этом ток обратного восстановления диодов ключей К1 35 и К2 37 замыкается по цепи:After the motor current reaches the value of the lower current limit threshold, the K4 38 key is turned on and the process is repeated, while the reverse recovery current of the diodes of the K1 35 and K2 37 keys is closed in the circuit:

Фильтр питания Ф1 24 ->обратные диоды К1 35 и К2 37 -> открытый ключ К4 38 -> диод 40 -> нижняя по схеме обмотка дросселя 30 -> фильтр Ф1 24.Power filter F1 24 -> reverse diodes K1 35 and K2 37 -> open key K4 38 -> diode 40 -> lower winding of the choke 30 -> filter F1 24.

4. Режим реверса состоит из режима торможения и последующего разгона вала двигателя.4. Reverse mode consists of a deceleration mode and subsequent acceleration of the motor shaft.

При торможении вала двигателя, в режиме ограничения тока двигателя, токи коммутации замыкаются через фильтр питания мостового инвертора (Ф1) 24 или (Ф2) 25 в зависимости от знака ЭДС вращения. При этом происходит заряд конденсаторов фильтра импульсными токами. При достижении порогового значения напряжения на конденсаторах фильтра питания мостового инвертора по сигналу с блока обработки сигналов датчиков на выходе блока управления мостовым инвертором формируется сигнал включения одного из ключей схемы слива 45 (К1СхС) или 46 (К2СхС), при этом на резисторах схемы слива 28 (R1CxC) или 29 (R2CxC) выделяется энергия торможения двигателя за вычетом активных потерь на ключах и в цепи двигателя.When braking the motor shaft, in the mode of limiting the motor current, the switching currents are closed through the power filter of the bridge inverter (F1) 24 or (F2) 25, depending on the sign of the EMF of rotation. In this case, the filter capacitors are charged with pulsed currents. When the threshold voltage value on the capacitors of the power filter of the bridge inverter is reached, according to the signal from the sensor signal processing unit at the output of the bridge inverter control unit, a signal is generated to turn on one of the switches of the drain circuit 45 (К1СхС) or 46 (К2СхС), while on the resistors of the drain circuit 28 ( R1CxC) or 29 (R2CxC), the engine braking energy is released minus active losses on the keys and in the motor circuit.

Мощность, выделяемая на резисторах схемы слива определяется формулой:The power allocated to the resistors of the drain circuit is determined by the formula:

гдеWhere

Pr - мощность выделяемая на резисторах схемы слива при торможении и реверсе;Pr is the power allocated on the resistors of the drain circuit during braking and reverse;

Ер_max - максимальное среднее напряжение на фильтрах питания мостового инвертора при котором срабатывает схема слива;Ер_max - maximum average voltage on the power supply filters of the bridge inverter at which the drain circuit is triggered;

Rsl - сопротивление резистора схемы слива.Rsl is the resistance of the drain circuit resistor.

С целью снижения нагрузки на резисторы схемы слива и, соответственно, снижения температуры нагрева резисторов, применен режим «разгрузки» схемы слива, суть которого заключается в выходе из режима ограничения тока при следующем условии:In order to reduce the load on the resistors of the drain circuit and, accordingly, reduce the heating temperature of the resistors, the "unload" mode of the drain circuit was applied, the essence of which is to exit the current limiting mode under the following condition:

гдеWhere

Idv_max - максимально допустимый импульсный ток двигателя;Idv_max - maximum allowable motor impulse current;

K - коэффициент меньше единицы, который выбирается из условий применения устройства управления двигателем постоянного тока и типа используемого двигателя.K is a coefficient less than one, which is selected from the conditions of use of the DC motor control device and the type of motor used.

Включение режима «разгрузки» схемы слива может происходить, например, по сигналу со второго датчика температуры 47.The activation of the "unloading" mode of the drain circuit can occur, for example, by a signal from the second temperature sensor 47.

Блок обдува 48 обеспечивает охлаждение радиаторов, на которых установлены транзисторные ключи инверторов напряжения конверторных каскадов и транзисторные ключи мостового инвертора напряжения, а также охлаждение резисторов схемы слива 28, 29. Блок обдува может управляться, например, по сигналу с датчиков температуры 5 и 47, а также в соответствии с алгоритмом управления.The blowing unit 48 provides cooling of the radiators on which the transistor switches of the voltage inverters of the converter stages and the transistor switches of the bridge voltage inverter are installed, as well as the cooling of the drain circuit resistors 28, 29. The blower unit can be controlled, for example, by a signal from the temperature sensors 5 and 47, and also in accordance with the control algorithm.

Конденсаторы 32, 33 и 34 выполняют роль демпферов при коммутации тока двигателя ключами мостового инвертора.Capacitors 32, 33 and 34 act as dampers when switching the motor current with the keys of the bridge inverter.

Блок обработки сигналов датчиков 27 выполняет роль фильтра и согласует по уровню сигналы напряжения и тока двигателя с блоком управления мостовым инвертором БУМИ 44 и внешним управляющим устройством.The sensor signal processing unit 27 plays the role of a filter and matches the level of the voltage and current signals of the motor with the control unit of the bridge inverter BUMI 44 and an external control device.

С целью исключения срабатывания защиты по току питания при возможных кратковременных перегрузках в цепи двигателя и обеспечения равномерного распределения токов конверторных каскадов, в блоке управления конверторными каскадами БУКК 4 реализованы регуляторы тока для каждого конверторного каскада, которые могут быть выполнены, например, на основе пропорционально-интегрально-дифференциальных (ПИД) регуляторов [6], при этом величина тока стабилизации определяется по формуле:In order to exclude the operation of the protection for the supply current in case of possible short-term overloads in the motor circuit and to ensure a uniform distribution of the currents of the converter stages, current regulators for each converter stage are implemented in the control unit of the converter stages BUKK 4, which can be performed, for example, on the basis of proportional-integral -differential (PID) controllers [6], while the value of the stabilization current is determined by the formula:

гдеWhere

Iop_n - опорное значение тока для каждого регулятора;Iop_n - current reference value for each regulator;

Ipit(t) - суммарный ток питания конверторных каскадов (сумма сигналов с датчиков тока конверторных каскадов); N - количество конверторных каскадов.Ipit (t) - total supply current of converter stages (sum of signals from current sensors of converter stages); N is the number of converter stages.

При этом должно выполняться условие: Ipit(t)≤Ipit_max,In this case, the condition must be met: Ipit (t) ≤Ipit_max,

где Ipit_max - ток стабилизации при перегрузке (максимальный ток питания).where Ipit_max - overload stabilization current (maximum supply current).

С целью исключения перегрева ключей конверторных каскадов, время режима ограничения тока ограничено.In order to prevent overheating of the switches of the converter stages, the time of the current limiting mode is limited.

С целью защиты двигателя от перегрева в БУМИ 44, реализована время-токовая защита, которая может быть выполнена, например, на основе интегратора. При этом время нахождения двигателя в режиме перегрузки будет ограничено.In order to protect the motor from overheating in the BUMI 44, time-current protection is implemented, which can be performed, for example, on the basis of an integrator. In this case, the time spent by the motor in overload mode will be limited.

Защита двигателя работает следующим образом: при возникновении перегрузки, например, при заклинивании вала двигателя, БУМИ 44 переходит в режим ограничения тока, при этом, время работы в этом режиме определяется алгоритмом защиты, далее, через заданное алгоритмом время происходит снижение порога ограничения тока, и работа в этом режиме заданное алгоритмом время, затем, если перегрузка не была устранена, происходит выключение ключей мостового инвертора и выдача сигнала аварии на внешний блок управления.Motor protection works as follows: when an overload occurs, for example, when the motor shaft is jammed, BUMI 44 goes into the current limiting mode, while the operating time in this mode is determined by the protection algorithm, then after a time set by the algorithm, the current limiting threshold decreases, and operation in this mode for the time specified by the algorithm, then, if the overload has not been eliminated, the switches of the bridge inverter are turned off and an alarm is issued to the external control unit.

Предлагаемое техническое решение подтверждено математическим моделированием, стендовыми испытаниями, а также испытаниями в составе привода.The proposed technical solution is confirmed by mathematical modeling, bench tests, as well as tests as part of the drive.

Источники информации:Information sources:

1. Шашок В.Н., Филиппов СИ., Николаев В.Я., Курдубанов С.А., Азаркин Д.В., Патушин Д.Н. Устройство управления двигателем постоянного тока// Патент РФ №2584005, 2016. Бюл. №14.1. Shashok V.N., Filippov S.Ya., Nikolaev V.Ya., Kurdubanov S.A., Azarkin D.V., Patushin D.N. DC motor control device // RF Patent №2584005, 2016. Bul. No. 14.

2. Гаменюк Ю.Ю. Устройство управления двигателем постоянного тока// Патент РФ №2375810, 2009. Бюл. №34.2. Gamenyuk Yu.Yu. DC motor control device // RF Patent №2375810, 2009. Bul. No. 34.

3. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника / В.И. Мелешин. -М: Техносфера, 2005. - С. 316.3. Meleshin V.I. Transistor converter technology / V.I. Meleshin. -M: Technosphere, 2005 .-- S. 316.

4. Расчет автоматических систем / под ред. А.В. Фатеевой, А.А. Вавилова, Л.П. Смольникова, А. И. Солодовникова, В.В. Яковлева. -М: Высшая школа, 1973. - С. 30.4. Calculation of automatic systems / ed. A.V. Fateeva, A.A. Vavilova, L.P. Smolnikova, A.I. Solodovnikova, V.V. Yakovleva. -M: Higher school, 1973 .-- S. 30.

5. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника / В.И. Мелешин-М: Техносфера, 2005. - С. 339.5. Meleshin V.I. Transistor converter technology / V.I. Meleshin-M: Technosphere, 2005 .-- S. 339.

6. Козаченко В.Ф. Практическое руководство по применению 16-ти разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 в встроенных системах управления/ В.Ф. Козаченко. -М: ЭКОМ, 1997. -500 с.6. Kozachenko V.F. Practical guide to the use of 16-bit Intel MCS-196/296 microcontrollers in embedded control systems / V.F. Kozachenko. -M: ECOM, 1997. -500 p.

Claims

1. A DC motor control device containing a power source, a bridge voltage inverter, a DC motor, an input capacitor filter, a switching unit, two temperature sensors, a bridge voltage inverter control unit, a switch and a drain circuit resistor, a power supply current sensor for a bridge voltage inverter, motor current sensor, key driver for bridge voltage inverter, power filter for bridge voltage inverter, converter stage control unit, three converter stages, each of which consists of one current sensor, one low-voltage voltage inverter key driver, one low-voltage voltage inverter, one transformer, one rectifier,

while the power supply is connected with its plus and minus outputs to the first and second inputs of the switching unit, the first and second outputs of the switching unit are connected to the first and second inputs of the input capacitor filter, the first output of the input capacitor filter is connected to the inputs of the current sensors of the converter stages, the outputs of which are connected with the first inputs of the low-voltage voltage inverters of the converter stages, the second inputs of which are connected to the second output of the input capacitor filter, and the third control inputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the control outputs of the control drivers of the keys of the voltage inverters of the converter stages, the inputs of which are connected respectively to the first, second and third outputs of the converter stage control unit,

two outputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the first and second inputs of the primary windings of the converter stages, the first, second and third outputs of the secondary windings of which are connected respectively to the first second and third inputs of the converter stages rectifiers, the first outputs of which are interconnected and connected to the input of the first the power filter of the bridge inverter, the output of which (terminal "+") is connected to the first input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first terminal of the first resistor of the drain circuit and to the first terminal of the first key of the bridge inverter, the second output is connected to the first terminal of the third key of the bridge inverter, the second terminal of the first key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the second key of the bridge inverter, the second terminal of the third key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the fourth key of the bridge inverter, the second terminal of the fourth key of the bridge inverter is connected to the second terminal of the second key of the bridge inverter and with the first input of the motor current sensor, the second output of which is connected to the first output of the DC motor,

the control inputs of the first, second, third and fourth keys of the bridge inverter are connected, respectively, to the first, second, third and fourth outputs of the driver for controlling the keys of the bridge inverter, the input of which is connected to the first output of the control unit of the bridge inverter,

the second terminal of the first resistor of the drain circuit is connected to the first terminal of the first key of the drain circuit, the control input of which is connected to the second output of the bridge inverter control unit,

the second input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the second temperature sensor, the fourth input of the bridge inverter control unit is connected to the "Bx2" terminal of the control signal, the fifth input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the bridge inverter supply current sensor, the sixth input of the bridge inverter control unit is connected with the output of the motor current sensor, the fifth output of the bridge inverter control unit is connected to the second input of the converter stage control unit, the first input of which is connected to the first temperature sensor, the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit are connected, respectively, to the signal outputs of the current sensors of the first, second and the third converter cascades, the "Вх1" control signal terminal is connected to the sixth input of the converter cascade control unit, the fourth output of the converter cascade control unit is connected to the control input of the switching unit, characterized in that it is supplemented with The second power filter of the bridge inverter, a choke with two windings, two diodes, three capacitors, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and a second key of the drain circuit are introduced, the converter stage control unit is designed to implement the function of the converter stage current regulator and the algorithm testing the initial state of the device, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device,

while the second power filter of the bridge inverter is connected by the first input to the common junction point of the input of the first power filter of the bridge inverter, terminal "0", and the second output of the rectifiers of the converter stages, the third outputs of which are connected to each other and to the second input of the second power filter of the bridge inverter, the output which (terminal "-") is connected to the second input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first input of the sensor signal processing unit, and the second output is connected to the first output of the second drain circuit resistor and the second input of the sensor signal processing unit, the third input which is connected to the first output of the DC motor, the second output of which, on the one hand, is connected to the "Out1" terminal and to the third input of the bridge inverter control unit, and on the other hand, is connected by a common point to the first output of the third capacitor, the fourth input of the processing unit sensor signals and with terminal "0", and the second output of the third o the capacitor is connected by a common point with the second and fourth keys of the bridge inverter and the first input of the motor current sensor,

the first output of the sensor signal processing unit is connected to the first input of the bridge inverter control unit, and the second output of the sensor signal processing unit is connected to the "Out2" terminal,

the second terminal of the second resistor of the drain circuit is connected to the first terminal of the second key of the drain circuit, the second terminals of the first and second keys of the drain circuit are connected to each other and to the terminal "0", the control input of the second key of the drain circuit is connected to the third output of the bridge inverter control unit, the fourth output which is connected to the inlet of the blower unit,

the common point of connection of the terminals of the first and second switches of the bridge inverter is connected to the cathode of the first diode and to the first terminal of the first capacitor, the anode of the first diode is connected to the first terminal of the first winding of the inductor, the second terminal of which is connected by a common point to the second terminal of the first capacitor and to the terminal "0" , the first terminal of the second winding of the inductor and the first terminal of the second capacitor are connected to the terminal "0", and the second terminal of the second winding of the inductor is connected to the cathode of the second diode, the anode of which and the second terminal of the second capacitor are connected to the common junction point of the third and fourth switches of the bridge inverter.

2. A DC motor control device containing a power supply, a bridge voltage inverter, a DC motor, an input capacitor filter, a switching unit, two temperature sensors, a bridge voltage inverter control unit, a switch and a drain circuit resistor, a current sensor for supplying a bridge voltage inverter, motor current sensor, key driver for bridge voltage inverter, power filter for bridge voltage inverter, converter stage control unit, three converter stages consisting of one current sensor, one low-voltage voltage inverter key driver, one low-voltage voltage inverter, one transformer, one rectifier,

two outputs of the voltage inverters of the converter stages are connected to the first and second inputs of the primary windings of the converter stages, the first, second and third outputs of the secondary windings of which are connected respectively to the first, second and third inputs of the converter stages rectifiers, the first outputs of which are interconnected and connected to the input the first power filter of the bridge inverter, the output of which (terminal "+") is connected to the first input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first terminal of the first resistor of the drain circuit and to the first terminal of the first key of the bridge inverter, the second output is connected to the first terminal the third key of the bridge inverter, the second terminal of the first key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the second key of the bridge inverter, the second terminal of the third key of the bridge inverter is connected to the first terminal of the fourth key of the bridge inverter, the second terminal of the fourth key of the bridge inverter is connected to the second terminal of the second key of the bridge inverter and with the first input of the motor current sensor, the second output of which is connected to the first output of the DC motor,

the second input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the second temperature sensor, the fourth input of the bridge inverter control unit is connected to the "Bx2" terminal of the control signal, the fifth input of the bridge inverter control unit is connected to the output of the bridge inverter supply current sensor, the sixth input of the bridge inverter control unit is connected with the output of the motor current sensor,

the fifth output of the bridge inverter control unit is connected to the second input of the converter stage control unit, the first input of which is connected to the first temperature sensor, the third, fourth and fifth inputs of the converter stage control unit are connected, respectively, to the signal outputs of the current sensors of the first, second and third converter stages, terminal "In1" of the control signal is connected to the sixth input of the converter stage control unit, the fourth output of the converter stage control unit is connected to the control input of the switching unit, characterized in that it additionally contains a second power filter for the bridge inverter, a choke with two windings, two diodes, three capacitor, a sensor signal processing unit, a blower unit, a second resistor and a second key of the drain circuit, a third resistor, a converter stage control unit is configured to implement the function of a converter stage current regulator and an algorithm for testing the initial state of the device VA, and the number of converter stages is determined by the required output power of the DC motor control device,

while the second power filter of the bridge inverter is connected by the first input to the common junction point of the input of the first power filter of the bridge inverter, terminal "0", and the second output of the rectifiers of the converter stages, the third outputs of which are connected to each other and to the second input of the second power filter of the bridge inverter, the output which (terminal "-") is connected to the second input of the supply current sensor of the bridge inverter, the first output of which is connected to the first input of the sensor signal processing unit, and the second output is connected to the first output of the second drain circuit resistor and the second input of the sensor signal processing unit, the third input which is connected by the first output of the DC motor, the second output of which is connected by a common point with the terminal "Out1", with the third input of the bridge inverter control unit and with the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected by a common point with the first terminal of the third capacitor, the fourth input of the processing unit sensor signals and with terminal "0", and the second terminal of the third capacitor is connected by a common point with the second and fourth keys of the bridge inverter and the first input of the motor current sensor,