RU33836U1 - Устройство управления исполнительным механизмом постоянной скорости - Google Patents

Description

° ° - - °МПК7: Н02Р1/16

Устройство управления исполнительным механизмом постояиной

Полезная модель относится к системам промышленной автоматики и может быть использована для управления исполнительными механизмами постоянной скорости, вьшолненных на базе асинхронных трехфазных электродвигателей.

Известно устройство управления исполнительным механизмом постоянной скорости усилитель трёхпозиционный типа У24, производства московского завода тепловой автоматики (МЗТА), http://www.mzta.ru, техническое описание и инструкция по эксплуатации гЕ2.032.003 ТО, с. 6 9, выбранное в качестве прототипа, состоящее из двух блоков - блока управления и блока пускового. К пусковому блоку через клеммы колодки блока подключаются трёхфазная сеть, двух или трёхпроводная цепь управления усилителем, три фазы питания электродвигателя исполнительного механизма, цепь внешней сигнализации перегрузки электродвигателя. Блок управления и пусковой блок соединены между собой с помощью кабеля с разъёмом.

Блок пусковой состоит из симисторного коммутатора, который содержит четыре симистора. Первая фаза сетевого напряжения подключена к анодам первого и третьего симисторов последовательно с первичной обмоткой первого преобразователя тока. Вторая фаза подключена к анодам второго и четвёртого симисторов последовательно с первичной обмоткой

скорости.

второго преобразователя тока. Третья фаза сетевого напряжения подключена к третьей обмотке электродвигателя исполнительного механизма через клеммы колодки блока. Катоды первого и четвёртого симисторов включены встречно и подсоединены к первой обмотке электродвигателя. Катоды второго и третьего симисторов включены встречно и подключены ко второй обмотке электродвигателя. На выходе симисторного коммутатора между катодами первого, четвёртого и второго, третьего симисторов установлена помехозащищающая цепь, подключенная к общему проводу сетевого напряжения. Управляющие электроды первого и третьего симисторов подключены ко второй и третьей обмотке первого импульсного трансформатора, а управляюпдие электроды второго и четвёртого симисторов - ко второй и третьей обмотке второго импульсного трансформатора. Импульсные трансформаторы выполняют функции гальванических развязок. Блок управления состоит из модуля управления и модуля питания, соединённые между собой с помощью кабеля с разъёмом. Модуль управления состоит из входного устройства, узла торможения, коммутатора и усилителя. Входное устройство содержит два усилителя импульсов на транзисторах, к которым подключены входы управления Открытие и Закрытие через кабель, соединяющий блок управления и блок пусковой и клеммы колодки блока пускового. Выходы Открытие и Закрытие входного устройства подключены к соответствующим входам узла торможения и коммутатора. Узел коммутатора содержит две группы

,

задержки со ждущим генератором и логическим элементом ИЛИ. Узел торможения содержит два узла формирования сигналов торможения, каждый из которых состоит из элемента И, один из входов которого соединён со своим элементом задержки сигналов. Выходы узла торможения подключены к соответствующим входам узла коммутатора. Выходные сигналы коммутатора Открытие и Закрытие подключены к соответствующим входам усилителя, который содержит два транзисторных усилителя. В коллекторные цепи транзисторных усилителей последовательно включены первичные обмотки первого и второго импульсных трансформаторов.

Модуль питания устройства содержит триггер, вход которого соединён с первым и вторым преобразователями тока пускового блока, а выход через транзисторный ключ подключен к цепи внешней сигнализации перегрузки по току в силовых цепях. Основой модуля питания является трансформатор и два стабилизатора напряжения. Стабилизатор положительного напряжения, выполнен на основе интегрального стабилизатора, а стабилизатор отрицательного напряжения, выполнен на основе стабилитрона.

Недостатками этого устройства управления являются большие габаритные размеры и достаточно высокая цена. Данное устройство выполнено на устаревшей элементной базе без использования микропроцессорной техники. В результате чего схема управления усилителя достаточно сложная, так как имеется большое количество дискретных элементов (транзисторы, операционные усилители, логические элементы и

приводит к большим трудозатратам на его ремонт и настройку. Отсутствие входной гальванической развязки во входном устройстве модуля управления, а также быстродействующей защиты от короткого замыкания в силовых цепях существенно снижает надёжность устройства. Наличие не стандартных трансформаторных преобразователей тока и импульсных трансформаторов снижает ремонтопригодность, а сами импульсные трансформаторы ухудшают массогабаритные показатели устройства.

Задачей полезной модели является создание надёжного устройства управления исполнительным механизмом постоянной скорости, имеющего малые габаритные размеры и низкую цену, позволяющего существенно качество и точность регулирования.

Поставленная задача решена за счёт того, что в устройстве управления исполнительным механизмом постоянной скорости, содержащем, также как в прототипе, симисторный коммутатор, включающий четыре симистора, причём одна входная фаза сетевого напряжения подключена к анодам первого и третьего симисторов, другая фаза подключена к анодам второго и четвёртого симисторов, а катоды первого и четвёртого симисторов включены встречно и подсоединены к выходу первой фазы, при этом катоды второго и третьего симисторов включены встречно и подсоединены к выходу второй фазы, вход устройства по трёхпроводной схеме, выход внешней сигнализации для подключения цепи внешней сигнализации перегрузки по току в силовых цепях.

Мв//

Согласно полезной модели устройство управления исполнительным механизмом постоянной скорости отличается от прототипа тем, что в симисторный коммутатор дополнительно введён пятый симистор, анод которого подключен к третьей фазе сетевого напряжения, а катод подсоединён к выходу третьей фазы. Параллельно всем симисторам между их катодами и анодами, а также между первой и второй фазами на входе в симисторный коммутатор установлены первая, вторая, третья, четвёртая, пятая, шестая помехозапщщающие цепи, состоящие из последовательно соединенных резистора и конденсатора. При этом, симисторный коммутатор содержащий первую, вторую, третью, четвёртую, пятую гальванические развязки, подключенные своими первыми выводами выходных элементов к анодам первого, второго, третьего, четвёртого, пятого симисторов соответственно, а вторыми выводами выходных элементов - к управляющим электродам первого, второго, третьего, четвёртого, пятого симисторов соответственно. Входные элементы первой и второй гальванических развязок, а также третьей и четвёртой соединены последовательно, кроме того входной элемент пятой гальванической развязки соединён с входными элементами второй и четвёртой гальванических развязок, причём входные элементы первой, третьей, пятой гальванических развязок также соединены с соответствующими выходами микроконтроллера. Кроме того устройство снабжено параллельно соединёнными первой входной обмоткой трансформатора с первым датчиком тока и второй входной обмоткой трансформатора, соединённой со вторым датчиком тока, при этом первый

D

датчик тока установлен во второй фазе сетевого напряжения на входе в симисторный коммутатор, а второй датчик тока установлен в первой фазе. К выходу трансформатора подключен преобразователь ток в напряжение, выход которого подсоединён к первому выпрямителю. Выход первого выпрямителя подключен к первому делителю напряжения, а ко второму входу первого делителя напряжения подключен задатчик тока защиты от перегрузки. Кроме того, выход первого делителя напряжения соединён с первым ограничителем амплитуды напряжения, который в свою очередь подключен к соответствующему входу микроконтроллера. К выходу первого выпрямителя параллельно с первым делителем напряжения подключен второй делитель напряжения, выход которого соединён со вторым ограничителем амплитуды напряжения, который в свою очередь подключен к соответствующему входу микроконтроллера. При этом, первый вход устройства управления исполнительным механизмом подключен ко второму выпрямителю, на выходе которого установлен третий ограничитель амплитуды напряжения, а входной элемент шестой гальванической развязки соединён с выходом третьего ограничителя амплитуды напряжения. Выходной элемент данной гальванической развязки подключен к соответствующему входу микроконтроллера. Второй вход устройства подключен к третьему выпрямителю, а на его выходе установлен четвёртый ограничитель амплитуды напряжения, к выходу которого подключена седьмая гальваническая развязка, а её выход соединён с соответствующим

задатчику длительности тормозного импульса. К соответствующему выходу микроконтроллера подсоединён входной элемент восьмой гальванической развязки, выходной элемент которой, подсоединён к цепи внешней сигнализации.

Узел защиты от перегрузки и короткого замыкания в силовых цепях существенно повышает надёжность устройства, за счёт того, что устройство своевременно отключается, при перегрузках в силовых цепях, не допуская необратимых процессов (пробой и перегорания симисторов) в симисторном коммутаторе. Данный узел позволяет независимо настраивать порог срабатывания защиты от перегрузки при превышении номинального тока в силовых: цепях спустя пусковой режим работы электродвигателя от порога срабатывания защиты от короткого замыкания и величины пускового тока электродвигателя. Наличие узла гальванической развязки входных управляющих сигналов существенно повышает надёжность устройства. Использование микроконтроллера позволяет существенно упростить схему устройства, что должно существенно уменьшить трудозатраты на его ремонт и настройку. Простая схема устройства приводит к малым габаритным размерам, что улучшает массогабаритные показатели и существенно снижает цену устройства, а также существенно увеличивает ремонтопригодность, что приводит к снижению материальных и физических затрат.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления исполнительным механизмом постоянной скорости.

На фиг. 2 представлена структурная схема симисторного коммутатора устройства управления исполнительным механизмом постоянной скорости.

На фиг. 3 представлен принцип ввода в схему управления значения тока в канале защиты от перегрузки по току в силовых цепях устройства управления исполнительным механизмом постоянной скорости.

На фиг. 4 представлен принцип ввода в схему управления значения тока в канале защиты от короткого замыкания в силовых цепях устройства управления исполнительным механизмом постоянной скорости.

Устройство управления исполнительным механизмом постоянной скорости выполнено в виде одного модуля (фиг. 1), который содержит первую входную обмотку трансформатора 1 (СТ) параллельно соединённую с первым датчиком тока 2 (ДТ1), установленным в фазе С и вторую входную обмотку трансформатора 1 (СТ) параллельно соединённую с вторым датчиком тока 3 (ДТ2), установленным в фазе А. К выходной обмотке трансформатора 1 (СТ) подключен преобразователь ток в напряжение 4 (ПТН) выход которого подключен к первому выпрямителю 5 (В1). К его выходу подключен первый делитель напряжения 6 (ДН1), ко второму входу которого подключен задатчик тока защиты от перегрузки 7 (ЗТЗ), а линия связи между ними представляет четырёхразрядную щину. На выходе первого делителя напряжения 6 (ДН1) установлен первый ограничитель амплитуды напряжения 8 (ОАН1), который в свою очередь подключен к входу канала защиты от перегрузки (КЗН) микроконтроллера 9 (МК). Вход второго

напряжения 6 (ДН1) к выходу нервого выпрямителя 5 (В1). На выходе второго делителя напряжения 10 (ДН2) установлен второй ограничитель амплитуды напряжения 11 (ОАН2), который в свою очередь подключен к входу канала защиты от короткого замыкания (КЗКЗ) микроконтроллера 9 (МК). Вход Открытие устройства управления исполнительным механизмом подключен ко второму выпрямителю 12 (В2), на выходе которого установлен третий офаничитель амплитуды напряжения 13 (ОАНЗ). Вход первой гальванической развязки 14 (ГР1) соединён с выходом третьего ограничителя амплитуды напряжения 13 (ОАНЗ). Выход первой гальванической развязки 14 (ГР1) подключен к входу Открытие микроконтроллера 9 (МК). Вход Закрытие устройства управления исполнительным механизмом подключен к третьему выпрямителю 15 (ВЗ), на выходе которого установлен четвёртый ограничитель амплитуды напряжения 16 (ОАН4). Вход второй гальванической развязки 17 (ГР2) соединён с выходом четвёртого ограничителя амплитуды напряжения 16 (ОАН4). Выход второй гальванической развязки 17 (ГР2) подключен к входу Закрытие микроконтроллера 9 (МК), К выходу внешней сигнализации ВС микроконтроллера 9 (МК) подключен входной элемент третьей гальванической развязки 18 (ГРЗ), к выходу которой подключается цепь внешней сигнализации перегрузки по току в силовых цепях ВС. К входу длительности тормозного импульса ДТИ микроконтроллера 9 (МК) подключен задатчик длительности тормозного импульса 19 (ЗТИ), причём линия связи между ними представляет четырёхразрядную шину.

Симисторный коммутатор 20 (СК) (фиг. 2) содержит пары элементов четвёртой 21 (ГР4), пятой 22 (ГР5), шестой 23 (ГР6), седьмой 24 (ГР7), восьмой 25 (ГР8) гальванических развязок и первого 26 (С1), второго 27 (С2), третьего 28 (СЗ), четвёртого 29 (С4), пятого 30 (С5) симисторов. Первые выводы выходных элементов четвёртой 21(ГР4), пятой 22 (ГР5), шестой 23 (ГР6), седьмой 24 (ГР7), восьмой 25 (ГР8) гальванических развязок соединены с анодами первого 26 (С1), второго 27 (С2), третьего 28 (СЗ), четвёртого 29 (С4), пятого 30 (С5) симисторов соответственно, а также четвёртая 21 (ГР4), пятая 22 (ГР5), шестая 23 (ГР6), седьмая 24 (ГР7), восьмая 25 (ГР8) гальванические развязки вторым выводом выходного элемента подключены к управляющим электродам первого 26 (С1), второго 27 (С2), третьего 28 (СЗ), Четвёртого 29 (С4), пятого 30 (С5) симисторов. Входные элементы четвёртой 21 (ГР4) и пятой 22 (ГР5) гальванических развязок, а также шестой 23 (ГР6) и седьмой 24 (ГР7) гальванических развязок соединены последовательно. Входной элемент восьмой гальванической развязки 25 (ГР8) соединён последовательно с входными элементами пятой 22 (ГР5) и седьмой 24 (ГР7) гальваническими развязками. Первый вывод входного элемента шестой гальванической развязки 23 (ГР6) соединён с выходом Открытие микроконтроллера 9 (МК) (фиг. 1), а первый вывод входного элемента четвёртой гальванической развязки 21 (ГР4) - с выходом Закрытие микроконтроллера 9 (МК). Второй вывод входного элемента восьмой гальванической развязки 25 (ГР8) подключен к

выходом второго датчика тока 3 (ДТ2), подключена к анодам первого 26 (С 1) и третьего 28 (СЗ) симисторов, фаза С, соединённая с выходом первого датчика тока 2 (ДТ1), подключена к анодам второго 27 (С2) и четвёртого 29 (С4) симисторов, а фаза В сетевого напряжения - к аноду пятого симистора 30 (С5). Катоды первого 26 (С1) и четвёртого 29 (С4) симисторов включены встречно и подсоединены к выходу - фазе А . Катоды второго 27 (С2) и третьего 28 (СЗ) симисторов включены встречно и подсоединены к соответствующему выходу - фазе С . Катод пятого симистора 30 (С5) подключен к выходу - фазе В . Между катодом и анодом первого 26 (С1), второго 27 (С2), третьего 28 (СЗ), четвёртого 29 (С4), пятого 30 (С5) симисторов установлены соответственно первая 31 (ПЦ1), вторая 32 (ПЦ2), третья 33 (ПЦЗ), четвёртая 34 (ПЦ4), пятая 35 (ПЦ5) помехозащищающие цепи, а между фазой А и С на входе в симисторный коммутатор установлена шестая помехозащищающая цепь 36 (ПЦ6).

В качестве трансформатора 1 (СТ) может быть выбран сетевой трёхобмоточный трансформатор для печатного монтажа серии ТПК-2. В качестве первого 2 (ДТ1) и второго 3 (ДТ2) датчиков тока может быть выбран проволочный низкоомный резистор (от 0.1 Ом до 0.3 Ом). В качестве преобразователя ток в напряжение 4 (ПТН) может быть выбран резистор. Пятый 5 (В1), второй 12 (В2), третий 15 (ВЗ) выпрямители могут быть выполнены на маломощных диодных мостах, имеющих интефальное исполнение. Первый 6 (ДН1) и второй 10 (ДН2) делители напряжения

у// длительности тормозного импульса 19 (ЗТИ) может быть выполнен на

интегральной сборке микропереключателей, например В ДМ-1-4. Первый 8 (ОАН1), второй 11 (ОАН2), третий 13 (ОАНЗ), четвёртый 16 (ОАН4) ограничители амплитуды напряжения могут быть выполнены на маломощных стабилитронах и резисторах, соединённых последовательно. В качестве первой 14 (ГР1) и второй 17 (ГР2) гальванической развязки возможно использование транзисторного оптрона, например АОТ101АС. В качестве микроконтроллера 9 (МК) возможно применение любого однокристального микроконтроллера, имеющего не менее 13 линий дискретного ввода/вывода, например отечественного - КР1878ВЕ1. Третья 18 (ГРЗ) и особенно четвёртая 21 (ГР4), пятая 22 (ГР5), шестая 23 (ГР6), седьмая 24 (ГР7), восьмая 25 (ГР8) гальванические развязки могут быть выполнены на твердотельных реле общего назначения малой мощности, например КР293КП1В. В качестве первого 26 (С1), второго 27 (С2), третьего 28 (СЗ), четвёртого 29 (С4), пятого 30 (С5) симисторов могут быть выбраны симисторы на средний ток 5 - 10 А и напряжение не менее 400 В. Первая 31 (ПЦ1), вторая 32 (ПЦ2), третья 33 (ПЦЗ), четвёртая 34 (ПЦ4), пятая 35 (ПЦ5), шестая 36 (ПЦ6) помехозащищающие цепи могут быть выполнены в виде последовательного соединения резистора и конденсатора.

Устройство производит коммутацию трёхфазного напряжения 220В 50Гц (фазы А, С, В (фиг. 1)) на трёхфазный асинхронный электродвигатель с

необходимым следованием фаз (фазы А , С , В ) в зависимости от входных команд (открытие, закрытие, стоп).

Ток в фазах А и С проходя через первый 2 (ДТ1) и второй 3 (ДТ2) датчики тока преобразуется в напряжение, которое поступает в трансформатор 1 (СТ). В свою очередь трансформатор 1 (СТ) повышает напряжение с первого 2 (ДТ1) и второго 3 (ДТ2) датчиков тока. Выходная обмотка трансформатора 1 (СТ) является источником тока, ток которой пропорционален сумме токов протекающих через первый 2 (ДТ1) и второй 3 (ДТ2) датчики тока. Выходной ток с трансформатора 1 (СТ) поступает на преобразователь ток в напряжение 4 (ПТН). Выходное напряжение синусоидальной формы с преобразователя ток в напряжение 4 (ПТН) поступает на первый выпрямитель 5 (В1). Выпрямленное напряжение с выхода первого выпрямителя 5 (В1) поступает на первый делитель напряжения 6 (ДН1). Коэффициент деления первого делителя напряжения 6 (ДН1) устанавливается при помощи микропереключателей задатчика тока защиты 7 (ЗТЗ). При помощи задатчика тока защиты 7(ЗТЗ) устанавливается порог срабатывания защиты от перегрузки по току в силовых цепях симисторного коммутатора 20 (СК). Выходной сигнал первого делителя напряжения 6 (ДП1) - выпрямленное напряжение поступает на первый ограничитель амплитуды напряжения 8 (ОАП1), выходное напряжение которого поступает на дискретный вход канала защиты от перегрузки по току (КЗП) (фиг. 1) микроконтроллера 9 (МК). Выпрямленное напряжение с

/у.напряжения 10 (ДН2). Коэффициент деления второго делителя напряжения

10 (ДН2) устанавливает порог срабатывания защиты от короткого замыкания в силовых цепях симисторного коммутатора 20 (СК). Выходной сигнал второго делителя напряжения 10 (ДН2) - выпрямленное напряжение поступает на второй ограничитель амплитуды напряжения 11 (ОАН2), выходное напряжение которого поступает на дискретный вход канала защиты от короткого замыкания (КЗКЗ) (фиг. 1) микроконтроллера 9 (МК).

Входной сигнал Открытие устройства управления исполнительным механизмом, представляющий выпрямленное напряжение синусоидальной формы, поступает на второй выпрямитель 12 (В2), который, в свою очередь, приводит данный сигнал к положительной полярности. Выходное напряжение с выхода второго выпрямителя 12 (В2) положительной полярности проходит через третий ограничитель амплитуды напряжения 13 (ОАНЗ) на вход первой гальванической развязки 14 (ГР1). Дискретный сигнал с выхода первой гальванической развязки 14 (ГР1) поступает на вход Открытие микроконтроллера 9 (МК).

Входной сигнал Закрытие устройства управления исполнительным механизмом, представляющий выпрямленное напряжение синусоидальной формы, поступает на третий выпрямитель 15 (ВЗ), который, в свою очередь, приводит данный сигнал к положительной полярности. Выходное напряжение с выхода третьего выпрямителя 15 (ВЗ) положительной полярности проходит через четвёртый ограничитель амплитуды напряжения

сигнал с выхода второй гальванической развязки 17 (ГР2) поступает на вход Закрытие микроконтроллера 9 (МК).

При помощи задатчика тормозного импульса 19 (ЭТИ) формируется четырёх разрядный код, пропорциональный длительности тормозного импульса, на входах длительности тормозного импульса ДТИ микроконтроллера 9 (МК).

Входные сигналы Открытие или Закрытие поступают в микроконтроллер 9 (МК) (фиг. 1). Сигналы Открытие и Закрытие на входе в микроконтроллер 9 (МК) имеют вид прямоугольных импульсов, частота следования которых составляет 100 Гц. Низкий уровень напряжения является логической 1 для всех входных и выходных сигналов. Микроконтроллер 9 (МК) формирует выходной управляющий сигнал Открытие (фиг. 1), если по дискретному входу Закрытие в течение 15 мс было состояние логического О, а по входу Открытие было состояние логической 1, либо не было постоянного присутствия логического О. Аналогичным образом формируется управляющий сигнал Закрытие. Если происходит изменение входных команд, такое как быстрый реверс (резкое изменение команды с открытия на закрытие или наоборот), то микроконтроллер 9 (МК) формирует задержку перед изменением выходных управляющих сигналов Открытие или Закрытие . Если на входе в микроконтроллер 9 (МК) одновременно присутствуют импульсы, как по входу Открытие, так и по входу Закрытие (противоречивая команда), то

предыдущую команду. Если по обоим входам Открытие и Закрытие в течении 15 мс будет состояние логического О, то 9 (МК) формирует команду СТОП следующим образом:

-переводит сигналы управления Открытие или Закрытие в состояние логического

-формирует задержку;

-формирует на выходе команду противоположную той, которая была до обнаружения команды СТОП (если была команда Открытие , то сформирует Закрытие ) длительностью установленной на задатчике длительности тормозного импульса 19 (ЗТИ);

-формирует задержку;

-производит анализ входных команд.

Таким образом, микроконтроллер формирует тормозное воздействие по команде СТОП.

Сигнал, пропорциональный току в фазах А и С, поступает на дискретный вход микроконтроллера 9 (МК), используемый для канала защиты от перегрузки (КЗП) (фиг. 1). Порог срабатывания дискретного входа микроконтроллера 9 (МК) составляет 36% от напряжения питания устройства (при использовании отечественного микроконтроллера КР1878ВЕ1). При нормальном режиме работы (вне пускового интервала) при правильной настройки защиты от перегрузки (при правильном выборе коэффициента деления в первом делителе напряжения 6 (ДН1) при помощи задатчика тока

защиты от перегрузки 7 (ЗТЗ)) амплитуда рабочего напряжепия составляет около 70% от порога срабатывания, как это показано на участке I (фиг. 3). Рабочее напряжение на дискретном входе меньшее порога срабатывания является логическим О. На участке I (фиг. 3) защита от перегрузки по току не сработает, а короткое превышение порога рассматривается как помеха. Если за интервал измерения 1и (участок II, фиг. 3), который составляет 70 мс, микроконтроллер сосчитает 6 значений, соответствующих логической 1 (микроконтроллер производит считывание один раз в миллисекунду), то такая ситуация рассматривается как перегрузка по току в симисторном коммутаторе 20 (СК) или на его выходе. Таким образом, микроконтроллер 9 (МК) производит подсчёт логических 1 за интервал в 70 мс. Каждые 70 мс сосчитанная величина обнуляется, если она меньше 6. Независимо от длительности измерения (даже если измерительный интервал в 70 мс не истёк), если микроконтроллер сосчитает число логических 1 большее 6, то сработает защита от перегрузки. Такая ситуация возможна, когда через симисторный коммутатор 20 (СК) пойдёт пусковой ток (который для большинства исполнительных механизмов в 2-2.5 раза больше номинального рабочего тока) вне пускового интервала. Таким образом, быстродействие зашиты от перегрузки зависит от величины тока на входе симисторного коммутатора 20 (СК) и может изменяться от 70 мс до 10 мс. Защита от перегрузки отключается на время пускового интервала, который также формирует микроконтроллер 9 (МК).

Сигнал, пропорциональный току в фазах А и С, поступает на дискретный вход микроконтроллера 9 (МК), канала защиты от короткого замыкания (КЗКЗ) (фиг. 1), Принцип ввода значения тока в микроконтроллер 9 (МК) показан на фиг. 4. Входное напряжение (UBx) на дискретном входе меньшее порога срабатывания является также логическим О. Если длительность присутствия логической 1 (1и) на данном дискретном входе превысит длительность сравнения (tcp) которая составляет 5 мс, то микроконтроллер расценивает данную ситуацию как короткое замыкание. Зависимость te от tcp не является линейной, однако для пороговой защиты это не вызывает затруднений так как канал защиты от короткого замыкания рассчитывается один раз под максимальный ударный ток симисторов, используемых в симисторном коммутаторе 20 (СК). В данном устройстве порог срабатывания защиты от короткого заллшания установлен на уровне ударных токов симисторов, используемых в симисторном коммутаторе 20 (СК). Быстродействие данной защиты составляет 10 мс. Защита от короткого замыкания работает постоянно.

При срабатывании заыщты от перегрузки по току или короткого замыкания, или при обнаружении сбоя во время самоконтроля микроконтроллер 9 (МК) включает внешнюю сигнализацию через третью гальваническую развязку 18 (ГРЗ) и снимает напряжение питания с управляющих цепей симисторного коммутатора 20 (СК) и с выходов Открытие , Закрытие . Далее микроконтроллер отключается. Повторное

включение устройства возможно осуществить путём снятия питающего напряжения (фазы А, В и С).

Непосредственную коммутацию трёхфазного напряжения 220В 50Гц (фазы А, В и С-А, В и С ) с необходимым порядком следования фаз сетевого напряжения, в зависимости от выходных команд микроконтроллера 9 (МК) Открытие или Закрытие , производит - симисторный коммутатор 20 (СК).

Если микроконтроллер 9 (МК) формирует сигнал на своём выходе Закрытие , то через схемы четвёртой 21 (ГР4), пятой 22 (ГР5), восьмой 25 (ГР8) гальванических развязок включаются первый 26 (С1), второй 27 (С2), пятый 30 (С5) симисторы. В результате этого фаза А поступает на выход А , фаза С на выход С , а фаза В - на В , что приводит к закрытию регулирующего органа исполнительным механизмом (так как на электродвигатель поступает прямой порядок следования фаз сетевого напряжения).

Если микроконтроллер 9 (МК) формирует сигнал на своём выходе Открытие , то через схемы шестой 23 (ГР6), седьмой 24 (ГР7), восьмой 25 (ГР8) гальванических развязок включаются третий 28 (СЗ), четвёртый 29 (С4), пятый 30 (С5) симисторы. В результате этого фаза А поступает на выход С , фаза С на выход А , а фаза В - на В , что приводит к открытию регулирующего органа исполнительным механизмом (так как на электродвигатель поступает обратный порядок следования фаз сетевого

Если микроконтроллер 9 (МК) не формирует сигналы на своих выходах Закрытие или Открытие , то все симисторы будут закрыты (выключены) и на выходы А , В , С напряжение подаваться не будет.

Одновременная подача сигналов на входы Закрытие и Открытие симисторного коммутатора 20 (СК) недопустима, так как произойдёт встречное включение фаз А и С через первый 26 (С1) - четвёртый 29 (С4) симисторы. Для предотвращения данной ситуации между противоположными командами микроконтроллером 9 (МК) выдерживается задержка для закрытия симисторов, а противоречивые команды фильтруются.

Claims (1)

1. Устройство управления исполнительным механизмом постоянной скорости, содержащее симисторный коммутатор, включающий четыре симистора, причем одна входная фаза сетевого напряжения подключена к анодам первого и третьего симисторов, другая фаза подключена к анодам второго и четвертого симисторов, а катоды первого и четвертого симисторов включены встречно и подсоединены к выходу первой фазы, при этом катоды второго и третьего симисторов включены встречно и подсоединены к выходу второй фазы, вход устройства по трехпроводной схеме, выход внешней сигнализации для подключения цепи внешней сигнализации перегрузки по току в силовых цепях, отличающееся тем, что в симисторный коммутатор дополнительно введен пятый симистор, анод которого подключен к третьей фазе сетевого напряжения, а катод подсоединен к выходу третьей фазы, параллельно всем симисторам между их катодами и анодами, между первой и второй фазами на входе в симисторный коммутатор установлены первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая помехозащищающие цепи, состоящие из последовательно соединенных резистора и конденсатора, при этом симисторный коммутатор содержит первую, вторую, третью, четвертую, пятую гальванические развязки, подключенные своими первыми выводами выходных элементов к анодам первого, второго, третьего, четвертого, пятого симисторов соответственно, а вторыми выводами выходных элементов - к управляющим электродам первого, второго, третьего, четвертого, пятого симисторов соответственно, входные элементы первой и второй гальванических развязок, а также третьей и четвертой соединены последовательно, кроме того, входной элемент пятой гальванической развязки соединен с входными элементами второй и четвертой гальванических развязок, причем входные элементы первой, третьей, пятой гальванических развязок также соединены с соответствующими выходами микроконтроллера, кроме того, устройство снабжено параллельно соединенными первой входной обмоткой трансформатора с первым датчиком тока и второй входной обмоткой трансформатора, соединенной со вторым датчиком тока, при этом первый датчик тока установлен во второй фазе сетевого напряжения на входе в симисторный коммутатор, а второй датчик тока установлен в первой фазе, к выходу трансформатора подключен преобразователь тока в напряжение, выход которого подсоединен к первому выпрямителю, к выходу которого подключен первый делитель напряжения, а ко второму входу первого делителя напряжения подключен задатчик тока защиты от перегрузки, кроме того, выход первого делителя напряжения соединен с первым ограничителем амплитуды напряжения, который в свою очередь подключен к соответствующему входу микроконтроллера, к выходу первого выпрямителя параллельно с первым делителем напряжения подключен второй делитель напряжения, выход которого соединен с вторым ограничителем амплитуды напряжения, который в свою очередь подключен к соответствующему входу микроконтроллера, при этом первый вход устройства управления исполнительным механизмом подключен ко второму выпрямителю, на выходе которого установлен третий ограничитель амплитуды напряжения, а входной элемент шестой гальванической развязки соединен с выходом третьего ограничителя амплитуды напряжения, выходной элемент шестой гальванической развязки подключен к соответствующему входу микроконтроллера, второй вход устройства подключен к третьему выпрямителю, а на его выходе установлен четвертый ограничитель амплитуды напряжения, к выходу которого подключена седьмая гальваническая развязка, а ее выход соединен с соответствующим входом микроконтроллера, другой вход микроконтроллера подключен к задатчику длительности тормозного импульса, при этом к выходу микроконтроллера подключен входной элемент восьмой гальванической развязки, а ее выходной элемент подсоединен к цепи внешней сигнализации.