SU1471925A2 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к импульсному регулированию частоты вращени  электродвигател  посто нного тока, и может быть применено в системах автоматизированного электропривода быстродействующих станков, прессов, роботов . Цель изобретени  - повышение КПД электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к источнику питани  2. Выход элемента Сравнени  14 через логические , узлы 19, 20, узлы гальванической разв зки 21, 23, 25, 27 и блоки управлени  22, 24, 26, 28 соединен с силовыми ключами 4, 5, 6, 7. Каждый логический узел 19 (20) снабжен дополнительным входом через собственный элемент задержки, что позвол ет повысить КПД электропривода за счет снижени  уровн  пульсаций тока элек- тродвигател  и уменьшени  частоты переключени  силовых ключей. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электро- технике, а именно, к импульсному регулированию частоты вращени  электродвигател  посто нного тока, и может найти применение в системах автомати зироваинсл о злектропргшода быстро- действуюп5шс станков, прессов, роботов .

Целью изобретени   вл етс  повы- шение КП.Ц электропривода.

На фиг, приведена блок-схема электропривода; на фиг,2 - схема логического узла; на - пример выполнени  элемента задержки логйчес кого узла; на фиг..4 - диаграмма, по сн юща  работу электропривода.

Электропривод посто нного тока содержит электродвигатель 1 (фиг.1), подключенный к источнику питани  2 через четырехключевой мостовой реверсор 3, состо щий из силовых ключей 4, 5, 6 и 7 и диодов 8, 9, 10 и 11 обратного моста. Датчик скорости, выполненный в виде тахогенератора 12 регул тор скорости 3 и элемент сравнени  14 соединены последовательно Второй вход элемента сравнени  14 соединен с выходом датчика тока 15 электродвигател  1, а выход с вхо- дами детектора нул  J6 и компараторов уровн  17 и 18, Логический у.зел 19 вторым входом подключен к выходу компаратора урЪгзн  17, а первым входом .- к пр мому выходу детектора ну- л  6 ,и к третьему входу логического узла 20..Второй вход логического узла 20 подключен к выкоду ко.мпаратора

уровн  18, а первый вход - к ннверс- ному выходу детектора нул  16 и третЬ ему входу логического узла ISj пр мой выход которого подключе через узел гальванической разв зки 21 н блок управлени  22 к входу силового ключа 4 Инверс ый выход логического узла 19 подключен через узел гальванической разв зки 23 5i блок управлени  24 к входу ершового ключа 5 Узел галь- ван1гчеслсой разв зки 25 . выходом ключей через блок управлени  26 к входз силового ключа 6, а первым вко дом к пр мому выходу логического узла 2Q, инверсный вьпсод которого подключен через узел гальванической разв зки 27 и блок управлени  28 к входу силового ключа 7 , Детектор нул  29 входом подключен к выходу регул тора cKojpocTH 3j а пр мь5Ы выходом - к четвертому входу логического

узла 19 и через элемент задержки 30 к вторым входам узлов гальванической разв зки 23 и 25. Элемент задержки

.31 входом соединен с инверсным выходом детектора нул  29 и с четвертым входом логического узла 20s з выходом к вторь М входам узлов гальванической разв зки 21 и 27,

Логический узел 19 (20)(фиг.2) содержит последовательно соединенные элемент задержки 32 и элемент И 33,

выход которого подключен к выходу R триггера 34, пр мой и ин версный выходы которого подключены к одноименным клеммам логического узла 19 (20) перва , втора , треть  и четверта  входные клеммы которого подключены соответственно к входу S триггера 34 свободному входу элемента И 33 и к основному и блокировочному вкодам элемента задержки 32. Четверта  входна  клемма логического узла 19 (20)  вл етс  его дополнительным входом.

Элемент задержки 32 логического узла 19 (20) может быть выполнен, например , (фиг.З) на двух элементах И- НЕ 35 и 36 и конденсаторе 37.

Электропривод посто нного тока работает следующим образом.

Сигнал задани  скорости U посту пает на вход оегул тооа скорости 13 (фиг.1), на другой вход которого поступает сигнал отрицательной обрат ной св зи по скорости с тахогенератора 12, Пусть, например, Ug 0. Тогда выходной сигнал регул тора скорости 13 и,.. и, поступает на вход детектора нул  29 н через элег мент сравнени  14 на входы детекто- ра нул  16 и компараторов уровн  17 и 18 Детектор нул  29 задает направление тока двигател  1 в зависимости от знака напр жени  регул тора скорости 13, На инверсном выходе детектора нул  29 и на выходе элемента задержки 31 устанав изаютс  логи ческие О, в результате чего блокируетс  Прохождение управл ющий сигналов через узлы гальванической разв зки 21 и 27 и блоки управлени  22 и 28 к силовым ключам А и 7, Логичес кал 1 на вьссоде элемента задержки 30 по вл етс  чере задержку ареме- ни Cf после момента по влени  единицы на пр мом вькод® детектора ну .,л  29в Логическа  ° 1° на- выходе элемента задержки 30 разрешает .ngKjxoar .дение управл ющих сигналов через уз-.

лы-гальванической разв зки 23 и 25 и блоки управлени  24 и 26 к силовым ключам 5 и 6. Состо ние логического узла 19 (20)(фиг.2) определ етс  ло- гнческими о на его входах, причем пербый вход  вл етс  установочным, второй - предустановочным, третий - предустаново чным с вьщержкой времени „ , а четвертый блокировочным. Эле- ю мент задержки 32 осуществл ет отработку логического О с задержкой, а логической 1 без задержки при их поступлении на основной вход, если на блокировочном входе присутствует 15 логическа  I. При поступлении на блокировочньй вход элемента задержки 32 логического . О происз4одит его блокировка, на его выходе - логическа  1 независимо от сигнала на ос- 20 новном входе.

Логическа  1 с пр мого, а логический О с инверсного выходов детектора нул - 29 поступают на четвертые входы соответственно первого 19 и второго 20 логических узлов, В ре-г зультате блокируетс  прохождение си1- налов через элемент задержки 32 BTO-JV рого логического узла 20 и разрешаетс  прохождение сигналов через эле- 30 мент задержки 32 первого логического узла 19, На. пр мом выходе первого детектора нул  16 устанавливаетс  логическа  1, а на инверсном - логиточник питани  2 - силовой ключ 6 двигатель 1 - силовой ключ 5 - источник питани  2. Ток двигател  I пропорциональное ему напр жение да

чика тока 15 ид начинают возрастать . Модуль .сигнала на выходе эле мента сравнени  14 уменьшаетс  и.п достижении значени  порога срабать ни  (фиг,4, tjj ) переводит компарат уровн  17 в состо ние с единицей н вьгходе, кЬтора  не измен ет состо  ни  логического узла 19..

Как только Уд.т становитс  равным U (фиг.4, t,)р детектор нул 16 переходит в состо ние с единице на инверсном и нулем на пр мом вых де, который поступает на первый и третий входы соответственно первог 19 и второго 20 логических узлов. сто ние логического узла 19 измен  с : на его пр мом выходе по вл етс единица, а на инверсном - ноль. Ло гический узел 20 состо ни  своего, измен ет, так как на его четвертом входе присутствует логический О , поступающий с инверсного выхода де тектора нул  29, в результате элемент задержки 32 (фиг.2) логическо узла-20 оказьтаетс  заблокированны По вление нул  на инверсном выходе логического узла I9 приводит к по  лению нул  на выходе узла гальванн

ческий О, который поступает на тре- 35 ской разв зки 23, что приводит к

сн тию управл ющего сигнала с выход блока управлени  24 силовым ключом 5, В течение времени выключени  j сшювого 5 ток двигател  протий вход первого 19 и п эрвый вход втрого 20 логических узлов. Ноль на первом входе логического узла 20 переводит его в состо ние с единицей на пр мом выходе. Если U больше порога срабатьшани  компаратора уровн  17, то на его выходе по вл етс  логический О, который поступает на второй вход логического узла 19 и через его элемент И 33 (фиг.2) на R вход триггера 34, перевод  его в состо ние с единицей на инверсном вы ходео По вление единиц на первых вкодах узлов гальванической разв зки 23 и 25 при -наличии разрешающих единиц н.а вторых их входах приводит к по влению единиц на их вькодах и зшравл и дих сигналов на выходах блоков управлени  24 и 26 снлсзвымн ключами 5 и 6. По вление .управл ющего сигнала-на силовом ключе приводит к

его азсшзчению через врем  tj

Пос © вгслюченкй силовых ключей 5 и 6 . образуетс  цепь тока двигател  1S ис - ю а 15 20

30 А71925 .

точник питани  2 - силовой ключ 6 - двигатель 1 - силовой ключ 5 - источник питани  2. Ток двигател  I и i пропорциональное ему напр жение датчика тока 15 ид начинают возрастать . Модуль .сигнала на выходе элемента сравнени  14 уменьшаетс  и.по достижении значени  порога срабатьша- ни  (фиг,4, tjj ) переводит компаратор уровн  17 в состо ние с единицей на вьгходе, кЬтора  не измен ет состо ни  логического узла 19..

Как только Уд.т становитс  равным U (фиг.4, t,)р детектор нул  16 переходит в состо ние с единицей на инверсном и нулем на пр мом выходе , который поступает на первый и третий входы соответственно первого 19 и второго 20 логических узлов. Состо ние логического узла 19 измен етс : на его пр мом выходе по вл етс  единица, а на инверсном - ноль. Логический узел 20 состо ни  своего, не измен ет, так как на его четвертом входе присутствует логический О , поступающий с инверсного выхода детектора нул  29, в результате элемент задержки 32 (фиг.2) логического, узла-20 оказьтаетс  заблокированным. По вление нул  на инверсном выходе логического узла I9 приводит к по влению нул  на выходе узла гальванн35 ской разв зки 23, что приводит к

сн тию управл ющего сигнала с выхода блока управлени  24 силовым ключом 5, В течение времени выключени  j сшювого 5 ток двигател  про .

0 должает возрастать. После выключени  силового ключа 5 (момент времени t

, +г;)

начинает .падать

J/ ток двигател  по цепи: двигатель 1 - диод 8 45

50

5f

силовой ключ 6 - двигатель 1 , . рость спада определ етс  электромагнитной , посто нной двигател  1, В момент времени (t, ), когда ТГд ста- новитс  равным , детектор нул  16 возвращаетс  в состо ние с нулем на-инверсном выходе, которьй поступает , на первый вход логического узла 20р подтвержда  его состо ние, и на третий вход логического узла 19 На- чинаетс  от.счет времени элементом задержки 32 логического узла 19, по окончании которого (t) на инвер- сиом выходе логического узла. 19 по-  вл етс  логическа  I, что приводит к по вленига управл ющего сигнала на входе силового ключа 5. По истечении времени включени  f силовой ключ 5 включаетс . С этого момента времени (t ) ток двигател  1 начинает возрастать по цепи источник пита-. ни  2 - силовой ключ 6 - двигатель 1 - силовой ключ 5.- источник питани  2, В момент времени t U,. ста- новитс  равным У,. и детектор нул  16 измен ет свое состо ние. По вл етс  ноль на его пр мом выходе. Это приводит к по влению нул  на инверсном выходе логического узла 9 и сн тию управл ющего сигнала с силово го ключа 5, который выключаетс  по

истечении времени выключени  с- , Ток начинает падать до момента времени tg, когда

}f стаповкгс  равным и, , в результате чего измен ет сйое состо ние детектор нул  16 и начинаетс  отсчет времени элементом задержки 32 логического узла 19. По истечении времени tg (моЫент t) 25 подаетс  управл ющий сигнал на вход силового ключа 5, который включаетс  через врем  включени  силового ключа

,д). Процесс коммутации

Положительный эффект изобретени - 20 состоит в том, что снижение пульсаций тока двигател  и частоты переключени  силовых ключей позвол ет повысить КПД электропривода.

Ф о р м у л а

изобретени 

C t (момент t

Электропривод посто нного тока по авт.св. 1384170, о. т л и ч а - ю щ и и, с   тем, что, с целью повыповтор етс ; Таким образом, коммута- тек   КПД,каждый трехвходрвой шгици  тока двигател  1 осуществл етсл силовым ключом 5 при посто нно включенном силовом ключе 6. Команда на выключение силового ключа 5 подаетс 

ческий узел снабжен дополнительным входом через собственный элемеит задержки , причем пр мой и ииверсный вы ходы второго детектора нул  подклюдетектором нул  16 при превышении то- 35 чены к дополнительным входам соот- ком заданного значени  и выполн етс  ветственно первого и второго поги- с задержкой на врем  выключени  t j ческих узлов.

ю

471925 . . 6.

с илового ключа, Комакда на включеГНие силового ключа подаетс  детектором

нул  16 при спаде тока ниже заданного значени  и выполн етс  с вьщер - кой времени С, и с задержкой на врег

м  включени 

i

силового ключа.

Если напр жение на выходе регул тора скорости 13 меньше порога сра- батьшани  компаратора уровн  17 . ju./ i/ ли/, то коммутащ1  тока электродвигател  1 осуществл етс  аналогично описанному при неизменном состо нии компаратора уровн  17, чина  с момента ло влейи  U j, на вмг ходе регул тора скорости 13i

Положительный эффект изобретени - состоит в том, что снижение пульсаций тока двигател  и частоты переключени  силовых ключей позвол ет повысить КПД электропривода.

Ф о р м у л а

изобретени 

Электропривод посто нного тока по авт.св. 1384170, о. т л и ч а - ю щ и и, с   тем, что, с целью повытек   КПД,каждый трехвходрвой шгитек   КПД,каждый трехвходрвой шгический узел снабжен дополнительным входом через собственный элемеит задержки , причем пр мой и ииверсный выходы второго детектора нул  подклю

ф

Фил,1

J 0& )(од

57

0 Вы)(0д

Фиэ.З

Claims (1)

1. Фо р м ул а изобретения

   Электропривод постоянного тока цо авт.св. № 1384170, о., т л й ч а ю щ и й. с я тем, что, с' целью повышения КПД,каждый трехвходовой логический узел снабжен дополнительным · входом через собственный элемент задержки, причем прямой и инверсный выходы второго детектора нуля подключены к дополнительным входам соответственно первого и второго логических узлов.