SU1647836A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть применено в системах регулирований скорости вращени  электродвигателей посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона регулировани  скорости вращени  и, улучшени  динамических характеристик .Расширение диапазона регулировани  достигаетс  путем ускорени  неоднозначной зависимости между длительностью управл ющего импульса и скоростью вращени  ротора при малых значени х скорости вращени . Дл  обеспечени  тормозного момента на малой скорости использовано торможение противовключе- нием, величина которого регулируетс  как по времени действи , так и по величине. С этой целью в электропривод введены два врем задающих блока, два элемента ИЛИ- НЕ и регулируемый источник питани . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть применено в системах регулировани  скорости вращени  электродвигателей посто нного тока.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  скорости вращени  и улучшение динамических характеристик.

На чертеже представлена схема электропривода .

Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к выходной диагонали мостового транзисторного преобразовател  2. Источник 3 питани  первым выводом подключен к объединенным силовым электродам первого 4 и четвертого 5 транзистора преобразовател  2, Второй вывод источника 3 питани  соединен с силовым электродом третьего транзистора 6 преобразовател  2, первый и третий управл ющие входы которого объединены и подключены к выходу задающего устройства 7. Кроме того, электропривод содержит регулируемый источник 8 питани , задатчик 9 команд, два врем задающих блока 10 и 11 и два элемента ИЛИ-НЕ 12 и 13. Выходы элементов ИЛИ-НЕ 12 и 13 соединены соответственно с вторым и четвертым управл ющими входами преобразовател  2. Одноименные первые выводы обоих источников 3 и 8 питани  объединены. Второй вывод регулируемого источника 8 питани  соединен с силовым электродом второго транзистора 14 преобразовател  2. Управл ющий вход регулируемого источника 8 питани  подключен к выходу задатчика команд 9. Входы врем задающих блоков 10 и 11 объединены и подключены к выходу задающего устройства 7 и вторым входам элементов ИЛИ-НЕ 12 и 13, первые выходы которых подключены к выходам соответствующих врем задающих блоков 10 и 11. .Эмиттерколлекторные переходы транзистоо

N Ч 00

ы еь

ров и 14 преобразовател  шунтированы обратными диодами 15-18.

Электропривод работает следующим образом.

Широтно-импульсный управл ющий сигнал поступает на вход устройства. На врем  действи  импульса происходит открывание первого 4 и третьего 6 транзисторов . Напр жение от источника 3 питани  прикладываетс  к электродвигателю 1 и он вращаетс  со скоростью, определ емой длительностью управл ющего сигнала. По окончании действи  управл ющего сигнала (по его спаду) первым 10 и вторым 11 врем - задающим блоками вырабатываетс  два импульса , длительности которых определ ют врем  действи  режимов: паузы, динамического торможени  и противовключени . С помощью первого 12 и второго 13 элементов ИЛ И-Н Е на их выходах происходит формирование в заданной последовательности управл ющих импульсов, поступающих на входы второго 14 и четвертого 5 транзисторов . После действи  управл ющего импульса , при котором осуществл етс  двигательный режим, на управл ющие входы всех четырех транзисторов поступают запирающие сигналы. Врем  действи  паузы определ етс  длительностью выходного импульса второго врем задающего блока 1.1. Ток в это врем  через двигатель 1 не течет, и скорость вращени  двигател  не измен етс . После паузы начинаетс  режим динамического торможени . В это врем  на управл ющий вход только четвертого транзистора 5 поступает открывающий его сигнал . При этом противоЭДС, вырабатываема  электродвигателем 1, создает ток, направление которого противоположно току при двигательном режиме. Этот ток, замыка сь по цепи  корь двигател  1 - четвертый транзистор 5 - первый диод 15 -  корь двигател  1, создает тормозной момент, который снижает скорость вращени  электродвигател  1.

Врем  действи  режима динамического торможени  определ етс  длительностью выходного импульса первого врем задающего блока 10 за вычетом длительности паузы .

После окончани  действи  режима динамического торможени  наступает режим торможени  противовключением. При этом на управл ющие входы второго 4 и четвертого 5 транзисторов поступают открывающие их сигналы. Ток через двигатель течет в противоположном (относительно двигательного режима) направлении по цепи плюс регулируемого источника 8 питани  - второй транзистор 14 - электродвигатель 1

- четвертый транзистор 5 - минус регулируемого источника 8 питани . Возникающий тормозной момент в свою очередь также уменьшает скорость вращени  электродвигател  1, Врем  действи  режима торможени  противовключением определ етс  как остаток длительности за период после действи  управл ющего сигнала и длительности выходного импульса первого врем 

0 задающего блока 10. Кроме того, дл  конкретных скоростей вращени  двигател , автоматически, либо с помощью оператора, задатчик 9 команд формирует сигнал, который , поступа  на управл ющий вход регули5 руемого источника 8 питани , производит изменение его выходного напр жени  и тем самым, измен ет ток, протекающий через двигатель в режиме противовключени . Это дает дополнительную возможность произ0 водить изменение тормозного момента, причем более точно и плавно, что особенно важно при малой длительности управл ющего сигнала, поскольку длительность режима противовключени  при этом должна

5 быть еще меньше. По вление возможности плавной регулировки величины тока противовключением решает задачу оптимизации тормозного момента на валу двигател  при очень малой скорости вращени .

0 Таким образом, регулирование скорости вращени  электродвигател  может производитьс  как за счет изменени  длительностей режимов динамического торможени  и торможени  противовключени5 ем, так и за счет изменени  амплитуды тока, протекающего через двигатель в режиме торможени  противовключением.

Обеспечение оптимального значени  тормозного момента на вал электродвигате0 л  дл  конкретной нагрузки при вращении его в широком диапазоне скоростей происходит следующим образом: при малой длительности входного управл ющего сигнала происходит вращение ротора с малой ско5 ростью. При этом значение противоЭДС, вырабатываемой двигателем, мало, поэтому динамическое торможение неэффективно. В этом случае значение тормозного момента может быть реализовано только лишь за

0 счет использовани  режима торможени  противовключением. Оптимизаци  величины тормозного момента на малой скорости приводит к однозначной зависимости скорости вращени  от относительной длитель5 ности входных импульсов, т.е. к расширению диапазона регулировани  скорости .

По мере увеличени  длительности уп- равл ющегно входного импульса происходит увеличение скорости вращени  вала

двигател , что приводит и к увеличению противоЭДС. При этом эффективность динамического торможени  возрастает, а необходимость в торможении противовклю- чением снижаетс . Поскольку начало режима противовключени  и динамического торможени  определ ютс  окончанием (спадом) входного управл ющего импульса, то задава  длительность выходных импульсов первого и второго врем задающих блоков , можно дл  конкретной нагрузки на вал двигател  оптимизировать врем  включени , длительность и величину обоих тормоз- ных режимов. Таким образом при проектировании схемы управлени  двигателем необходимо так подобрать значение тормозных моментов, чтобы во всем диапазоне скоростей вращени  осуществл лась однозначна  зависимость скорости вращени  ротора от длительности импульсов.

Таким образом, применение предлагаемого электропривода в системах автоматического регулировани  приводит, кроме того, и к значительному улучшению динамических свойств системы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель,  корна  обмотка которого подключена к выходной диагонали мостового транзисторного преобразовател , источник питани , первый вывод которого подключен к объединенным силовым электродам первого и четвертого

   транзисторов мостового преобразовател , а второй вывод соединен с силовым электродом третьего транзистора мостового преобразовател , первый и третий управл ющие входы которого объединены и

   подключены к выходу задающего устройства , о т л и ч а ющийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  скорости вращени  и улучшени  динамических характеристик, в него введены регулируемый источник питани , задатчик команд, два врем задающих блока и два элемента ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с вторым и четвертым управл ющими входами транзистороного

   мостового преобразовател , одноименные первые выводы обоих источников питани  объединены, второй вывод регулируемого источника питани  соединен с силовым электродом второго транзистора мостового

   преобразовател , управл ющий вход регулируемого источника питани  подключен к выходу задатчика команд, входы врем зада- щих блоков объединены и подключены к выходу задающего устройства и вторым входам элементов ИЛИ-НЕ, первые выходы которых подключены к выходам соответствующих врем задающих блоков.