Устройство для защиты двигателя постоянного тока от токовой перегрузки

 

УСТРОПСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ ТОКОВОЙ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащее переключатель с основным и управляющим входами, включенный между источником питания и выводом двигателя, усилитель мощности , подключенный к управляющему входу переключателя, датчик тока, выполненный , в виде потенциометра и операционного усилителя с отрицательной обратной связью, оба входа которого подключены через указанньй потенциометр к цепи якоря двигателя, и блок сравнения, выполненный g виде делителя напряжения и .операционного усилителя с положительной обратной связью, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а второй - к делителю напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем.обеспечения защиты двигателя от перегрузки по мощности в статических режимах и повышения надежности электропривода, в него введены блок задержки по времени, включенньй между выходом блока сравнения и уси лителем мощности, и блок коррекции по напряжению, выполненный из п цепочек , в виде последовательно соединен (Л ных порогового элемента и потенциометра , причем пороговый элемент первой цепочки подключен к основному входу переключателя, а пороговый элемент каждой последующей цепочки - к .средней точке предьздущей цепочки, движок потенциометра первой цепочки подключен к первому входу Операцион4 ного усилителя датчика тока, а движки потенциометров всех последующих цеО ) почек - к его второму входу. СП

„„SU „„1144165.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК вЂ” «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

IlG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 9666388/24-07 (22) 25. 11;83 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) В.П.Иал1хов, В.Ф.Лебедев, Ю.И.Климов, А.Е.Кинев, И.Н.Евдокимов и Л.Г.Виноградова (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш им.В.И.Ленина (53) 621.316.925(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР по заявке М - 3337859/24-07, кл. Н 02 P 5/16, )1981.

2 ° Авторское свидетельство СССР и - 775851, кл. Н 02 P 5/16, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАП1ИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ ТОКОВОЙ

ПЕРЕГРУЗКИ, содержащее переключатель с основным и управляющим входами, включенный между источником питания и выводом двигателя, усилитель мощности, подключенный к управляющему входу переключателя, датчик тока, выполненный.в виде потенциометра и операционного усилителя с отрицательной обратной связью, оба входа которого подключены через указанный потенциометр к цепи якоря двигателя, и блок

4(g)) Н 02 Н 7/08, Н 02 P 5/16 сравнения, выполненный в виде делителя напряжения и,операционного усилителя с положительной обратной связью, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а второй - к делителю напряжения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможнос" тей путем. обеспечения защиты двигателя от перегрузки по мощности в статических режимах и повышения надежности электропривода, в него введены блок задержки по времени, включенный между выходом блока сравнения и уси.лителем мощности, и блок коррекции

C по налряжению, выполненный из п цепочек, в виде последовательно соединенных порогового элемента и потенциометра, причем пороговый элемент первой цепочки подключен к основному входу переключателя, а пороговый эле мент каждой последующей цепочки — к ,средней точке предыдущей цепочки, движок потенциометра первой цепочки подключен к первому входу операционного усилителя датчика тока, а движки потенциометров .всех последующих цепочек — к его второму входу.

1144165

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электроприводах постоянного тока, работающих от автономного источника, напряжение которого изменяется в ши- 5 роких пределах, для защиты двигателя от перегрузки по мощности в статических режимах работы.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, подключенный .к источнику питания через переключатель, блок управления, датчик тока якоря, компараторы, логические элементы, делитель напряжения и элемент задержки j1 1.

В электроприводе предусматривается защита преобразователя по току с учетом напряжения источника питания и, таким образом, косвенно обеспечивается защита двигателя от перегрузки по мощности, однако, поскольку схема управления электропривода дискретного действия, то при одних значениях . напряжения источника питания двига.— тель окажется перегружен по мощности,>5 а при других значениях — недогружен.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для релейного регулирования пускового тока электродвигателя по- 30 стоянного тока, содержащее переключатель, включенный в цепь якоря электродвигателя, датчик тока и блок сравнения„ выполненные на основе операционных усилителей, и усилители мощности, включенные между выходом блока сравнения и переключателем (2 1.

Недостатком известного устройства является то, что предусматривая защиту двигателя по току, оно не обеспе- 4р чивает его защиту от перегрузки по мощности, возникающей при работе двигателя с постоянной мощностью от автономного источника постоянного тока, напряжение которого изменяется в ши" 45 роких пределах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения защиты

I двигателя от перегрузки по мощности 5р в статических режимах работы и повышения надежности электропривода. .Поставленная цель достигается тем. что в устройство для защиты двигателя постоянного тока от токовой пере- 55 грузки,содержащее переключатель с основным и управляющим входом„включенный между источникдм питания и выводом двигателя, усилитель мощности, подключенный к управляющему входу переключателя, датчик тока, выполненный в виде потенциометра и операционного усилителя с отрицательной обратной связью, оба входа которого подсоединены через указанный потенциометр к цепи якоря двигателя, блок сравнения, выполненный в виде делителя напряжения и операционного усилителя с положительной обратной связью, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а второй — к делителю напряжения, введены блок задержки по времени, включенный меж.— ду выходом блока сравнения и усилителем мощности, и блок коррекции по напряжению, выполненный в виде и цепочек, в виде последовательно соединенных порогового элемента и потенциометра, причем пороговый элемент первой цепочки подключен к основному входу переключателя, а пороговый элемент каждой последующей цепочки к средней точке предыдущей цепочки, движок потенциометра первой цепочки подключен к первому входу операционного усилителя датчика тока, а движки потенциометров всех последующих цепочек — к его второму входу.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — график, поясняющий его работу.

Устройство содержит двигатель 1 постоянного тока, подключенный к источнику 2 постоянного тока через переключатель 3 с основным 4 и управляющим 5 входами, в цепь якоря которого включен шунт 6. Датчик 7 тока включает в себя операционный усилитель 8, охваченный отрицательной обратной связью 9 н потерциометр 10.

Блок 11 коррекции по напряжению содержит и цепочек 12, выполненных в виде последовательно соединенных порогового элемента 13 и потенциометра 14. Пороговый элемент 13 первой цепочки 12 подключен к основному входу 4 переключателя 3, а пороговые элементы 13 кажцой последующей цепочки 12 подключены к общей точке предыдущей цепочки l2. Движок 15 первого потенциометра 14 подсоединен к первому, например инвертирующему, входу 16 операционного .усилителя 8, а движки 15 всех последующих потенциометров 14 подключены к второму, например неинвертирующему, входу 17 тока. В этом случае обеспечивается защита двигателя 1 по току. Значение напряжения с целителя напряжения 19 определяет уставку защиты двигателя

1 по току перегрузки Т „„=Р /О„,;„, где P „=const при регулировании двигателя 1 при. постоянной мощности.

При повышении напряжения источника

2. питания выше П,.„ пробивается первый пороговый элемент 13 и на первом потенциометре 14 появляется напряжение, которое поступает на первый вход

16 операционного усилителя 8, суммируясь с напряжением с шунта 6. При этом каждому значению напряжения источника 2 питания будет соответствовать свой ток срабатывания защиты.

Таким образом, получает я первый участок характеристики а (фиг.2).При достижении напряжения источника 2 питания значения U пробивается последующий пороговый элемент 13 и на втором потенциометре 14 появляется напряжение, которое подается на второй вход 17 операционного усилителя 8, за счет чего получается участок характеристики Ь .

Разница между характеристиками а

b и характеристикой с, представляющей собой перегрузочную мощность

P „ двигателя, определяет погрешность измерения. мощности,, потребляемой двигателем 1 от источника 2 питания.

При необходимости измерять мощность с меньшей погрешностью в блок

11 коррекции по напряжению следует ввести еще ряд цепочек 12.

При работе двигателя с постоянной мощностью от автономного источника питания с напряжением, изменяющимся в широких пределах, уставка токовой защиты определяется в зависимости от значения напряжения в данный момент времени. Использование данного устройства-позволит осуществить измерение мощности двигателя не дискретно при нескольких заданных значениях напряжения, а непрерывно при каждом значении напряжения с необходимой точностью и, таким образом, обеспечить защиту двигателя от перегрузки по мощности в статических режимах работы во всем диапазоне изменения напряжения источника питания, следовательно, повысить надежность работы двигателя.

1144165 операционного усилителя 8. Оба входа

16 и 17 операционного усилителя 8 подключены через потенциометр 10 к цепи якоря двигателя 1, например к шунту 6.

При отсутствии в цепи якоря дви-. гателя 1 шунта 6 подключение может. быть осуществлено к дополнительным полюсам двигателя 1. Блок 18 сравнения включает в себя делитель 19 на- 1п пряжения и операционный усилитель 20 с положительной обратной связью 21.

Первый, например инвертирующий, вход

22 операционного усилителя 20 подключен к выходу 23 датчика 7 тока, а второй, например неинвертирукпций, вход 24 — к делителю 19 напряжения.

Выход 25 блока 18 сравнения подключен через блок 26 задержки по времени к усилителю 27 мощности, подклю- 2п ченному к управляющему входу 5 пере-, ключателя 3.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с шунта 6 поступает через 25 потенциометр 10 на первый вход 16 операционного усилителя 8, работающего за счет отрицательной обратной связи

9 в режиме усилителя, и с выхода 23 датчика 7 тока подается на первый, ЗО вход 22 операционного усилителя 20, на второй вход 24 которого поступает фиксированный сигнал с делителя 19 напряжения. Операционный усилитель

20 за счет положительной обратной связи 21 работает в режиме компаратора. Как только сигнал на выходе

23 датчика 7 тока сравняется по величине с сигналом с делителя 19 напряжения, операционный усилитель 2Ь 40 перебрасывается из одного состояния в другое, что является сигналом для срабатывания усилителя 27 мощности, воздействующего на переключатель 3, который отключает двигатель 1 от источника 2 питания.

Для устранения случайного отключения двигателя 1 в переходных про= цессах, в частности при пуске двигателя 1, сигнал с блока 18 сравнения на усилитель 27 мощности поступает с задержкой по времени, определяемой

1 блоком 26 задержки по времени.

При напряжении источника 2 питания меньше U . пороговые элементы 13

В1В закрыты и блок 11 коррекции по напряжению не влияет на работу датчика 7

Хп?и

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Oinax

Оср

umLn

Фиг.2 вниипи

Тираж 620

Заказ 941/ 3

Подписное