Устройство токоограничения для электропривода с импульсным транзисторным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ТОКОСГРАНИЧЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ИМПУЛЬСНЫМ ТРАЙЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее широтно-импульсньш модулятор, импульсный транзисторный преобразователь , выход которого предназначен «««sj;, 13 По ,-,... для подключения к электродвигателю, последовательно соединенные диод и триггер Шмитта, конденсатор, подгслюченный медду общей точкой соединения диода и триггера Шмитта и соединенный также с одним вьшодом резистора, источник питания с общей шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности,в него введены последовательно соединенные инвертор и элемент И, при этом второй вход элемента И соединен с широтноимпульсным модулятором, а выход - с импульсным транзисторным преобразователем , базы транзисторов которого со- Щ единены с вторым вьтодом диода, высл ход триггера Шмитта соединен с входом инвертора, а второй вывод резистора с соединен с общей шиной. i 00 ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)4 Н 02 Р 7/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3719006/24-07, (22) 02.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. ¹ 35 (72) М.В.Фалеев и А.Н.Ширяев (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им.В.И.Ленина (53) 621. 316. 718. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 860250, кл. Н 02 P 5/16, 1980. для подключения к электродвигателю, последовательно соединенные диод и триггер Шмитта, конденсатор, подключенный между общей точкой соединения диода и триггера Шмитта и соединенный также с одним выводом резистора, источник питания с общей шиной, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены последовательно соединенные инвертор и элемент И, при этом второй вход элемента И соединен с широтноимпульсным модулятором, а выход — с импульсным транзисторным преобразователем, базы транзисторов которого со- Pg ецинены с вторым выводом диода, выход триггера Шмитта соединен с входом инвертора, а второй вывод резистора С соединен с общей шиной.

Авторское свидетельство СССР

¹ 838991, кл. Н 02 P 7/28, 1980.

/ (54)(57) УСТРОЙСТВО ТОКООГРАНИЧЕНИЯ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ИМПУЛЬСНЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее широтно-импульсный модулятор, импульсный транзисторный преобразователь, выход которого предназначен

М

" ."1 ф

Р4 7 j ». ;..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ """:, Ю

ЮЩд,, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1181

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с импульсными транзисторными преобразователями для целей защиты от перегру- 5 зок по току и ограничения тока нагрузки на заданном уровне.

Цель изобретения — повьш ение на— дежности.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — диаграммы напряже- ний °

Устройство токоограничения для электропривода с импульсным транзисторным преобразователем содержит 15 (фиг.1) широтно-импульсный модулятор

1, импульсный транзисторный преобразователь 2, последовательно соединенные диод 3 и триггер 4 Шмитта, конденсатор 5, подключенный между общей 20 точкой соединения диода 3 и триггера

4 Шмитта и соединенный также с одним выводом резистора 6, последовательно соединенные инвертор 7 и элемент И 8.

Второй вход последнего соединен с 25 широтно-импульсным модулятором 1, а выход — с импульсным транзисторным преобразователем 2, базы транзисторов

9 которого соединены с вторым выводом диода 3, выход триггера 4 Шмитта З0 соединен с входом инвертора 7, а второй вывод резистора 6 соединен с общей шиной. Выход импульсного транзисторного преобразователя 2 соединен с электродвигателем 10 и источ35 ником 11 питания. Электродвигатель

10 шунтирован диодом 12.

Устройство токоограничения работает следующим образом.

В исходном состоянии при сигнале 40 логического нуля на выходе широтноимпульсного модулятора 1, на выходе элемента И 8 присутствует нулевой сигнал. Следовательно, потенциал на базах транзисторов 9 преобразователя 45

2 равен нулю и транзисторы 9 закрыты.

Напряжение на выходе триггера 4 Шмитта меньше.его порогосрабатывания, поэтому на выходе триггера 4 присутствует сигнал логического нуля, а на 50 выходе инвертора 7 — сигнал логической единицы. При появлении последнего на выходе широтно-импульсного модулятора 1 этот сигнал проходит через элемент И 8 на базы транзисторов 55

9 преобразователя 2, что приводит к их отпиранию и подаче на электродвигатель 10 напряжения источника 11

108 2 питания. В течение интервала проводимости транзисторов 9 напряжение на переходе база †эмитт этих транзисторов U определяется как

IrR Бу

Ц

3 где I — ток транзисторов; коэффициент усиления транзистора, Rg — сопротивление база-эмиттер транзисторов.

Так как величина тока IT равна току якоря электродвигателя 10, то следовательно Ця будет пропорционально току якоря электродвигателя. В течение интервала проводимости силовых транзисторов 9 диод 3 открыт и напряжение на конденсаторе 5 равно U р У так как постоянная времени заряда конденсатора 5, определяемая сопротивлением открытого р-и перехода диода 3 и емкостью конденсатора 5, мала по сравнению с электромагнитной постоянной времени электродвигателя 10.

Если ток электродвигателя 10 в тече.— ние интервала проводимости транзисторов не превышает допустимого значения, транзисторов 9 меньше порога сраБ батывания триггера 4 Шмитта и на выходе его сигнал равен нулю. Когда на выходе широтно — импульсного модулятора

1 сигнал равен нулю, то транзисторы

9 преобразователя 2 закрыты и ток якоря электродвигателя протекает через нулевой диод 12, уменьшаясь по закону, определяемому величиной электромагнитной постоянной времени электродвигателя 10. В этом случае диод 3 закрыт и конденсатор 5 разряжается через резистор 6. Так как постоянная времени разряда конденсатора 5 выбрана равной электромагнитной постоянной времени электродвигателя 10, то напряжение на конденсаторе 5 изменяется по такому же закону, как ток якоря электродвигателя 10 и поэтому отпадает необходимость в специальном датчике тока якоря электродвигателя

10. В течение следующего периода широтно-импульсного сигнала процесс повторяется. Этому режиму соответствует участок А временной диаграммы (фиг.2).

В случае превышения током якоря электродвигателя 10 предельно допустимого значения, которое определяется перегрузочной способностью исз 1181 пользуемого электродвигателя 10, напряжение на конденсаторе 5 становится больше порога срабатывания тригге" ра 4, выполняющего функции порогового элемента. В результате этого на выходе триггера 4 появляется сигнал логической единицы, а на выходе инвертора 7 — сигнал логического нуля, который поступая на вход элемента И 8, запрещает прохождение сигнала от ши- 10 ротно-импульсного модулятора через элемент И 8. Транзисторы 9 преобразователя 2 закрываются. Это приводит к тому, что закрывается диод 3, а конденсатор 5 начинает разряжаться через резистор 6. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает величины порога отпускания триггера 4, последний возвращается в исходное состояние, а на выходе инвертора 7 появля- 2п ется сигнал логической единицы. Последний разрешает прохождение сигнала от широтно-импульсного модулятора 1 через элемент И 8, что приводит к отпиранию силовых транзисторов. Если 25 перегрузка электродвигателя 10 не ликвидирована, то при отпирании силовых транзисторов, ток якоря электродвигателя быстро достигает предельно допустимого значения. Это приводит к увеличению напряжения на конденсаторе

5 до порога срабатывания триггера 4, что вызывает его срабатывание и, как следствие, запрещение прохожцения сигнала на отпирание силовых транзисторов и их закрытие (участок Б времен35

108 4 ной диаграммы фиг.2). При этом устанавливается режим автоколебаний, частота которых определяется гистерезисом триггера 4 Шмитта и электромагнитной постоянной времени электродвигателя 10, Величина гистерезиса триггера 4 выбирается из условия надежной работы преобразователя 2, которая обеспечивается при частоте автоколебаний 1-5 кГц.

При этом величина тока .электродвигателя 10 не превьппает предельно допустимого значения при любом режиме работы устройства. Число параллель. но соединенных транзисторов силового преобразователя 2 определяется как пТн

КдД м где IH — номинальный ток электродвигателя, я — перегрузочная способность электродвигателя.

Ограничение пускового тока электродвигателя на заданном уровне позволяет обеспечить допустимьп по условиям коммутации и перегрузки по току режтм работы двигателя и уменьшить число параллельно соединенных силовых транзисторов по сравнению с известным при увеличении мощности электродвигателя. Этим достигается расширение функциональных воэможностей предлагаемого устройства по управлению двигателями средней н большой мощности, а также повышение надежности, 1181108

Составитель Ю.Воробьев

Редактор М.Бланар Техред И.Асталон

Корректор М.Пожо

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 5946/58 Тираж 645 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5