Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

 

Изобретение относится к электро™ технике и может найти применение в импульсных устройствах регулирования скорости. Повышение быстродействия и КПД обеспечивается за счет введения датчика I2-противоЭДС электродвигателя 9, двух пороговых элементов 13 и 14, а также двух логических элементов И 15 и 16. При этом входы пороговых элементов 13 и 14,связаны с выходом датчика 12 противоЭДС, а выходы через первые входы логических элементов И 15 и 16 связаны с входами зисторных ключей 3 и 4, с входами транзисторных ключей 1 и 2.непосредс ственно,а ключей 3 и 4 через вторые входы логических элементов И I 5 и 16 связан выход блока ограничения тока 11.2 ил. С О5 СД HJ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„126757

А1 дц4 Н 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3781914/24-07 (22) 18.08 ° 84 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (72) В. А. Шаталов и П. А. Столяров (53) 621.314.632(088.8) (56) Панкратьев Л. Д. и др. Импульсные и релейные следящие приводы постоянного тока с полупроводниковыми усилителями. М. Э. 1968, с ° 6.

Леоненко Л. И., Овсянников О. О.

О допустимых ограничениях выходного тока усилителей в электроприводах.

Электронная техника в автоматике

/Под ред. IO. И. Конева, вып. 7, М.:

Советское радио, 1975, с. 92. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в импульсных устройствах регулирования скорости. Повышение быстродействия и

КПД обеспечивается за счет введения датчика 12.противоЭДС электродвигателя 9, двух пороговых элементов 13 и

14, а также двух логических элементов

И 15 и 16. При этом входы пороговых элементов 13 и 14,связаны с выходом датчика 12 противоЭДС, а выходы— через первые входы логических элементов И 15 и 16 связаны с входами транзисторных ключей 3 и 4, с входами транзисторных ключей 1 и 2.непосред- д ственно,а ключей 3 и 4 через вторые входь|логических элементов И 15 и 16 связан выход блока ограничения тока 11.2 ил.

1267574

50 (1) Éi

dt

П вЂ” R — С

6 CD д С 1н (2) где П вЂ” напряжение питания усилитеЛЯ;

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в импульсных устройствах регулирсвания скорости электродвигателей постоянно" го тока. 5

Целью изобретения является повышение КПД и быстродействия устройства, На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и 3 — диаграммы 1О тока электродвигателя.

Устройство (фиг. 1) для управления электродвигателем постоянного то" ка содержит усилитель мощности,, собранный на четырех транзисторных клю-. 15 чах 1-4, шунтированных обратными диодами 5-8 и включенных по мостовой схеме, к одной диагонали которой подсоединен якорь 9 электродвигателя, а к другой - источник 10 питания„ а 20 также блок ll ограничения тока„

В устройство введены датчик 12 противоЭДС электродвигателя, два пороговых элемента 13 и 14 и два логических элемента И 15 и 16„ При этом входы пороговых элементов 13 н 14 соединены с выходом датчика 12 противоЭДС электродвигателя, а выходы — с .первыми входами логических элементов И 15 и 16, вторые входы которых соединены с выходом блока ll ограничения тока.

Выходы логических элементов И 15 и 16 соединены с входами транзисторных ключей 3 н 4, соединенных с пер- 35 вым полюсом источника 10 питания, входы транзисторных ключей 1 и 2, соединенных с другим полюсом источника 10 питания, подключены к выходу блока 11 ограничения штока. 40

Устройство работает следующим образом.

При разгоне электродвигателя сигналом, поступающим с широтно-импульсного модулятора (для упрощения на 45 фиг. 1 не показан), включаются, например, ключи l и 4. Ток и противоЭДС электродвигателя нарастают в со-ответствии с уравнениями

 — сопротивление якоря элект родвигателя; — индуктивность якоря; — момент инерции на валу электродвигателя;

С, С вЂ” соответственно коэффициенты е» противоЭДС и момента электродвигателя, ̄— момент нагрузки на валу электродвигателя; ток якоря;

cD — скорость вращения.

Нарастание тока идет по .экспоненте (фиг. 2). При достижении током некоторой величины I, ñðàáàòûâàåò блок 11 ограничения тока и выдает сигнал на закрытие ключей 1 и 2. Ключ

1 закрывается и ток якоря 9 электродвигателя, поддерживаемый его ЭДС самоиндукции, протекает через ключ 4 и диод 7, уменьшаясь в соответствии с уравнением

Ь Г iR Сесд у (3)

dl т.е. в отличие от известного устройства ток не замыкается через источник. питания, а поэтому уменьшение его будет проходить с меньшей скоростью, следОвательно, пульсации тока будут меньше, а значит ток к началу следующего включения ключа 1 будет большего, по сравнению с известным устройством, значения. После очередного включения ключа 1 процессы повторяются с сохранением тенденции уменьшения скорости изменения тока в моменты его увеличения. После реверсирования (фиг. 3) ток с большой скоростью изменяет знак на противоположный и при достижении значения токоограничения блок токоограничения 11 подает сигнал закрытия на ключ 2 и на логические элементы И 15 и 16. В, дальнейшем работа схемы зависит от того, до какой скорости успел затормозиться электродвигатель до этого момента.

Рассмотрим случай, когда скорость соответствует противоЭДС Е Q RI, При этой полярности противоЭДС (слева — плюс) срабатывает при Е ) RI

ro пороговый элемент 13, который подает закрывающий сигнал на логический элемент И 15, последний закрывает ключ 3, так как íà его втором входе уже есть сигнал блока ограничения

12б7574

С

Составитель В. Поспелов

Редактор А,Гулько Техред Л.Олейник Корректор М.Шароши

Заказ 5792/55

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений: и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тока 11 (пороговый элемент 14 выдает закрывающий сигнал при E RI„, но другой полярности). Если ключ 3 не закрывать, как не закрывался ключ 4 при разгоне, ток якоря над действием противоЗДС продолжал бы увеличиваться до значения, большего Т (так как

RI то

Как только скорость двигателя упадет до значения, при котором Е 10 с БХ»о, закрывающий сигнал на выходе порогового элемента 13 пропадет (момент времени t, на фиг. 3), При этом после очередного срабатывания блока ограничения тока закроется только 5 ключ 2, а ключ 3 останется открытым.

Ток, уменьшаясь, потечет через ключ

3 и диод 8. Причем уменьшаться будет в соответствии с уравнением (3). В дальнейшем процессы изменения тока 20 будут аналогичны происходящим при разгоне, т.е. с меньшими пульсациями.

Уменьшение пульсаций при сохранении максимального значения тока I (ограниченного модностью применяемых ключей) приводит к увеличению быстродействия привода и увеличению КПД устройства, Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее усилитель мощности, собранный на четырех транзисторных ключах, шунтированных обратными диодами, и включенных по мостовой схеме, к одной ди-. агонали которой подсоединен якорь электродвигателя, а к другой — источник питания, а также блок ограничения тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения КПД и быстродействия, в него введены датчик противоЗДС электродвигателя,.два пороговых элемента и два логических элемента И, причем входы пороговых элементов соединены с выходом датчика противоЭДС, а выходы с первыми входами соответствующих логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходом блока ограничения тока, а выходы с входами транзисторных кличей, соединенных с первым полюсом источника питания, входы транзисторных ключей,.соединенных с вторым полюсом источника питаНия, подключены к выходу блока ограничения тока.