Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов подач металлорежущих станков с числовьм программным управлением,в промышленных роботах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены два двухвходовых элемента И 16 и 17, второй компаратор 9 снабжен неинвертирующим выходом и выполнен в виде операционного усилителя 19, логического элемента НЕ и двух резисторов 20, 21, Введение указанных элементов И 16 и 17 и включения переключателя 15 полярности в цепь обратной связи по току обеспечивает отсчет выдержки времени независимо от наличия тока в звене постоянного тока. Благодаря этому удается исключить или минимизировать бестоковую паузу при смене знака момента электродвигателя. Кроме того, упрощается эксплуатация электропривода , т.к. на выходе переключателя 15 действует сигнал, учитывающий не только величину, но и знак момента. Это позволяет легко определить режим работы электропривода. 1 ил. (Л 00 ;о to to 00 П г /7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1319223 А 1 (5ц 4 H 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940110/24-07 (22) 09.08.85 (46) 23.06.87. Бюл. 9 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В.Донской и В.А.Матисон (53) 62-83:621.313.392(088.8) (56) Коган В,Г, и др. Транзисторные приводы с бесконтактными синхронными двигателями для станков с ЧПУ. Электротехническая промышленность. Сер.

"Электропривод", 1984, вып. 1 (123), с. 11-14.

Электропривод серии ЭПБ1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИГФР, 654683.001.ТО. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов подач металлорежущих станков с числовым программным управлением,в промышленных роботах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Укаэанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены два двухвходавых элемента И 16 и 17, второй компаратор 9 снабжен неинвертирующим выходом и выполнен в виде операционнаго усилителя 19, логического элемента HE и двух резисторов 20, 21.

Введение указанных элементов И 16 и

17 и включения переключателя 15 полярности в цепь обратной связи по току обеспечивает отсчет выдержки . времени независимо от наличия тока в звене постоянного тока. Благодаря этому удается исключить или миними" зировать бестоковую паузу при смене знака момента электродвигателя. Кроме тога, упрощается эксплуатация электро" привода, т.к, на выходе переключателя С

15 действует сигнал, учитывающий не только величину, но и знак момента. Это позволяет легко определить режим работы электропривода. 1 ил. М

Ми4

1 13

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильному электроприводу, и может быть исполь- . зовано в автоматизированных электроприводах с высоким быстродействием, например в приводах стаканов с частотно-программным управлением (ЧПУ), Цель изобретения — повышение качества регулирования путем повышения быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема вентильного электропривода.

Вентильный электропривод содержит синхронный электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к выходу преобразователя 2 частоты, силовой вход которого через. датчик 3 тока подключен к источнику 4 постоянного тока, а вход управления подключен к выходу логического блока 5 управления, один вход которого соединен с выходом датчика 6 положения ротора, а к первому входу подключен регулятор 7 тока, вход которого соединен с выходом второго блока 8 сравнения, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора

9, а первый вход блока 8 сравнения связан с выходом регулятора 10 частоты вращения, к выходу которого подключен вход первого компаратора 11, последовательно соединенного с узлом

12 выдержки времени, а к входу регулятора 10 частоты вращения подключен выход первого блока 13 сравнения, к первому входу которого подключен задатчик частоты вращения, а к второму входу — выход датчика 14 частоты вращения. Злектропривод содержит также переключатель 15 полярности, два логических элемента И 16 и 17, первые входы которых подключены соответственно к выходам узла выдержки времени, вторые входы соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами второго компаратора 9, а выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока 5 управления, причем силовой вход переключателя 15 полярности подключен к выходу датчика 3 тока, а его управляющий вход — к неинвертирующему выходу компаратора 9.

Второй компаратор 9 содержит двухвходовый операционный усилитель 18, выход которого образует соответственно неинвертирующий выход и подключен

19223

Z0

55 к входу логического элемента НЕ 19, выход которого является инвертирующим выходом компаратора 9, два входа которого образуют резисторы 20 и 21, одними выводами соединенные с входом операционного усилителя 18.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Предположим, что в начальный момент времени на выходе регулятора 10 частоты вращения по разности сигнала задания частоты вращения и сигнала обратной связи по частоте вращения, снимаемого с выхода датчика 14 частоты вращения вала электродвигателя 1, на выходе первого компаратора 11 положительный сигнал, на первом выходе узла 12 выдержки времени — единичный логический сигнал, а на втором его выходе — нулевой, на неинвертирующем выходе второго компаратора 9 действует положительный, т.е. единичный логический сигнал, а на инвертирующем его выходе — нулевой логический сигнал. При этом на выходе логического элемента И 16 присутствует единичный логический сигнал, а на выходе логического элемента И 17 нулевой логический сигнал. Регулятор

7 тока по разности поступающих на входы второго блока 8 сравнения выходного сигнала регулятора 10 частоты вращения, являющегося сигналом задания тока, и сигнала обратной связи по току, снимаемого с датчика

3 тока через переключатель 15 полярности, формирует сигнал управления блоком 5 управления, который в функции этого сигнала, а также выходных сигналов датчика 6 положения ротора и логических элементов И 16 и 17 обеспечивает управление ключами преобразователя 2 частоты, при котором синхронный электродвигатель 1 развивает момент, направление которого условно примем за "положительное

Пусть в некоторый момент времени сигнал на выходе регулятора 10 частоты вращения меняет свой знак на отри- . цательный, например, из-за уменьшения сигнала задания частоты вращения.

Тогда в этот же момент времени на выходе первого компаратора 11 появляется отрицательный сигнал, на обоих выходах узла 12 выдержки времени появляются нулевые логические сигналы.

При этом на выходе логического элемента И 16 устанавливается нулевой

1319223 логический сигнал, а на выходе логического элемента И 17 этот сигнал сохраняется. Тогда блок 5 управления закрывает все ключи преобразователя 2 частоты. Ток в звене постоянного тока 5 начинает спадать, замыкаясь через обратные диоды, шунтирующие ключи преобразователя 2 частоты, а следовательно, начинают опадать выходные сигналы датчика 3 тока и переключа- 10 теля 15 полярности. Поскольку величина сопротивления резистора 20 выбирается много меньше, чем величина резистора 21, то положительный сигнал на выходе переключателя 15 поляр- 15 ности удерживает сигналы на выходах второго компаратора 9 в первоначальном состоянии. Сразу же после переключения первого компаратора 11 узел

12 выдержки времени начинает отсчет 20 времени, необходимого для восстановления запирающих свойств ключей преобразователя 2 частоты. После отсчета этой выдержки времени на втором выходе узла 12 выдержки времени появляется единичный логический сигнал.

Предположим, что эа время отсчета выдержки времени узла 12 выдержки времени ток в звене постоянного тока не успевает спасть до нуля. В этом 30 случае появление единичного сигнала на втором входе узла 12 выдержки времени не приводит к появлению единичного сигнала на выходе логического элемента

И 17, так как на второй его вход пос 35 тупает нулевой логический сигнал со второго выхода второго компаратора 9.

После спада тока практически до нуля компаратор 9 переключается, на его первом входе устанавливается отрицательный, т.е. нулевой логический сигнал, а на втором — единичный. На выходе логического элемента И 17 устанавливается единичный логический сигнал. При этом блок 5 управления осуществляет управление ключами преобразователя 2 частоты, при котором ток опять начинает увеличиваться, но синхронный электродвигатель 1 уже развивает момент, направление которо-50

ro "отрицательно", т.е. противоположно первоначальному моменту. Сигнал на выходе датчика 3 тока остается положительным, однако вследствие переключения второго компаратора 9 в новое состояние на выходе переключателя 15 полярности меняется знак на отрицательный. Таким образом осуществляется согласование реверсивного выходного сигнала регулятора 10 частоты вращения нереверсивного выходного сигнала датчика 3 тока.

В. Рассмотренном случае время спада тока больше времени, необходимого для восстановления запирающих свойств ключей преобразователя 2 частоты, поэтому переход от одного направления момента двигателя к другому происходит без бестоковой паузы. Если же ток мал и время его спада меньше времени, необходимого для восстановления запирающих свойств ключей преобразователя 2 частоты, то переключение второго компаратора 9 происходит в то время, когда на обоих выходах узла

12 выдержки времени присутствуют нулевые логические сигналы.

При этом на выходах логических элементов И 16 и 17 также присутствуют нулевые логические сигналы. Только после завершения отсчета выдержки времени. узлом 12 выдержки времени на одном из его выходов в зависимости от сигнала на выходе первого компаратора 11 устанавливается единичный сигнал. Поскольку при нулевом токе второй компаратор 9 также устанавли— вается по выходному сигналу первого компаратора 9, то на входах одного из логических элементов И 16 и 17 совпадают две единицы и на его выходе появляется сигнал логической единицы, а на входах другого совпадают нулевые логические сигналы, и на его выходе также остается нулевой логический сигнал. Далее схема работает так же, как и в первом случае.

Очевидно, что в этом случае величина бестоковой паузы будет минимальна и равна разности времени, необходимого для восстановления запирающих свойств ключей преобразователя 2.частоты и времени спада тока. (Таким ооразом, за счет введения логических элементов И 16 и 17 включения переключателя 15 полярности в цепь обратной связи по току и подключения первого входа второго компаратора 9 к выходу первого компаратора 11 появляется возможность отсчета выдержки времени независимо от наличия тока в звене постоянного тока.

Благодаря этому удается исключить, а в тех режимах, .где это невозможно, минимизировать бестоковую паузу при смене знака момента электродвигателя, что повьппает качество регулироФормула "из обре те ния

Составитель А, Головченко

Техред В„Кадар Корректор Л. Пилипенко Редактор А. Сабо

Заказ 2526/53

» »«» ««««««««s

Тираж 660

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 вания путем повышения быстродействия электропривода. Кроме того, упрощается эксплуатация электропривода, так как на выходе переключателя полярности действует сигнал, не только пропорциональный величине момента двигателя, так как он пропорционален его току, но и соответствующий этому моменту по знаку, что позволяет легко определить, режиМ рабо ы электропривода.

Вентильный электропривод, содержащий синхрокный.двигатель, якорная обмотка которого подключена к выходу преобразователя частоты, силовой вход которого через датчик тока связан с выходом источника постоянного тока, а управляющий вход преобразователя частоты соединен с выходом логического блока управления с четырьмя входами, последовательно соединенные первый блок сравнения и регулятор частоты вращения, последовательно соединенные второй блок сравнения и регулятор тока, выход которого соединен с одним из входов логическо".о блока управления, другой вход которого подключен к датчику положения ротора, датчик частоты вращения ротора, соединенный с одним из входов первого блока сравления, другой вход которого является входом задания частоты вращения, переключатель полярности с управляющими силовым входами,, выход которого подключен к одному из входов второго блока сравнения, пос9223 6 ледовательно соединенный первый компаратор и узел выдержки времени, вход. первого компаратора соединен с выходом регулятора частоты вращения вто1 рой компаратор с двумя входами и инвертирующим выходом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены два двухвходовых элемента И, второй ком10 паратор снабжен неинвертирующим выходом и выполнен в виде операционнрго усилителя и логического элемента НЕ, последовательно соединенных между собой, и двух резисторов, установлен15 ных на входе компаратора, одни выводы которых объединены и подключены ко входу операционного усилителя, другие выводы резисторов образуют входы компаратора, неинвертирующий

20 выход которого образован выходом операционного усилителя, а инвертирующий выход — выходом элемента НЕ, один вход второго компаратора соединен с выходом первого компаратора, 25 другой вход второго компаратора — с выходом переключателя полярности, силовой вход которого подключен к выходу датчика тока, а управляющий вход— к первому входу одного элемента И и

30 неинвертирующему выходу второго компаратора, инвертирующим выходом соединенного с первым входом другого элемента И, вторые выходы укаэанных элементов И,подключены к выходам

35 узла выцержки времени, а их выходык третьему и четвертому входам логического блока управления соответственно.