Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования в сторону малых скоростей. В электроприводе путем введения двух преобразователей напряжение - длительность импульсов, выходной сигнал которых зависит от величины тока нагрузки электродвигателя, протекающего в соответствующих стойках мостового транзисторного усилителя мощности, осуществляется введение регулируемой бестоковой паузы. Кроме защиты транзисторного усилителя от сквозных токов указанные меры существенно сказываются на улучшении динамических характеристик электропривода. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4276736/24 — 07 (22) 28.05.87 (46) 23.07.90. Бюл. hh 27 (72) Е.Е. Шорников, А.И. Галантэ и В,В, Осипов (53) 621,316,718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1015476, кл. Н 02 M 7/5387, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1262673, кл. Н 02 Р 5/06, 1984. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в электроприводах постоянного тока с широким диапазоном

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования в сторону малых скоростей.

На фиг. 1 представлена схема электропривода; на фиг. 2 — временные диаграммы работы электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный якорной обмоткой к одной диагонали мостового транзисторного усилителя 2 мощности. другой диагональю соединенного с источником 3 питания. Два датчика 4 и 5 тока включены в стойки усилителя 2 мощности. Выходы датчиков 4 и 5 тока соединены с входами дифференциального усилителя 6, вход которого подключен к первому входу компаратора 7, вторым входом соединенного с выходом за„... Щ„„158О514 А1 (я)5 Н 02 Р5/06, Н 02 M 7/538 регулирования скорости. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования в сторону малых скоростей. В злектроприводе путем введения двух преобразователей напряжеwe — длительность импульсов, выходной сигнал которых зависит от величины тока нагрузки электродвигателя, протекающего

B соответствующих стойках мостового транзисторного усилителя мощности, осуществляется введение регулируемой бестоковой паузы. Кроме защиты транзисторного усилителя от сквозных токов указанные меры существенно сказываются на улучшении динамических характеристик электропривода. 2 ил. датчика 8 уровня ограничения тока. Выход компаратора 7 подключен к управляющим входам четырех электронных ключей 9-12, выходы которых соединены с управляющими входами усилителя 2 мощности. Кроме того, электропривод содержит схему 13 управления мостовым транзисторным усилителем 2 мощности, выход которой соединен с первым входом первого логического элемента И вЂ” НЕ 14 и тактовым входом первого преобразователя 15 напряжение — длительность импульсов, а через первый инвертор

16 — с тактовым входом второго преобразователя 17 напряжение — длительность импульсов и первым входом второго логического элемента И вЂ” НЕ 18. Вторые входы логических элементов И вЂ” НЕ 14 и 18 подключены к выходам соответственно преобразователей 17 и 15 напряжение— длительность импульсов. Выход первого логического элемента И вЂ” НЕ 14 через второй

i5 инвертор 19 соединен с входами второго 10 и гретьего 11 электронных ключей, Выход второго логического элемента И-НЕ 16 через третий инвертор 20 соединен с входами

",iåðíoão 9 и четвертого 12 электронных ключей, Выход дифференциалького усилителя 6 через прецизионный выпрямитель 21 подключен K первому входу сумматора 22„ВТорой вход которого соединен с выходом задатчика 23 начальной длительности бестоковой паузы, а выход подключен к управляющим входам преобразователей 15 и 17 напряжение — длительность имп ульсав.

Электропривод работает следующим

Образам.

При нормальной работе электродвигателя 1 ток от источника 3 питания протекает через транзисторы усилителя 2 мощности, электроцвигатель 1 и датчики 4 или 5. Напряжение, пропорциональное току якоря электродвигателя 1, снимается дифференциальным усилителем 6 с датчиков 4 или 5 тока и подается на компаратар 7 с регулируемым порогом срабатывания задатчиком 8 уровня ограничения тока, С компаратора 7 релейный сигнал поступает на управляю-, щие входы электронных ключей 9-12, которые управляют прохождением сигнала управления на силовые транзисторные ключи 24 — 27 усилителя 2 мощности.

При коротком замыкании в цепи якоря электродвигателя 1 напряжение, снимаемое дифференциальным усилителем 6 с датчиков 4 и 5 тока, превышает порог срабатывания компаратора7, Йастраенного .на величлну, меньшую аварийного тока, Компаратор 7 срабатывает и выдает сигнал на закрытие электронных ключей 9 — 12, которые в свою очередь снимают управляющий сигнал с силовых транзисторных кл очей усилителя 2 мощноСти, в результате .его аварийкый ток резко уменьшается, чпз приводит к уменьшению напряжения с дифференциального усилителя 6. Компаратар 7 возвращается в исходное состояние, снимая сигнал закрытия с электронных ключей

9 — 12. В результате этого в замкнутом контуре, образованном источником 3 питания, силовыми транзисторными ключами усилителя 2 мощности, электродвигателем 1 и датчиками 4 и 5тока,,происходит антоколебательный процесс ограничения анарийного тока усилителя 2 мощности на уровне, заданном задатчлком 8 уровня Ограничения така, Защита силовых транзисторных ключей уclhf!MTBA$I 2 Мощности OT CKBOSHblX TOKGB асу.цествляется следующим образом, Для устранения скназных токов асущеcTBiIgeTcq задержка включения силовых транзист "р Ibfx ключей, стоящих в ОднОЙ стаЙке усилителя 2 мощности, Выходной сигнал схемы 13 управления усилителем 2 мощности (фиг. 2а) поступает на тактовый вход преобразователя 15 напряжение — длительность импульсон, а через иннертор 16 (фиг. 2, б) — HB тактовый вход преобразователя 17 напряжение — длительность импульсон. Преобразователи 15 и 17. по спаду входных тактовых импульсов формируют уз,

Начальная длительность импульсов с выхода преобразователей 15 и 17 напряжение— длительность импульсов задается задатчиком 23 при номинальном токе через электродвигатель 1 и ранна времени выключения транзисторных ключей при данном токе через ключ, С ростом тока;ерез электродвигатель 1 растет так, протекающий через силовые транзисторные ключи, а следовательно, растет время включения силовых транзисторан. Пропорционально росту тока унеллчинается напряжение с выхода дифференциального усилителя 6 и через прецизионный выпрямитель 21, который необходим для превращения двухполярного сигнала и однополярный сигнал, поступает на первый вход сумматора 22, где суммируется с капряжением начальной устанки длительности импульсов. Напряжение с выхода сумматора 22 опоеделяет величину длительности импульсон, нырабатынамых преобразователями 15 и 17 напряжение — длительность импульсов, выходы которых соединены с одким из входов логических элементов И-НЕ 14, 18, на вторые входы которых приходит прямой (фиг, 2, а) и инвертиронанный (фиг, 2, б) тактовые сигналы.

На выходах логических элементов 14 и

18 получается уменьшенный на неличику импульса, вырабатываемого преобразователями 15 и 17, тактовый сигнал (фиг. 2д, е), Эти сигналы после прохождения. через иннертары 19 и 20 поступают на входы соответствующих электронных ключей 9-12 для

Обеспечения нормальной работы мостового усилителя 2 мощности, На фиг. 2 ж, з, и представлен сигнал, посту ающий на диагонали усилителя 2 мощности. В этом сигнале присутствует бестоковая пауза (все транзисторные силовые ключи закрыты и ток через электродвигатель 1 не течет), изменяющаяся пропорционально току в электродвигателе 1, Бестокавая пауза, изменяющаяся от величины тока в начале каждого тактового импульса, предохраняет силовые транзисторные ключи от появления сквозных токов в стойках усилителя мощности, что существенно сказыватся на динамических характеристиках электропривода при малых входных сигналах (уменьшаются ошибки слежения, нелинейность движения из-за нелинейного характера преобразования входного сигнала на малых уровнях).

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный якорной обмоткой к одной диагонали мостового транзисторного усилителя мощности, другой диагональю соединенного с источником питания, два датчика тока, включенных соответственно в стойки мостового транзисторного усилителя мощности, выходы датчиков тока соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому входу компаратора, вторым входом соединенного с выходом задатчика уровня ограничения тока, выход компаратора подключен к управляющим входам четырех электронных ключей, выходы которых соединены с управляющими входами мостового транзисторного усилителя мощности, и схему

80511 о управления мостовым транзисторным усилителем мо цности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования в

5 сторону малых скоростей, в него введены прецизионный выпрямитель, сумматор, задатчик начальной длительности бестоковой паузы, два преобразователя напряжениедлительность импульсов, два логических

10 элемента И-НЕ, три инвертора, выход схемы управления мостовым транзисторным усилителем мощности соединен с первым входом первого логическогоэлемента И вЂ” HE и тактовым входом первого преобразовате15 ля напряжение — длительность импульсов, а через первый инвертор — с тактовым входом второго преобразователя напряжение— длительность импульсов и первым входом второго логического элемента И-НЕ, вто20 рые входы первого и второго логических элементов И вЂ” НЕ подключены соответственно к выходам второго и первого преобразователей напряжение — длительность импульсов, выход первого логического зле25 мента И-НЕ через второй инвертор, соединен с входами второго и третьего электронных ключей, выход второго логического элемента И вЂ” НЕ через третий инвертор соединен с входами первого и

30 четвертого электронных ключей, выход дифференциального усилителя через прецизи. онный выпрямитель подключен к первому входу сумматора, вторым входом соединенного с выходом задатчика начальной дли35 тельности бестоковой паузы, а выходом — с управляющими входами преобразователей напряжение — длительность импульсов.

1580514

Составитель T.Poæêîâà

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор И.Шмакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2020 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при CKHT СССР

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