Устройство для управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в управляемых приводах систем автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение надежности. Для этого устройство для управления вентильных электродвигателем содержит распределитель модулятор 2, выход которого подключен к коммутатору, а вход - к управляемому реверсору,и формирователь режима динамического торможения . Дополнительно устройство содержит блок задержки реверса и блок аварийного торможения. При подаче сигнала реверса на блок 14 задержки реверса, на его задающем выходе сигнал появляется с задержкой. На время задержки распределитель-модулятор 2 не вырабатывает сигналов управления ключами. После задержки, ключи включаются для обеспечения реверса. При этом-обеспечивается защита ключей от сквозных токов. Блок аварийного торможения обеспечивает переключение алгоритма управления ключами коммутатора на режим динамического торможения, при этом также обеспечивается задержка на включение ключей, обеспечивающая защиту от сквозных токов, что повышает надежность работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил .

„„Я0„„164ОЗО5 А 1 союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )5 Н 02 P 6/02, Н 0 К 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенкый КОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4623105/07 (22) 20. 12.88 (46) 070491. Бюл. М 13 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.В. Сапсалев, E.Х. Левин и Н.П. Савин (53) 621.131.13.0. 142:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 741383, кл. H 02 К 29/06, 1980.

Ав r орс кое с вид ет ел ьс т во СССР

Р 668047, кл. Н 02 К 29/06, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЪНЬИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относи гся к электротехнике и может быгь использовано в управляемых приводах систем автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение надежности.

Для этого устройство для управления вентильных электродвигатслем содержит распр еделитель модулятор 2, выход когорого подключен к коммутатору, а вход — к управляемому р е в ер с ор у, и ф ор— мирователь режима динамического торможения. Дополнительно устройство содержит блок задержки реверса и блок аварийного торможения. При подаче сигнала реверса на блок 14 задержки реверса, на его задающем выходе сигнал появляется с задержкой. На время задержки распределитель-модулятор

2 не вырабатывает сигналов управления ключами. После задержки ключи включаюгся для обеспечения реверса.

При э гом обеспечивается защита ключей от сквозных токов. Блок аварийного торможения обеспечивает переключение алгоритма управления ключами коммутатора на режим динамическо Ж

ro торможения, при этом также обеспечивается задержка на вкпючение ключей, обеспечивающая защиту от сквозных токов, что повышает надежность работы устройства. 2 з.п. флы 3 ил

1640805

Изобретение относится к. электро технике, в частности к электропри, воду, и может быть использовано в управляемых приводах систем автоматического регулирования.

Целью изобретения является повышение надежности .

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства управления; на фиг .2 — различные варианты выполнения распределителя-модулятора, формирователя режима динамического торможения и блока аварийного торможения на фиг,3 — диаграммы рабоф °

15 ты устройства. устройстно для управления вентильным электродвигателем содержит управляемый реверсор 1, распределительмодулятор 2, информационные входы ко- 20 торого подключены к выходам реверсора

1, первая группа выходов подключена к управляемым входам ключей анодной группы коммутатора 3 непосредственно, а вторая группа выходов подклю- 25 чена к управляемым входам ключей катодной группы коммутатора через формирователь 4 режима динамического торможения, снабженный входом управления. Распределитель-модулятор 2 выполнен в виде двух групп по три логических схем И 5 — 7 и 8 — 10 каждая и трех инверторов 11-13, Первые входы i-x логических схем И 5 и 8, 6 .и 9, 7 и 10 первой и второй групп объединены и образуют входы распределителя-модулятора . Второй вход

i-й логической схемы И 5 и 6 первой группы подключен к (i+1)-му входу распределителя-модулятора 2 чеРез 40 один из инверторов 11-13, а их выходы образуют первую группу выходов распределителя модулятора 2. Второй вход i-й логической схемы И 8-10 второй группы объединен с вторым входом 45 (i-1)-й логической схемы И 6, ? и 5 первой группы, а выходы логических схем И второй группы образуют вторую группу выходов распределителя — модулятора 2.

Дополнительно устройство для управления содержит блок 14 задержки реверса, блок 15 аварийного торможения с и входами и двумя выходами.

Схемы И 5-10 распределителя-модулятора 2 выполнены трехвходовыми. Информационные входы блока 14 задержки реверса подключены к выходам а,Ь,с датчика положения ротора, а выходы— к информационным входам управляемого реверса 1, вход управления которого подключен к задающему выходу 16 блока

14 задержки. Первый выход Х < блока 15 аварийного торможения подключен к объединенным третьим входамлогических схем

И 5-7 первой группы распределителя-модулятора 2,а второй выход 2 — к входу управления формирователя 4 рякима динамического торможения. Третьи входы схемы И 8-10 второй группы распреде-. лителя-модулятора 2 объединены и образуют вход управления. Блок 14 задержки реверса включает в себя три двухвходовых схемы И 17-19 с порогом Имитта, схему ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 20, три инвертора 21-23 и две интегрирующие RC-цепи 24 и ?5..Первые входы и и выходы логических схем И 17-19 с порогом Шмитта образуют соответственно входы и выходы блока 14 задерж— ки реверса, а их вторые входы объединены и подключены к выходу логической схемы ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, первый вход которой объединен с входом первого инвертора 21 и образует вход задания реверса. Выход инвертора 21 подключен к второму входу логической схемы ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 через последовательно включенные первую RC-цепь

24, второй инвертор 22, вторую

RC-цепь 25 и третий инвертор 23. Второй вход логической схемы ИСКЛ10ЧАЮБ1ЕЕ ИЛИ 20 образует задающий выход блока 14 задержки реверса.

Блок 15 аварийного торможения содержит п-входовую схему И 26, инвертор 27 и интегрирующую RC-цепь 28, р езист ор котор ой шунтир ован диодом

29. Входы А, А блока 15 аварийного торможения образованы входами схемы

И 26. Выход схемы И 26 подключен к входу инвертора 27 и образует первый выход Х блока 15 аварийного торможения. Выход инвертора 27 подключен к входу интегрирующей RC-цепи

28, выход которой является вторым выходом Х данного блока, причем анод шунтирующего диода 29 подключен к второму выходу блока 15.

Вторая группа схем И 8-10 распределителя-модулятора 2 может быть выполнена с инверсией по выходу (фиг.2)

Формирователь 3 рвкима динамического торможения может быть выполнен на двухвходовых схемах И-НЕ 30-32, а блок 15 аварийного торможения может включать в себя и-входовую схему И 26

0805

164 (с а М) 1/ Х (Ьэ cç M) V х23 (аэ Ь„М) Ч Х сэ аэ Х

У1

Уа= Э 4

Yy = Ьэ сэ Х„1

Чб=аэь Х,, Реверс направления двчжения задается изменением логического состояния сигнала P в данном случае с

"О" на "1". При этом с задержкой во времени происходит изменение состояния сигнала P и с "1" на "О" на входе управления реверсора 1, что приводит к инвертированию на выходе схем ИСКЧ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ ренерсора 1 входных информационных сиг налов. За счет этого происходит смена на противоположную последовательность работы ключей коммутатора, меняется направление тока в фазах вентильного двигателя и его электромагнитный

5 и интегрирующую RC-цепь 28 с шунтирующим резистор диодом 29 (фиг.2) .

Выход схемы И 26 подключен к RC-цепи !

28.

Устройство для управления вентильным электродвигателем работает следующим образом.

Сигналы управления У,!-7 активного высокого уровня появляются на входах силовых ключей в соответствии со следующими логическими уравнениями где аЭ, Ь э и с э — информационные сиг палы тр ехфа зной последовательности с выхода ревер сора 1;

1 — шир от но-мод улир ованный сигнал управления скоростью;

Х„и X — выходные сигналы блока15 аварийног о торможения .

При нулевом уровне сигнала M все ключи 33-35 катодной группы заперты и двигатель отключается от сети. При безаварийной работе все сигналы аварии А и А высокого уровня и выходные сигналы узла 7 Х < = 1, Х = О.

При наличии хотя бы одного сигнала аварии А = О, Х =, Х = 1и в этом случае все ключи 36-38 анодной группы заперты, а ключи 33-35 катодной группы открыты. Тем самым двигатель отключается от сети, а все его обмотки через ключи и диоды нижней группы замыкаются накоротко, создавая цепь динамического торможения.

Причем сигнал Х высокого уровня появля ется на выходе бл ока 15 с запаздыванием относительно выходного сигнала Х низкого уровня. Тем самым ключи 33-35 открываются после надежного запирания ключей 36-38, что исключает воэможность протекания сквозных токов и увеличивает надежность устройства.

| 30

6

Рассмотрим работу устройства в нормальном режиме, когда сигналы аварии равны 1, сигнал управления

М отличен от нуля, а сигнал задания направления движения P = 1. Сигналы трехфазной последовательности а, Ь и с поступают на входы элементов

И 1 7-19 с порог ом Шмит та, которые могут быть как с инверсией на выходе, так и без нее. В рассматриваемом варианге . применены схемы с инверсией на выходе. Наличие порогов Шмитта обеспечивает формирование фронтон сигналов датчика положения, что увеличивает надежность работы устройства. Выходные сигналы схем 17-19 а, Ь и с поступают на входы реверсора 1. Сигналы управления реверсом P при P = 1 равен О. Поэтому выходные сигналы схем ИСКЛ10ЧА1Л!!ЕГ ИЛИ повторяют информационные сигналы на их входах. Сигналы трехфазной последова— тельности а э, Ьэ и сэ поступают на входы. распределителя-модулятора 2.

Как следует из уравнений логики его работы совместно с формирователем 3 режима динамического торможения (фиг.3), сйгналы активного высокого уровня в каждый момент вреыени поступают на два ключа коммутатора разных плеч моста. Причем один из ключей относится к анодной группе, а другой к катодной. Длительность открьггого состояния каждого ключа

170 градусов, а работа ключей одного плеча разделена интервалом, соответствующим 60 градусам, что исключает возможность ирогекавия сквозных токов в плечах коммутатора при переключениях . Сигнал 1! вводится одновременно по каналам ключей 33-34.

В паузе сигнала M все ключи этой группы запираются.

164 08 05

25

40 у4 (сэ аэ M) хаэ

55 ус=(ь,с,и) х,; (a> bý м) х.

74 = сэ аэ;

Уб =аэЬэ, момент. Это приводит к торможению в режиме противовключения с последующим реверсом направления движения.

Задержка изменения состояния сигнала P на управляющем входе реверсора 1 введена для восстановления запирающих свойств ключей. Задержка реализована цепочным включением тр ех инверт оров 21-23, разделенных интегрирующими RC-цепочками 24 и 25.

Наличие двух RC-цепей обеспечивает симметрию времени задержки как при изменении сигнала P с высокого уровня на низкий, так и с низкого на высокий. При изменении сигнала P на выходе схемы ИСКЛЮЧА10ШЕЕ ИЛИ 20 на вр емя пр ох ожд ения сиг нала ч ер ез цепочку задержки вырабатывается сигнал запрета в виде низкого логического уровня, поступающий на входы схем И 17-19. При этом все информационные сигналы на выходе блока 14 равны "1", что в соответствии с логическими уравнениями снимает управляющий сигнал со всех ключей коммутатора. (То же самое будет, если все сигналы на выходе схем 17 — 19 равны "0", в случае отсутствия инверсии на их выходах) . Длительность выдержки определяется подбором параметров RC-цепей и должна быть не меньше времени восстановления запирающих свойств силовых ключей. По окончании времени задержки изменяется состояние сигнала на входе управления реверсора 1 и снимается сигнал запрета. г.

Аналогично работает устройство при его реализации в соответствии с фиг.2. Здесь сигналы управления ключами коммутатора описываются уравнениями

Таким образом, в устройстве в любых режимах работы исключается возможность протекания сквозных токов в плечах коммутатора и обеспечивается перевод двигателя в режим динамического торможения в аварийных режимах, что повышает надежность работы устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для управления вентильным электродвигателем, содержащее управляемый реверсор, распределитель-модулятор, составленный из двух групп схем И, число которых в гр ппе равно трем, и трех инверторов, первый вход каждой схемы И первой группы объединен с первым входом соответствующей схемы И второй группы, образуя один иэ входов распределителя-модулятора, подключенный к соответствующему выходу управляемого реверсора, второй вход каждой схемы И первой группы объединен с вторым входом соответствующей схемы

И другой группы и через один из инверторов подключен к одному из образованных входов распределителя-модуля тора, выходы схем И первой группы распределителя-модулятора подключены к управляющим входам ключей анодной группы коммутатора, а вых оды схем И второй группы распределителямодулятора через управляемый формирователь режима динамического торможения — к управляющим входам ключей катодной группы коммутатора, снабженного входами для подключения к источнику питания и выходами для подключения якорной обмотки вентильного электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, кажцая схема И распределителя-модулятора снабжена третьим входом и введены блок аварийного торможения с и входами для подачи. сигналов аварии и двумя выходами, блок задержки реверса, составленный из трех двухвходовых схем И с порогамн Шмидта, логической схемы

ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ, трех инверторов и двух RC-цепей, первые входы и выходы схем И с порогами Шмидта образуют соответственно информационные входы блока задержки реверса для подключения к датчику положения ротора вентильного электродвигателя и выходы, соединенные с информационными входами управляемого реверсора, вторые входы указанных схем И блока задержки реверса объединены и подключены

1640805!

$E

"1

У5

1г

Уо

21

2Ф

Уз

Уг,32

35

А

2б а

Puz 1 к выходу логической схемы ИСКЛЮЧАЮП!ЕЕ ИЛИ, первый вход которой объединен с входом первого инвертора, об- разуя вход задания реверса данного блока, вЫход первого инвертора через первую RC-цепь соединен с входом второго инвертора, выходом связанного через вторую RC-цепь с входом третьего инвертора, выход которого подключен к второму входу логической схемы ИСКЛ!ОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ и образует выход задания блока задержки реверса, подключенный к управляющему входу управляемого реверсора, третьи входы схем И первой группы распределителя-модулятора объединены и подключены к первому выходу блока аварийного торможения, второй выход которого соединен с управляющим входом формирователя режима динамического торможения, а объединенные третьи входы схем И второй группы распределителя-модулятора образуют управляющий вход распределителя-модулятора.

2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок аварийного торможения составлен из п-входовой схемы И, диода, инвертора и интегрирующей кС-цепи, резистор которой шунтирован диодом, включенным в обратном направлении, входы блока аварийного торможения образованы входами схемы И, выход которой подкпючен к входу инвертора и образует первый выход блока аварийного торможения, выход инвертора подключен

t0 к входу интегрирующей RC-цепи, выход которой является вторым выходом данного блока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вторая группа !

5 схем И Распределителя-модулятора выполнена с инверсией по выходу формирователь режима динамического торможения составлен из двухвходовых схем И-НЕ, а блок аварийного торможения включает в себя п-входовую схему

И, диод и интегрирующую цепь, Резистор которой шунтирован диодом, включенным в прямом направлении, входы схемы И образуют входы блока аварийного торможения, ее выход первый выход указанного блока, а второй выход образован выходом интегрирующей цепи, вход которой подключен к выходу схемы И.

164 0805

С

Og д

Ср

Р рК

0) б

Су

И

Ag

Jy 2

Yg

Ур ф

Yq

У

У

Составитель А. Иванов

Техред М.Моргентал

Корр ектор H. Демчик

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 1022 „Тираж 356 Подписное

ВНИИПЦ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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