Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Целью изобретения является повышение качества регулирования . Электропривод содержит блок 1 цифрового задания, устройство 2 управления ключами, импульсный преобразователь 3, входы которого подключены к соответствующим выходам устройства 2 управления ключами, датчик 4 тока, подключенный к одному из выходов импульсного преобразователя 3. Электропривод обеспечивает управление ключами 27, 28, 29, 30 в зависимости от величины тока, измеряемого посредством аналогово-цифрового преобразователя 6. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ql

0. ()с

iQl Ф (21) 4649182/07 (22) 13.02,89 (46) 15.06.91. Бюл. N. 22 (72) Г,А.Найденов (53) 621.316.718,5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1317626, кл, Н 02 P 5/06, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1152076, кл, Н 02 P 5/06, 1985. (54) 3fl ЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в злектропри„. Я3„„1656654 Al водах постоянного тока. Целью изобретения является повышение качества регулирования, Электропривод содержит блок 1 цифрового задания, устройство 2 управления ключами, импульсный преобразователь 3, входы которого подключены к соответствующим выходам устройства 2 управления ключами, датчик 4 тока, подключенный к одному из выходов импульсногО преобразователя 3. Электропривод обеспечивает управление ключами 27, 28, 29, 30 в зависимости от величины тока, измеряемого пос редством аналогово-цифрового преобразователяя 6. 5 ил.

Изобретение относится к злектрот» .нк— ке и может быть использовано в ъ-ек(раприводах постоянного тока.

Целью изобретения является паьь:!Ве ние качества регулирования. На фиг. ) г, рив(дена схема цифровой системы per ynfnpoe",(-)и ( тока электродвигателя; на фиг,2 -- схема релейного регулятора тока, на фиг.3 — c; «Ma устройства управления ключами; на фиг.4схема программируемого таймера; на фиг.5 — временные диаграммы. поясняющие pdботу цифровой системы регулирования тока электродвигателя, Электропривод содержит блок 1 цифрового задания, устройство 2 управле:)ия клю чами, импульсный г)реобразователь 3, входы

КОТОРОГО ПОДКЛЮЧЕНЫ К СаатВЕтСТВУЮЩИМ выходам устройства 2 управления клю лми, датчик 4 тока, подключенный к одному из выходов импульсного преобразователя 3, электродвигатель 5, подключенныи одHfn : входом к выходу датчика 4 тока, э другимко второму выходу импульсного преобразователя 3, аналого-цифровой преобразователь б, вход которого соединен с информаци:ttf ным выходом датчика 4 тока. Кроме того. электропривод содержит релейный регуля тор 7 тока, первый вход которого соединен с первым выходом блока 1 цифрового задания, второй вход соединен с выходом анап го-цифрового преобразователя 6, а первый и второй выходы подключены соатвс) T3а«но к первому и второму входам ус .р йстгэ 2 уllpBBJ)eH)4A ключами, ()рограммир) емый таймер 8, первый вход которага под«!)!.>«В3! к третьему выходу релейного ре)улятзра, тока, второй вход подключен к r)Topoìó 9;) ходу блока 1 цифрового задания а вь ход подключен к третьему входу устройств;- 2 управления ключами, генератор 3 тактавь;; импульсов, выход которого саедине с трет:.-им ВхОДОм релейного регулятора 7 така программируемого таймера 8 и четвер) ым входом устройства 2 управления ключами.

Релейный регулятор 7 така 1см. (1)! г,» I содержит сумматор 10, первый вход которого является первым входом, а второи вход вторым входом релейного регулятора 7 така, программируемого логическую мэ plnltg

11, первый вход которой соединен с выха дом сумматора 10, а второй вход являетс третьим входом релейного регулятора -ака

7, первый триггер 12, счетный вход которого соединен с первым выходом программируемой логической матрицы 11, а выход пг)дключен к третьему входу программируемой логической матрицы 11 и является первым выходом релейного регулятора 7 тока, второй триггер 13, счетный вход которога гаединен сп вторым выходом программируемой в(!.;.(;! и . а;рицы l I, а выход подключен ,; --;)в(-а)аму )ходу прсгрэм ли;уемой логи-! (-,,:;!л F- р;.; )ь! 1) 34rtnne)c3I вторым выхо)oM, л .:о(:э рег !.;(арв гока, элемент

) !"»): ) l1Е ", il : ;.:r !,)й " !.:1 ай ьхадЫ катсрО-! !) )or),„л3о IF!i! с()а !3! тв в- .. 34(30 к первому и ьт;ра)«(у вu,.ады". прс (!Вммируе(лой матри! 1 выход 9. »,я.-. т.:ч т р ) bfnM выходом ,ЭЕ»Е! f)C à pFró);ÿTOpd Ок,. ЧраГраММИру0 Е )Ь3) ЛОГИЧЕСКая MaTpf»!! 3 р-:;iлИЗуЕТ СЛЕдуЮJ!!nP. ЛОГИЧЕСКИЕ ФУНК.4))И: (1!) (з) = Zx)Zx2ZnW)T " Гх)2х27(!А) ), ("-) О2 Zx)7x2Z У 1) 3!23 4 Zx)ZnW)W21

c. )Zr,)Ч1Фl2Т Ух iZ-.x2ZnW1W2 ) х) ;2.,.@ )W2T 7х). х)М",:W2T, t-Де (t 7x) — 57!) 1„.572,(3)) - ЛСГИЧЕСКИй "ИГ)(эл, определяющий первый:!прог переклю « t i inn релейцар..рот )(.. )) а).э тн .Я. .-) — ((! ttZ(3 )...I.,:2)) (t7f) ...ZgZ2Z) )<

73)) !, Р7 — ..ZJZ2Z)5) 4 !

„. -,;! ZIS;j — л .! i! t(. cx !. сигнал, оп„*,(--,;)gt!I, и в! э(„)(э(;:: )o; переключен(ля реле л )ага р:..гулятора гока, ... 7),Z" .Z I riot ическ!)е сиг()алы соо! Ве сто!(ю .)!лх раз .яда;i гада (.IL )бки така к. ) -,. !. (5} ()13(,че3л Zn - логический .-.. гна. )Itrtx экого г,;4I) 4 .)а kа)тэ ошибки. Ón.

2) "33: —,,c,() -и. нзлы разря4!(! в г, . !, к ° д, i ЗЭД-а I (!(4 (!», ":ь и каг! д -"л )ви г л,но! ) а

3ос !, ((э,ащ!л!л с I ьнал! (а-циф)! !!, 3! 3З, !,. )Г-,3 !

: — л ес,) . н-)). !3,:Ь(,ра ве))и кинь! а I. . (old itF ек!:,;ч(;,33!(ч ре(Ринога ре;(! ; (t!.d Г!.!! -3. . с rаа3)(! те 2 i! c! ра зле)- и)34 к!! чз, ;M!) !(с)л.

,л..р i ilг ", !)огра!)3!:(! .:;чую логиче)в) г (д„)5 3)е )вь!" Втааай, третий и

; ве -t „3(..ад!. кат;.Оа(. чг»)яются сьатветг r;.;и .-..,.;;Вь(м,;.) зрь r; .ае) =(л)л и четвер,,(!Л В:()j )in, Г Трай(:Гej . УПРавЛЕ))И )

„" (,р",:„-,;,;;,, г,".к,! (- F p„-,it) ) ) второ! " 7, тре. ,! 1 8 . i 4,!.3) ь(!! ! !! I at!6 2 0 т l l" l F ) ы, ( (Ct)4, "(.!i if !,i Х Па!)!.! !, Ю iC l н! СООТ вРе (! вв !4 HU к и еp Бах!у, E тоааму. т ретьРм g. че i-вер)! )!.)у и пятому г;ыхадэм программируемой логической матрицы 15, выходы первого ) 6 втс)рь(о ), третьего 18 и чет50 I)Fiтага 19 )риг.ni.-ав подключены сооТ;,") . Рг. (! t. г ят. лу iinF(;Tr)Mó седьмому .. (3()сьмаму вксд (л пагра(лмируемой логи )е(.; г I); в гриць 15 i.i являются первым.

:.!"оplir рет.,)м 4 ч"..-Вертым выхода;)и

55,;траис, 2 управле; ия ключами, etixoq в 4то)а три е1а 0 подк(3!а ен к девятому

З Ы Х . Д у Г(П, Г а а М )л I P у е м о и л о г и ч Е С к О и м а- pl!1!i l ) 5 катар я вы 3а )()яет следующие а-ич() к(4,- функц.ntn

1656654 где т,0),т/Ф,т/З,ф4,т/5 — выходные логические сигналы программируемой логической матрицы 15;

Чт, V2, VÇ, V4, V5 — выходные логические сигналы соответственно первого 16, второго 17, третьего 18, четвертого 19 и пятого 20 триггеров, Р/1, W2, М/3, Т - входные логические сигналы, поступающие соответственно на первый, второй тертий и четвертый входы устройства 2 управления ключами.

Программируемый таймер 8 (см. фиг,4) содержит триггер 21 типа RS, элемент И-НЕ

22, первый вход которого является третьим входом программируемого таймера 8, второй вход подключен к выходу триггера 21 элемент И 23, первый вход которого подключен к выходу триггера 21 и является выходом программируемого таймера 8, второй

Мод подключен к первому входу триггера

21 и является первым входом программируемого таймера 8, счетчик 24, первый вход которого подключен к выходу элемента ИНЕ 22, второй вход является вторым входом программируемого таймера 8, третий вход подключен к выходу элемента И 23, а выход соединен со вторым входом триггера 21.

Импульсный преобразователь 3 выполнен по мостовой реверсивной схеме и со1 1=- ЧЧ11Иг W з Ч Ч2ЧЗЧ5Т+

+ \И1\Иг\ИЗЧ1Ч2ЧЗЧ4Т+

+\ИЮгтИЗЧЧ2 3Ч4Ч5т

+О/) Wz WÇV1V2V3V4V5T+

+ W > Wz W3V1Vz V3V4V5T+

+ 1И ФЬВ/ЗЧ1Чг ЧЗЧ4Г(6) т/г = W1A2W3 1V2V3V4V5T+

+1И11ИгЧЧЗЧ1ЧгЧЗЧ4Ч5Т+

+ W1W2W3V1 V2V3V4V5Т4

+ W Ф2М/3Н1Ч2 ЧЗЧ4Т+

+ ЧЧ1Wz W3V1Чг ЧЗЧ4Т+

+ W1W2W3V1V2V4V5Т (7)

1"3 1И1 тИ21ИЗЧ1Ч2ЧЗЧ4Ч5Т

+ W1WzW3V1YzV3V4V5T+

+ W1W2W3V1VzV3V4V5T

+ W)W2W3V1V2V3V4Т +

+ 1И11И21ИЗЧ1Ч2ЧЗЧ4Т +

+ W1W2W3V1V3V4V5T (8)

1 4= МЧЮ2 ЬЧ1Ч2ЧЗЧ4Ч5Т+

+ W1W2W3V1V2V3Ч4Ч5Т +

+ W1W2W3V1VzV3V4T /

+ W1W2W3×2V3V4V5T +

+ W > W2W3V1V2 Y3V4Y5Ti

+ W1W2W3V3V2V3V4T (9)

Q = М/1И/2В/ЗЧт Ч2ЧЗЧ4Ч5Т+

+ W1W2WÇV1V2V3V4V5T +

+ W1W2W3V1V2V3V4V5T+

+ \Ит\И2ЧЧЭЧ1Ч2ЧЗЧ4Ч5Т, (10) 5

55 держит ключи 25, 26. 27. 28 и обратные диоды 29, 30, 31. 32, включенное состояние ключей соответствует состоянию лог, "1" на входе импульсно о преобразовагеля 3 сигналов V>, Vz, Чз, V4 соответственно.

Электропривод в различных режимах работы работает следующим образом.

При включении питания системы регулирования тока электродвигателя осуществляется начальная установка триггеров 12, 13 релейного регулятора 7 тока и триггеров

16. 18, 20, устройства 2 управления ключами в состояние лог."0", а триггеров 17 и 19 устройства 2 управления ключами в состояние лог. "1". Таким образом в начальном состоянии сигналами Vz и V4 устройства 2 управления ключами будут включены ключи

26 и 28 импульсного преобразователя 3. В результате на двигатель не поступает напряжение питания Up, а цепь якоря двигателя замкнута через ключи 26, 28, диоды 30, 32.

1. Режим пуска электропривода при

Квх1 0

Пусть в момент времени 1„(см.фиг.5)

К„< КВх1-1, W1 = О, W2 = О, тогда в соответствии с выражениями (3) и (4) Zx 1 = 1,Zx2—

=1,2 =- О. Здесь и далее будем рассматривать работу системы для логического сигнала

S = О на входе программируемой логической матрицы 11 релейного регулятора 7 тока. В соответствии с выражениями (1) и (2) на втором выходе программируемой логической матрицы 11 появится импульс щ, который установит триггер 13 в состояние Wz = 1. В то же время этот импульс появится на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 и на третьем выходе релейного регулятора 7 тока, откуда он поступит на первый вход программируемого таймера 8 и установит в нем триггер 21 в состояние лог. "1". На выходе программируемого таймера 8 установится состояние

W3 = 1, а счетчик 24 начнет отсчет выдержки времени.

Таким образом, на входах устройства 2 управления ключами установятся W) = О, Щ =

=1,W3 = 1.

Пусть в момент времени to были состояния сигналов V1 = 0 Vz =- 1, V3 = О, V4 =- 1, Ч5 =- 0) тогда в соответствии с выражениями (6), (7), (8), (9) и (10) на втором выходе п рограммируемой логической матрицы 15 появится импульсный сигнал s/, который установит триггер 17 в состояние Чг =- О, что приведет к отключению ключа 26 импульсногс1 преобразователя 3 и сохранению нулевого уровня напряжения на его выходе. По истечении отсчета выдержки времени импульсом переноса с выхода счетчика 24 будет установлен в состояние лог. "О триггер 21 и на выходе

1656654

10

20 программируемого таймера 8 установится

И/з = О, тогда в соответствии с выражениями (6),(7) (8)(9),(10) на первом выходе программируемой логической матрицы 15 появится импульсный сигнал ф1, который установит триггер 16 в состояние Ч1 = 1. ВклЮчится ключ 25, в результате этого на двигатель 5 через включенные ключи 25. 28 импульсного преобразователя поступит напряжение положительной полярности, Ток двигателя начинает расти в области положительных значений, В момент времени ц ток достигнет такой величины, при которой

2 = K» + Koc + 1 = -1, т.е, И... I I I, тогда получим Zxl = 1, Zx2 = O,Zn 1.

Учитывая, что триггеры 12 и 13 находятся в состоянии W1 = О, И/2 = 1 в соответствии с выражениями (1), (2), получим импульсный сигнал рг на втором выходе программируемой логической матрицы 11, который установит триггер 13 в релейном регуляторе 7 тока в состояние W2 = О, а триггер 21 в программируемом таймере 8 в состояние лог, "1". При этом выход программируемого таймера 8 установится в состояние И/з = 1 и начнется отсчет выдержки времени, В устройстве 2 управления ключами при состояниях вхоДных сигналов Wi = О, И/г =

О, И/з = 1 и ранее установленных состояниях триггеров 16, 17, 18, 19, 20 соответственно

Ч1 = 1, Ч2 = О. Чз = О, Ч4 = 1, Ч5 = О с приходом очередного тактового импульса Т на четвертом выходе программируемой логической матрицы 15 появится импульсный сигнал ф, который установит триггер 19 в состояние V4 = О, Выключается ключ 28 в импульсном преобразователе 3. В результате этого ток начинает спадать, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — диод 31 — ключ

25 — датчик 4 тока — электродвигатель 5.

По истечении выдержки времени в програм- мируемом таймере 8 устанавливается состояние выхода И/з = О. В результате в устройстве

2 управления ключами (при W> = О, Wz = О, И/з = О, Чь = 1: Vz = О, Чз = О, V4 = О, Vs = 0), на третьем выходе программируемой логической матрицы 15 появится импульсный сигнал фз, который установит триггер 18 в состояние Чз = 1. Включится ключ 27, который создаст дополнительную цепь для замыкания цепи якоря двигателя, Ток продолжает спадать. Отметим, что в данном случае замкнутому состоянию цепи якоря двигателя соответствует включенное состояние ключей 25, 27 импульсного преобразователя 3 в отличие от ситуации в момент времени Т<>, когда замкнутое состояние цепи якоря двигателя было создано включенным состоянием ключей 26, 28, 25

В момент времени с, когда ток достигнет величины, при которой 2 = К» Кос +1

= 1 (т.е, код 00...001) в соответствии с выражениями (3) и (4) получим 2,,1 = 1. Zx2 =

= 0,Zn = О. Учитывая ранее установленные состояния триггеров 12, 13 И/1 = О, И4 =- О, с приходом очередного тактового импульса T (здесь активным уровнем сигнала является нулевой уровень) в соответствии с выражениями (1), (2) получим импульсный сигнал

pz на втором выходе программируемой логической матрицы 11, который установит. триггер 13 в состояние Wz = 1, а триггер 21 в программируемом таймере 8 в состояние

И/з = 1 и начнется отсчет выдержки времени.

В устройстве 2 управления ключами в соответствии с состояниями сигналов W> =- О, И/ = 1, И/з = 1, V1 = 1;Чг =- О, Чз = 1,V4 = О, Ч5 = О на третьем выходе пограммируемой логической матрицы 15 появится импульсный сигнал /, который установит триггер

18 в состояние Чз =- О. Включается ключ 27.

Ток продолжает спадать, замыкаясь по цепи; электродвигатель 5 — диод 31 — ключ 25 — датчик 4 тока — электродвигатель 5.

По истечении выдержки времени установится состояние сигнала Чз=-О, в результате чего на четвертом выходе программируемой логической матрицы 15 появится сигнал 1/ 4, который установит триггер 19 в состояние

V4 = 1, Включится ключ 28 и на двигатель будет подано напряжение положительной полярности.

Одновременно с сигналом pe появи1ся сигнал ф; на пятом выходе программируемой логической матрицы 15, который установит триггер 20 в состояние Vs =- 1. Под действием положительного напряжения будут расти ток двигателя и в момент времени t3 достигнет величины, при которой 2 = К»1+ K<«+ 1

= -1, тогда Zx1 = 1,2x2 -- О, Zn = 1, Поскольку

И/1 = О,Wz = 1, то сигналом триггер 13 установится в состояние Wg = О, а три i ер 21 установится в состояние И/з =- 1.

В устройстве 2 управления ключами при

W t = О, И4 = О, И/з = 1, V> = 1, Ч2 = О, Чз = О, V4 =- 1:Vs = 1 сформируется импульсный сигнал ф, который установит триггер 16 в состояние Vi = О, а также импульсный сигнал ф, который установит триггер 20 в состояние Чь = О. Сигналом Ч1 выключится ключ 25 и напряжение, подаваемое на двигатель, Ток начинает спадать, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — ключ 28 — диод 30— датчик 4 тока — электродвигатель 5. По истечении выдержки времени в программируемом таймере 8 установится состояние

И/з = О, а в устройстве 2 управления ключами сигналом Q — состояние триггера 17 Чр = 1.

1656654

5

35

45

55

Включится ключ 26, Ток продолжает спадать. Цепь якоря электродвигателя теперь замкнута ключами 26, 28 т,е. точно так же, как в момент времени to, При дальнейшем спаДении тока До величины, когДа 2 = К х1+

> К„+ 1 = 1. произойдут те же переключения, что и в момент времени to и далее процесс стабилизации тока будет повторяться.

Таким образом видно, что частота коммутаций ключей импульсного преобразователя здесь в два раза меньше частоты импульсного напряжения, поступающего на двигатель, а размах пульсаций тока ограничивается величиной первого гистерезиса.

2. Режим торможения

Пусть в момент времени t4 из блока 1 цифрового задания поступило новое значение Kexz < О.

Пусть также величины этого задания и противоЭДС таковы, что противоЭДС, которая в режиме торможения электропривода совпадает по направлению с током электродвигателя, способана создать а замкнутой цепи якоря электродвигателя ток, больший заданНОГО (1Koc(>lKexg) ПРи Kex > О, Koc > Kex2 + 1 и

Wl =О, W2 = О

В соответствии с выражениями (3) и (4) (1) и (2) уСтаНОВятея СОСтОяНИя Zxl =- 1, Zxz -- 1, Zn

= 1 сигналами 1 /1 и t/ .g установятся состояния W1= 1, И/2 =-1, У/э= 1 и начнется отсчет выдержки времени. Поскольку до момента времени t4 в устройстве 2 управления ключами были состояния Vl = О, Vz = 1, Чз = О, V4 = 1, V5 = О, то после переключения релейного регулятора 7 тока в соответствии с выражениями (6) — (10) сигналом 1 4 установится

V4 = О. Выключится ключ 28. Ток двигателя будет продолжать спадать, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — диод 31 — "+" источник питания — "-" источник питания— диод 30 — датчик 4 тока — электродвигатель

5. По истечении выдержки времени, когда установится состояние И/з = О, сигналом фз переключится триггер 18 в состояние

Чз = 1 и включится ключ 27, Ток двигателя продолжает спадать до нуля по вышеприведенной цепи, а, затем через включенные ключи 26, 27 начинает расти в области отрицвтельных значений.

В момент времени 15 ток достигнет величины, при которой

Z = Квх + Koc+ 1 = 1, тОгда Zxl = 1, Zx2 = О, Z, = О. С учетом ранее установленных состояний сигналов Wl = 1, Wz = 1 сформированный в релейном регуляторе 7 тока сигнал р2 установит сигнал Wz = O,И/з = 1. Начнется отсчет выдержки времени, а в устройстве 2 управления ключами при ранее установленHblx состояниях \/1 = О, 1/2 = 1, V3 = — 1, V4 О.

V5= О, сигналом у переключится состояние сигHB la Vz = О. Выключится ключ 26 и напряжение отрицательной полярности, поступавшее на электродвигатель 5. Однако вследствие одинаковой направленности тока и противоЭДС электродвигателя ток будет продолжать расти по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — датчик 4 тока -- диод 29 — ключ 27электродвигатель 5. По истечении выдержки времени, когда установится состояние И/з =

О в устройстве 2 управления ключами изменится состояние Vl = 1. Включится ключ 25, но ток будет продолжать расти по той же цепи. В момент времени tu, когда ток достигнет величины, при которой Z = Kexz + Кос +

1 = 2 установятся состояния Zxl = 1 Zx2== 1 Z =- О. При состояниях И/1 = 1, И/2 = О, сигналами р1 и р2 изменятся состояния

Wl = О, W2 = 1, W3 =-1. Начнется отсчет выдержки времени. При этом в устройстве 2 управления ключами сигналом 1 э установится состояние Чз = О. Выключится ключ 27.

Ток начнет уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 - диод 29 — "+" источника питания—

""-" источник питания — диод 32 — электродвигатель 5.

По истечении выдержки времени установятся состояния в программируемом таймере 8 — И/з = О, в устройстве 2 управления ключами — V4 = 1, V5 = 1. Состояния Wl =- О, И/2 =1, Vl =1, V2 =- О, Vg = О сохраняется.

Включится ключ 28, и на электродвигатель будет подано напряжение положительной полярности, Ток будет продолжать уменьшение по абсолютной величине, замыкаясь по вышеприведеннои цепи.

В момент времени Т7 ток достигнет величины, при которой Z = Kexz + Koc + 1 = -1, тогда Zxl = 1:Zxz = O,Zn = 1.

При этом произойдут следующие изменения состояний: Wz = О, И/з = 1, V4 = О, V5 = О.

Состояния Wl =- О, Ч2 = О, Чз = О, V4 = 1 сохраняются. Отключится ключ 25, Ток будет продолжать уменьшаться. замыкаясь по прежней цепи.

По истечении выдержки времени установится состояние И/з =-О, в программируемом таймере 8 и Vz = 1 в устройстве 2 управления ключами. Включится ключ 26, и ток электродвигателя начнет расти по абсолютной величине под действием противоЭДС, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — датчик 4 тока — ключ 26-диод 32 — электродвигатель 5.

В момент времени t8 ток достигнет величины, при которой Z = Kexz + Кос + 1 = 1, тогда Zx1 = 1, 2х2 = О, Zn = О.

1656654

1О

30

При этом произойдут следующие изменениЯ состоЯний: W2 = 1, W3 = 1, Ч2 = О. СостоЯния и/1 -О, Ч1 =О, Ч3 = О, V4 = 1, V5 = О сохраняются. Выключается ключ 26, и ток двигателя начинает уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 - датчик 4 тока — диод 29—

"+" источника питания;- "+" источник питания — диод 32 — электродвигатель 5. По истечении выдержки времени установятся состояния W3 = О, V1 = 1. Состояния WI = О, УФ2 = 1, Ч2 = О, Ч3 = О, Ч4 = 1, Ч5 = О сохраняются. Включается ключ 25, а ток продолжает уменьшаться, замыкаясь по прежней цепи.

В момент времени t9 ток достигнет величины, йРИ котоРой Z = Ksx2 + Кос + 1 = -1, Zx1-1, Zx2-О, Zn = 1. Произойдет изменение состояний м/2 = О, w3 = 1, ч4 = О, Состояния

Wi =О, Vi - 1, Ч2 = О, Чз= О, Ч5= О сохраняются. Выключается ключ 28. а ток продолжает уменьшаться. замыкаясь по прежней цепи. По истечении выдержки времени будут следующие состояния: WI = О, W2 = О.

М/3 = О, V1 = 1, Ч2 = О, Чз = 1, Ч4 = О, VS = О, Включится ключ 27, и ток начнет расти по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — датчик 4 тока — диод 29— ключ 27 — электродвигатель 5. Отметим, что в данном случае замкнутому состоянию цепи якоря соответствует включенное состояние ключей 25, 27 в отличие от ситуации в момент времени t7, когда замкнутое состояние цепи якоря электродвигателя было создано включенным состоянием ключей 26, 28.

В момент времени т10, когда будет Z =

= Квх2 + Koc + 1 = 1, Zx1 = 1, Zx2 = О, Zn = О изменятся следующие состояния W2 = 1. Ф/3

= 1, Ч3 - О,,сохранятся состояния ЧЧ1 = О, V1 = 1, Ч2 = О, Ч4 = О, Vs = О. В ы ключится кл юч

27, и ток начнет уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи, электродвигатель 5 — датчик 4 тока — диод 29 — "+" источник питания — "-" источник питания— диод 32 — электродвигатель 5. По истечении выдержки времени будут следующие состояния W1- О, W2 = 1. W3 = О, V1- 1, Ч2 = О, Чз-О, Ч4-1,,Vs = 1 и включится ключ 28, но на процессе изменения тока это не повлияет.

В момент времени tiI. когда будет 2 =

Квх2 + Кос + 1 -1, Zxt Zx2 =О, Zn = 1 изменятся следующие состояния W2 = О, W3 - 1, V1-О,,Vs - О, сохранятся состояния

УЧ1- О, Ч2-0, Чз- О, Ч4-1. Выключится ключ

25, что не повлияет на процесс изменения тока. По истечении выдержки времени будут состоЯниЯ W> = О, W2 = О, W3 О, Ч1 = О, Ч2 1, Чз- О, Ч4 = 1, Чв - О. Включится ключ

26. Создается цепь для замыкания тока под действием противоЭДС электродвигателя по цепи; электродвигатель 5 — датчик 4 тока— ключ 26 — диод 32 — электродвигатель 5. Это состояние системы идентично тому, которое было после момента времени тт.

Таким образом видно, что частота коммутации ключей импульсного преобразователя и в случае рекуперативного торможения в два раза меньше, частоты импульсного напряжения, поступающего на двигатель, а размах пульсаций тока ограничивается величиной первого гистерезиса релейного регулятора 7 тока.

Далее процессы будут повторяться до тех пор, пока в результате торможения противоЭДС электродвигателя не уменьшится до такой величины, которая не способна создавать в цепи якоря электродвигателя ток больше заданного, тогда система перейдет в режим торможения с потреблением тока от источника питания. В этом случае для выше приведенного последнего состояния системы ток в замкнутой цепи через ключ 26 и диод 32 не будет расти а продолжать уменьшаться по абсолютной величине и в момент т12 достигнет величины. при которой

К вх2 + Кос + 1 = -2. ZxI 1, Zx2 = 1, Zn=1.

В результате изменяется состояние WI

1, W2 = 1, W3 = 1, V4 = О, сохранятся состояния Ч1 = О, Ч2 = 1, Ч3 = О, Чг, = О.

Выключится ключ 28. На процессе изменения тока это не повлияет, По истечении выдержки времени в системе будут состояния

W1 = 1, W2 = 1, W3 = О, Vi = О, Ч2 = 1, V3 = 1, V4 = О, Ч5 = О. Включится ключ 27, и на электродвигатель будет подано напряжение отрицательной полярности через ключи 26, 27. Ток начинает расти по абсолютнс и величине под действием напряжения источника питания.

В момент времени ti3, когда 2 = К,„2 +

+ Кос+ 1 - 1, Zx1 = 1, Zx2 = О, Zn = О иэменЯтсЯ состояния W2 = О, W3 =1. Ч2 = О. сохранятся состояния WI = 1, Ч1 = О, V3 = 1, V4 = О, Ч5 - О, Выключится ключ 26, и ток начнет уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5- датчик

4 тока -диод 29 — ключ 27 — электродвигатель

5. По истечении выдержки времени в системе будут состояния W1 = 1. W2 = О. W3 = О, VI - 1, V2 О, Чз- 1, V4 = О, ЧЪ = О, вклЮчитСя ключ 25. Ток будет продолжать уменьшаться, замыкаясь в т ой же цепи до момента

1656654

55 вРЕмени t>4, когда Z = Квх2 4- Ко< <- 1 = -1, Рассматривая далее процесс коммутации, можно убедиться, что и в этом случае частота коммутации ключей в два раза меньше частоты напряжения, поступающего на двигатель, а размах пульсаций тока ограничивается величиной первого гистерезиса, 3. Расмотрим работу электропривода ири задании нулевого тока (Квхз = О), Предположим, что до момента времени

t15 система находилась в состоянии Kpr (-1, W> = 1, W2 =- 1, Иlз = О. V1 = О, Н2 =- 1, Нз = 1, V4 = О, V5 = 1. В момент времени t15, когда приходит сигнал К,хз = О,будет Z = К хз+

+ К„, + 1 f,Zx1= 1, Zx2 = 1, Zn =- О, в системе изменится состояние \И1=0, Р/з=1, V2=0, Нз =

=- О, состояние W2 = 1, V> = О, V4 = О, V5 =- 1 сохранятся. Выключатся ключи 26, 27. Ток начнет уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — датчик 4 тока — диод 29 — " " источник питания "-" источник питания — диод 32— электродвигатель 5. По истечении выдержки времени в системе будут состояния W> =

О, W2. = 1, Иlз = О, Vi =- 1, Н2 = О, Нз = О, V4 =1, V5 = 1. Включатся ключи 25 и 28. В результате ток будет уменьшаться по абсолютной величине до нуля, замыкаясь по прежней цепи через диоды 29 и 32 и источник питания, а затем начнет расти в области положительных значений поддействием напряжения положительной полярности, поступающего через ключи 25, 28.

В момент времени t)5 ток достигнет величины, при которой

Z =- Квхз + Кос + 1 = -1, Лх1 = Zx2 = О, 2п = 1, В системе изменится состояние W2 = О, Фlз = 1, Vt =О, V5=0, состояния W> =О, V2= О, Нз = О, Н4 = 1 сохранятся, Выключится ключ

25. и ток начнет уменьшаться, замыкаясь по цепи: электродвигатель 5 — ключ 28 — диод

30-датчик 4 тока — электродвигатель 5. По ис1ечении выдержки времени в системе будут состояния W1 = О, W2 = О, Р/з = О, Н1= О, V2 = 1, Нз = О, V4 = 1, V5 = О. Включится ключ

26, Ток будет продолжать спадать до нуля, замыкаясь по прежней цепи, а затем будет расти в области отрицательных значений под действием противоЭДС, замыкаясь в цепи: электродвигатель 5 — датчик 4 тока— ключ 26-диод 32 — электродвигатель 5.

В момент времени т17, когда будет достигнуто значение Z = Кхз + Kpp + 1 = 1, 2х1 =

= 1, Zx2 = О, Zn = О, в системе пРоизойдУт изменения состояний W2 = 1, W3 =- 1, V2 = О, состояния Wi =О, V> =О, Нз = О, V4 = 1, V5=- О сохранятся. Отключится ключ 26. Ток начнет уменьшаться по абсолютной величине, замыкаясь по цепи; электродвигатель 5 — дат5

50 чик 4 тока диод 29 " источник питания

"-" источник питания диод 32 - электродвигатель 5. По истечении выдержки времени в системе будут остояния W) — О, W2 — 1, W3 =

О.Н1= 1, V2=0, V =-О, V4 — 1, V =-О, Включится ключ 25. Ток будет продолжать уменьшаться по абсолютной величине до нуля, замыкаясь по прежней цепи, а затем начнет расти в области положительных значений под действием напряжения положительной полярности. поступающего на электродвигатель через ключи 25, 28. Если продолжить дальше рассмотрение процесса регулирования тока, то можно убедиться, что и здесь частота коммутации ключей в два раза меньше частоты напряжения, поступающего на электродвигатель. кроме того, обеспечивается однополярность импульсов напряжения, симметричность размаха пульсаций тока относительно задания тока, т.е. линейность регулировочной характеристики.

Если противо ЭДС электродвигателя достаточно мала и не способна создать в замкнутой цепи ток больше величины первого порога переключения релейного регулятора 7 тока, то коммутация ключей импульсного преобразователя при нулевом задании тока прекращается. В частности, в рассматриваемом примере после достижения током значения, при котором Z = K>x +

К„ 1 = -1 произойдет последнее переключение релейного регулятора 7 тока, устаноBsiTcA состояния W1 = О, W2 = О. W3 = О, Vi

= 1, Н2= О, Нз=-1, Н4=0, Н5=0, включены ключи 25 и 27. Через эти ключи и диоды 29, 31 цепь якоря дви агеля замкнута и ток спадает до нуля.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий блок цифрового задания, устройство управления ключами, импульсный преобразователь, входы которого подключены к соответствующим выходам устройства управления ключами, датчик тока, подключенный к одному из выходов импульсного преобразователя, якорная цепь электродвигателя с последовательно включенным датчиком тока подключена к выходу импульсного преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с информационным выходом датчика тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, е него дополнительно введены релейный регулятор тока, программируемый таймер. генератор тактовых импульсов, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к входу устройства управления ключами, входам релеиного регулятора тока и программируемого таймера, первый и второй вхо (hl пелен. ого регулятора тока подключены соответственно к перво15

1656654

16 му выходу блока цифрового задания и к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока цифрового задания подключен ко второму входу программируемого таймера, выход которого подключен к третьему входу устройства управления ключами. к первому и второму входам которого подключены первый и второй выходы релейного регулятора тока, третий выход которого подключен к пер5 вому входу программируемого таймера.

1656654