Устройство для ограничения тока нагрузки электродвигателя постоянного тока
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с ограничением тока. Целью изобретения является повышение надежности . Устройство для ограничения тока нагрузки электродвигателя 1 содержит преобразователь 2 с узлом 3 токоограничения. Входы узла 3 соединены с делителем напряжения, образованным резисторами 4, 5 и терморезистором 6. Последовательно соединенные блок 10 ограничения и звено 9 управляемой проводимости включены параллельно плечу делителя напряжения, содержащему резистор 4. Первый управляющий вход звена 9 через диод 17 соединен с выходом первого сумматора 13. Тепловой накопитель 19 помещен в термоизоляцию 20. В данном устройстве обеспечивается повышение надежности за счет ограничения максимальных усилий, развиваемых приводом в условиях резких изменений температуры воздуха. 2 ил. СЛ С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 Р 5/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1527720 (21) 4691612/07 (22) 19.05.89 (46) 29,02.92. Бюл. N. 8 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Производственное объединение "Ново-.Краматорский машиностроительный завод" (72) Б.Ф.Иванков, Л.Ф.Карплюк, P.Ñ.Êèùêî;
М.M.Êîøåâîé, B.È.Ïóçàíîa и В.Т.Турищев (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1527720, кл. Н 02 Р 5/06, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГОО ТОКА
Ч (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в злектроприводах с ограничением тока. Целью
Я2,, 1716595 А2 изобретения является повышение надежности. Устройство для ограничения тока нагрузки электродвигателя 1 содержит преобразователь 2 с узлом 3 токоограничения. Входы узла 3 соединены с делителем напряжения, образованным резисторами 4, 5 и терморезистором 6. Последовательно соединенные блок 10 ограничения и звено 9 управляемой проводимости включены параллельно плечу делителя напряжения, содержащему резистор 4. Первый управляющий вход звена 9 через диод 17 соединен с выходом первого сумматора 13.
Тепловой накопитель 19 помещен в термоизоляцию 20. В данном устройстве обеспечивается повышение надежности за счет ограничения максимальных усилий, развиваемых приводом в условиях резких изменений температуры воздуха. 2 ил.
1716595
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с регулируемыми преобразователями, где требуется ограничивать ток электродвигателя, а также его нагрев или вызываемые им моменты (усилия) при работе приводимого механизма на сильном морозе и при значительных темпах изменения отрицательных температур воздуха на протяжении суток.
Цель изобретения — повышение надежности.
На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.
Устройство (фиг,1) для ограничения тока нагрузки электродвигателя 1 постоянного тока, подключенного к управляемому преобразователю 2 с узлом 3 токоограничения, входы которого соединены с делителем напряжения, образованным резисторами 4 и
5 и терморезистором 6, подключенными параллельно компенсационной обмотке 7 и обмотке 8 дополнительных полюсов, содержит звено 9 управляемой проводимости, блок 10 ограничения, датчик 11 температуры электодвигателя, датчик 12 температуры воздуха, сумматоры 13 и 14, источники 15 и
16 опорного напряжения и диоды 17 и 18, а также тепловой накопитель 19, помещенный в термоизоляцию 20, датчик 21 температуры теплового накопителя, третий сумматор 22 и блок 23 выделения модуля.
При этом последовательно. соединенные блок 10 ограничения и звено 9 управляемой проводимости включены параллельно плечу делителя напряжения, содержащему резистор 4, первый управляющий вход звена 9 управляемой проводимости через диод
17 соединен с выходом первого сумматора
13, первым входом подключенного к датчику 11 температуры электродвигателя и вторым входом — к выходу источника 15 опорного напряжения, второй управляюФ„ щий вход звена 9 управляемой проводимости через диод 18 соединен с выходом второго сумматора 14, входы которого подключены к датчику 12 температуры воздуха, к выходу второго источника 16 опорного напряжения и через блок 23 выделения модуля — к выходу сумматора 22, входы которого соединены с выходами датчика 12 температуры воздуха и датчика 21 температуры теплового накопителя.
В изображенном на фиг,1 варианте устройства звено 9 управляемой проводимости содержит резистор 24, включенный последовательно с управляемым ключевым эле ментом 25, в цепь управления которого включены последовательно соединенные
10 генератор 26 треугольных колебаний, двухполупериодный выпрямитель 27 и широтноимпульсный модулятор 28.
На чертежах приняты также следующие обозначения: Uy<, Uyz — выходные напряжения соответственно первого и второго сумматора — управляющие сигналы звена управляемой проводимости, U> — напряжение на первом плече делителя напряжения, Оопп — опорное напряжение узла токоограничения, U«T.т — напряжение обратной связи по току якоря, напряжение второго источника опорного напряжения, 0у — напряжение датчика температуры воздуха, 15 0 — выходное напряжение звена выделения модуля — корректирующий сигнал по темпу изменения температуры воздуха, 0 — температура воздуха, О,р - критическая температура воздуха, Π— температура тепло20 вого накопителя,ЛO — разность температур воздуха и теплового накопителя, I<+
25 В устройстве ограничения тока выходные напряжения датчика 12 температуры воздуха и датчика 21 температуры теплового накопителя складываются на тре ьем сумматоре 22 с различными знаками.
30 Напряжение U>, поступающее на третий вход второго сумматора 14 от блока 23 выделения модуля, имеет ту же полярность, что и напряжение О датчика 12 температуры воздуха.
35 При реализации устройства тепловой накопитель 12 можно выполнить в виде металлического тела, к нему крепится чувствительный элемент датчика 21 температуры теплового накопителя. Термоизоляцией 20
40 может служить, например, пенопласт.
Устройство работает следующим образом.
При д < Op сигнал U g от датчика 12 температуры воздуха становится по модулю
45 больще положительного напряжения Uon.г второго источника 16 опорного напряжения и на выходе сумматора 14 появляется напряжение, пропорциональное мере переоохлаждения воздуха I Os Окр! . Знак э гого напряжения в данном случае положитель50 ный и поэтому оно пропускается диодом 18 на второй вход звена 9 управляемой проводимости, вызывая пропорциональное увеличение проводимости. Если при этом ток якоря I> превосходит некоторое выбранное значение 4*, то в последовательном соединении блока 10 ограничения и звена 9 управляемой проводимости начинает протекать ток тем больший, чем больше про1716595 водимость звена 9, При этом увеличивается падение напряжения Ul на первом плече (резистор 5 и термооезистор 6) термозависимого делителя напряжения, и когда оно превосходит опорное напряжение U<>л узла 3 токоограничения, на выходе последнего пояВЛяЕтСя НаПряжЕНИЕ 0остл = Ul - 0опл, КОторое является сигналом задержанной обратной связи (отсечки) по току для регулятора в цепи управления преобразователем
2. Таким образом, при переохлаждении воздуха обратная связь по току появляется при меньших его значениях, т,е. ток отсечки!ост уменьшается, кроме того, увеличивается и наклон характеристики Оосл = т(4). В целом это приводит к уменьшению значения стопорного тока I<»> двигателя., а значит к снижению максимальных моментов (усилий) в механизме, приводимом двигателем, а также в связанных с механизмом рабочем оборудовании и металлоконструкциях.
Рассмотрим далее действие введенных элементов 19-23, которые служат для выработки сигнала Uy по темпу изменений температур воздуха и покажем, как изменяется при этом действие устройства.
Тепловой накопитель 19, помещенный в термоизоляцию 20, представляет собой инерционное звено с тепловой постоянной времени Т = С/А, где С вЂ” теплоемкость, А— теплоотдача. При изменениях температуры воздуха Os(t) температура теплового накопителя,.д н() отслеживает эти изменения с отставанием, поэтому разность Ьф) =
= 0<(t) — Ог(т) служит оценкой скорости изменения температуры. Действительно, в операторных изображениях Огн(р)
=08(р)/(Тр+ 1), тогда
Л (р) = 0.(p)— в р т
Т +1 Р Т +1 т.е. сигнал ®t) представляет собой деформированную, смещенную во времени производную процесса 0 (). Напряжение, пропорциональное разности температуры
Щ), выделяется на выходе третьего сумматора 22, один из входов которого соединен с датчиком 12 температуры воздуха, а второй вход — с датчиком 21 температуры теплового накопителя. Указанный сИгнал подается на блок 23 выделения модуля, выходное напряжение Uy бока 23 является оценкой темпа изменения температуры воздуха безотносительно.к тому, происходит ли ее возрастание или снижение, На фиг,2 показаны кривые А(т) суточного хода температуры воздуха, они характерны для февраля месяца в условиях Сибири.
Так же показан график модуля разности
1hgt) (, который рассчитан при тепловой постоянной времени Т = 4 ч, из графика видно, что величина !Ь9! тем больше, чем выше темп изменения температуры воздуха, однако процесс l t) I приобретает макси мальные значения несколько позже, чем процесс @(t) при его возрастании, и раньше — при его спадании, причем временные смещения зависят от величины производной d О/dt.
Напряжение Uy отрицательной полярности, пропорциональное М!, подается на третий вход второго сумматора 14. Здесь оно складывается с напряжением Оудатчика 12 температуры воздуха, которое при отрицательных значениях этой температуры также отрицательно, кроме того, на вход второго сумматора 14 подается напряжение
Uo,2 положительной полярности. В случае, когда суммарное напряжение — (Ug + 0) +
+U<>.z отрицательно, оно пропускается вторым диодом 18 на управляющий вход звена
9 управляемой проводимости, в противном случае управляющий сигнал Uyz равен нулю, Из сравнения действия предлагаемого устройства и известного следует, что в первом случае при усилении мороза управляющий сигнал Uyz появляется не тогда, когда температура воздуха 08 снизится до критического значения О,р, а несколько раньше, когда происходит резкое снижение велич IHbl
0 . Подобным образом, при повышении температуры воздуха свыше значения Окр сигнал Оу не исчезает, но продолжает некоторое время действовать и при О> >
> О р на протяжении периода существенного роста температуры 08, Кроме того, в целом увеличивается и сам сигнал Uyz. Следовательно, вызываемое им снижение величины стопорного тока привода, а значит и максимальных усилий (моментов) в приводимом механизме и металлоконстуркциях машины происходит и при таких условиях, которые опасны в отношении резких перепадов температуры воздуха, При повышении средней температуры воздуха, когда резкие ее перепады становятся не столь опасными, влияние сигнала коррекции Uy вначале ослабевает, а затем и исчезает, что иллюстрирует семейство кривых на фиг.2, рассчитанных для увеличивающегося ряда средних температур О, при дополнительном условии, что амплитуда колебаний сохраняется постоянной (20 С), Формула изобретения
Устройство для ограничения тока нагрузки электродвигателя постоянного тока
1716595 стоп
50
Составитель В. Кузнецова
Редактор Н, Киштулинец Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова
Заказ 617 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул,Гагарина, 101 поавт.св, %1527720,отл ич а ю щееся тем, что, с целью повышения надежности механизма, в него введены тепловой накопитель, помещенный в термоизоляцию, датчик температуры теплового накопителя, третий сумматор и блок выделения модуля, при этом входы третьего сумматора соединены с выходами датчиков температуры воздуха и температуры теплового накопителя, а выход через блок выделения модуля под5 ключен к третьему входу второго сумматора, ЮХ
ЯЦv 4юоп
