Устройство управления приводом постоянного тока



Устройство управления приводом постоянного тока
Устройство управления приводом постоянного тока
Устройство управления приводом постоянного тока
Устройство управления приводом постоянного тока
Устройство управления приводом постоянного тока

 

H02P29 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2408132:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к приборостроению, в частности к мостовым схемам управления приводом с двигателем постоянного тока системы стыковки космических аппаратов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности устройства управления приводом постоянного тока (УУППТ), допускающего выполнение своей задачи при одном отказе типа короткого замыкания или обрыва цепи любого ключа. Для этого заявленное устройство содержит первый канал, мост которого состоит из четырех ключей, одна диагональ моста подключена к первой и второй клеммам двигателя, а другая - к плюсовой и минусовой шинам первого источника питания, к плюсовой шине которого последовательно через блок питания и защиты подключены первый и второй ключи, третий и четвертый ключи подключены к минусовой шине первого источника питания, информационный выход блока питания и защиты через последовательно включенные блок диагностики, блок согласования сигнала отказа соединен с первыми входами четырех логических элементов И, выходы первого и второго из которых подключены соответственно к первому и второму входам блока согласования сигналов управления, первый и второй выходы которого в свою очередь подключены соответственно к первому и второму входам блока анализа режима работы ключей, первый и второй выходы блока анализа режима работы ключей соединены соответственно с первым и вторым ключами, а третий его выход соединен с блоком диагностики, выходы третьего и четвертого логических элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего логических элементов И, введены четыре дополнительных ключа, при этом первый ключ через первый дополнительный ключ соединен с первой клеммой двигателя, которая в свою очередь через третий дополнительный ключ соединена с третьим ключом, второй ключ через второй дополнительный ключ соединен со второй клеммой двигателя, которая в свою очередь через четвертый дополнительный ключ соединена с четвертым ключом, а также введены четыре дополнительных логических элемента И, первые входы которых соединены с выходом блока согласования сигнала отказа, а выходы - соответственно с дополнительными ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого дополнительных логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего дополнительных логических элементов И, а также введен второй канал, идентичный первому, соединенный аналогично первому каналу с первым и вторым командными входами устройства управления, причем мост второго канала идентично подключен к первой и второй клеммам двигателя и к плюсовой и минусовой шинам второго источника питания. 5 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к мостовым схемам управления приводом с двигателем постоянного тока, используемым в приводах системы стыковки космических аппаратов.

Известно устройство управления приводом постоянного тока (УУППТ), используемое в приводах системы стыковки космических аппаратов [1, раздел 3.5.2, с 96-101], коммутирующее реверсивный двигатель с помощью релейных элементов плеч моста, выполненных по принципу голосования два из трех. Схема обеспечивает включение двигателя в оба направления вращения и его динамическое торможение при выключении за счет нормально-закрытых контактов, а также позволяет сохранить работоспособность при единичном отказе элементов плеч, которые могут быть вызваны коротким замыканием контакта, обрывом цепи или несрабатыванием реле.

Однако УУППТ на базе релейных элементов не обеспечивает требуемого ресурса работы и работоспособность при разгерметизации космического аппарата, что может привести к аварийным ситуациям.

Известно УУППТ [2], реализованное на полупроводниковых элементах и приведенное на фиг.1. УУППТ содержит мост, состоящий из первого 1К 1.1, второго 2К 2.1, третьего 3К 3.1 и четвертого 4К 4.1 ключей, одна диагональ подключена к первой и второй клеммам двигателя, а другая - к плюсовой и минусовой шинам первого источника питания, к плюсовой шине которого последовательно через блок питания и защиты (БПЗ) 5.1 подключены первый 1К 1.1 и второй 2К 2.1 ключи, третий 3К 3.1 и четвертый 4К 4.1 ключи подключены к минусовой шине первого источника питания. Информационный выход блока БПЗ 5.1 подключен к первому входу блока диагностики (БД) 6.1, выход которого подключен через блок согласования сигнала отказа (БССО) 7.1 к первым входам четырех логических элементов (ЛЭ) И: И1 8.1; И2 9.1; И3 10.1; И4 11.1; выходы первого И1 8.1 и второго И2 9.1 из которых подключены соответственно к первому и второму входам блока согласования сигналов управления (БССУ) 12.1, первый и второй выходы которого в свою очередь подключены соответственно к первому и второму входам блока анализа режима работы ключей (БАРРК) 13.1. Первый и второй выходы блока БАРРК 13.1 соединены соответственно с первым 1К 1.1 и вторым 2К 2.1 ключами, а третий его выход соединен с вторым входом блока БД 6.1. Выходы третьего ЛЭ И3 10.1 и четвертого ЛЭ И4 11.1 соединены соответственно с третьим 3К 3.1 и четвертым 4К 4.1 ключами. Первый командный вход устройства управления, например «Открыть», соединен со вторыми входами первого ЛЭ И1 8.1 и четвертого ЛЭ И4 11.1, а второй командный вход устройства управления, например «Закрыть» - со вторыми входами второго ЛЭ И2 9.1 и третьего ЛЭ И3 10.1. При этом последняя цифра в номере элементов и блоков означает принадлежность к первому каналу. Для удобства рассмотрения принципа действия УУППТ на фигуре показан двигатель (Д) 14.

УУППТ обеспечивает повышенный ресурс работы, однако при любом единичном отказе УУППТ прекращается работа привода, что не обеспечивает требуемую надежность устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности УУППТ, допускающего выполнение своей задачи при одном отказе типа короткого замыкания или обрыва цепи любого ключа.

Технический результат достигается тем, что в устройство управления приводом постоянного тока, содержащее первый канал, мост которого состоит из четырех ключей, одна диагональ моста подключена к первой и второй клеммам двигателя, а другая - к плюсовой и минусовой шинам первого источника питания, к плюсовой шине которого последовательно через блок питания и защиты подключены первый и второй ключи, третий и четвертый ключи подключены к минусовой шине первого источника питания, информационный выход блока питания и защиты подключен к первому входу блока диагностики, выход которого подключен через блок согласования сигнала отказа к первым входам четырех ЛЭ И, выходы первого и второго из которых подключены соответственно к первому и второму входам блока согласования сигналов управления, первый и второй выходы которого в свою очередь подключены соответственно к первому и второму входам блока анализа режима работы ключей, первый и второй выходы блока анализа режима работы ключей соединены соответственно с первым и вторым ключами, а третий его выход соединен с вторым входом блока диагностики, выходы третьего и четвертого логических элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего логических элементов И, в отличие от прототипа введены четыре дополнительных ключа, при этом первый ключ через первый дополнительный ключ соединен с первой клеммой двигателя, которая в свою очередь через третий дополнительный ключ соединена с третьим ключом, второй ключ через второй дополнительный ключ соединен со второй клеммой двигателя, которая в свою очередь через четвертый дополнительный ключ соединена с четвертым ключом, а также введены четыре дополнительных логических элемента И, первые входы которых соединены с выходом блока согласования сигнала отказа, а выходы - соответственно с дополнительными ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого дополнительных логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего дополнительных логических элементов И, а также введен второй канал, идентичный первому, соединенный аналогично первому каналу с первым и вторым командными входами устройства управления, причем мост второго канала идентично подключен к первой и второй клеммам двигателя и к плюсовой и минусовой шинам второго источника питания.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-5, на которых изображены:

на фиг.1 - блок-схема прототипа,

на фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства управления приводом постоянного тока,

на фиг.3 - блок-схема блока питания и защиты,

на фиг.4 - блок-схема блока диагностики,

на фиг.5 - блок-схема блока анализа режима ключей.

На фиг.2 использованы позиции, идентичные позициям, приведенным на фиг.1, и показаны два идентичных канала УУППТ. Последняя цифра в номере элементов и блоков означает принадлежность к первому или второму каналам. Первый канал содержит мост, в плечи которого включены последовательно по два ключа 1К 1.1 и 1ДК 15.1, 2К 2.1 и 2ДК 16.1, 3ДК 17.1 и 3К 3.1, 4ДК 18.1 и 4К 4.1, одна диагональ моста подключена к первой и второй клеммам двигателя Д 14, а другая - к плюсовой и минусовой шинам первого источника питания, к плюсовой шине которого последовательно через блок БПЗ 5.1 подключены первый 1К 1.1 и второй 2К 2.1 ключи, третий 3К 3.1 и четвертый 4К 4.1 ключи подключены к минусовой шине первого источника питания. Информационный выход блока БПЗ 5.1 подключен к первому входу БД 6.1, выход которого подключен через блок БССО 7.1 к первым входам четырех ЛЭ И1 8.1, И2 9.1, И3 10.1 и И4 11.1 и четырех дополнительных ЛЭ 1И 19.1, 2И 20.1, 3И 21.1 и 4И 22.1. Выходы первого ЛЭ И1 8.1 и второго ЛЭ И2 9.1 подключены соответственно к первому и второму входам блока БССУ 12.1, первый и второй выходы которого в свою очередь подключены соответственно к первому и второму входам блока БАРРК 13.1. Первый и второй выходы блока БАРРК 13.1 соединены соответственно с первым 1К 1.1 и вторым 2К 2.1 ключами, а третий его выход соединен с вторым входом блока БД 6.1. Выходы третьего ЛЭ И3 10.1, четвертого ЛЭ И4 11.1, первого дополнительного ЛЭ 1И 19.1, второго дополнительного ЛЭ 2И 20.1, третьего дополнительного ЛЭ 3И 21.1 и четвертого дополнительного ЛЭ 4И 22.1 соединены соответственно с третьим 3К 3.1, четвертым 4К 4.1, первым дополнительным 1ДК 15.1, вторым дополнительным 2ДК 16.1, третьим дополнительным 3ДК 17.1 и четвертым дополнительным 4ДК 18.1 ключами. Первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого ЛЭ И1 8.1, четвертого ЛЭ И2 9.1, первого дополнительного ЛЭ 1И 19.1 и четвертого дополнительного ЛЭ 4И 22.1. Второй командный вход устройства управления соединен со вторыми входами второго ЛЭ И2 9.1, третьего ЛЭ И3 10.1, второго дополнительного ЛЭ 2И 20.1 и третьего дополнительного ЛЭ 3И 21.1.

Второй канал устройства УУППТ, идентичный первому, соединен аналогично первому каналу с первым и вторым командными входами устройства управления, причем мост второго канала идентично подключен к первой и второй клеммам двигателя и к плюсовой и минусовой шинам второго источника питания. Состав элементов, блоков и их нумерация второго канала УУППТ аналогичны первому каналу, за исключением последней цифры номера, которая равна 2.

На один из входов УУППТ (условно обозначим его первым) может быть подана входная команда управления на открытие или выдвижение, а на другой (условно обозначаем его вторым) - команда на закрытие или втягивание. Команды названы условно и обеспечивают открытие (закрытие) и выдвижение (втягивание) исполнительного механизма, в зависимости от функции привода. Команды управления в виде положительных сигналов должны подаваться в требуемый момент начала работы привода и сниматься по выполнению приводом своих функций или по формированию сигнала отказа.

Логические элементы первые И1 8.1, И1 8.2, вторые И2 9.1, И2 9.2, третьи И3 10.1, И3 10.2, четвертые И4 11.1, И4 11.2, дополнительные логические элементы первые 1И 19.1, 1И 19.2, вторые 2И 20.1, 2И 20.2, третьи 3И 21.1, 3И 21.2, четвертые 4И 22.1, 4И 22.2 представляют собой двухвходовые логические элементы И.

Блоки БПЗ 5.1 и БПЗ 5.2 подключены соответственно к первому источнику питания U1 и ко второму источнику питания U2 и контролируют ток через ключи, температуру и напряжение питания УУППТ. Сигналы превышения напряжения, наличия короткого замыкания, обрыва цепи нагрузки первых 1К 1.1, 1К 1.2 или вторых 2К 2.1, 2К 2.2 ключей, превышения температуры свыше 150°C формируют сигнал отказа блока БПЗ 5.1 или БПЗ 5.2, которые передают его соответственно в блоки БД 6.1 или БД 6.2.

Рассмотрим состав и принцип действия блока БПЗ 5.1 первого канала (фиг.3). Блок БПЗ 5.1 состоит из стабилизатора напряжения (СН) 23.1 и первого делителя напряжения (1ДН) 24.1, подключенных к плюсовой шине первого источника питания U1, выход СН 23.1 подключен к первым входам первого компаратора (1КП) 25.1 и второго компаратора (2КП) 26.1 и ко второму делителю напряжения (2ДН) 27.1. Выход первого делителя напряжения 1ДН 24.1 подключен ко второму входу первого компаратора 1КП 25.1.

Токопроводящий элемент датчика тока (ДТ) 28.1 одним концом подключен к плюсовой шине первого источника питания U1, а вторым - к истокам первого 1К 1.1 и второго 2К 2.1 ключей. Информационный выход датчика тока ДТ 28.1 подключен через преобразователь ток-напряжение (ПТН) 29.1 ко вторым входам второго компаратора 2КП 26.1 и третьего компаратора (3КП) 30.1. Выход второго делителя напряжения 2ДН 27.1 подключен к первому входу третьего компаратора 3КП 30.1, выход которого через логический элемент ИЛИ-НЕ 31.1 подключен ко второму входу логического элемента 2ИЛИ 32.1. Выход второго компаратора 2КП 26.1 подключен к первому входу логического элемента 2ИЛИ 32.1, выход которого подключен к третьему входу логического элемента 3ИЛИ 33.1. Датчик температуры (ДТМ) 34.1 через преобразователь сигнала температуры в логический уровень (ПСТЛУ) 35.1 подключен ко второму входу логического элемента 3ИЛИ 33.1, к первому входу которого подключен выход первого компаратора 1КП 25.1. Выход логического элемента 3ИЛИ 33.1 подключен к информационному выходу блока БПЗ 5.1. Стоки первого 1К 1.1 и второго 2К 2.1 ключей соответственно через резисторы R01 36.1 и R02 37.1 подключены к минусовой шине первого источника питания U1.

По включению первого источника питания U1 стабилизатор напряжения СН 23.1 вырабатывает стабилизированное напряжение питания блока БПЗ 5.1, а также с помощью первого 1ДН 24.1 и второго 2ДН 27.1 делителей напряжения - опорные напряжения для первого 1КП 25.1 и третьего 3КП 30.1 компараторов. Датчик тока ДТ 28.1, включенный последовательно в плюсовую цепь питания первого 1К 1.1 и второго 2К 2.1 ключей, с помощью преобразователя ток-напряжение ПТН 29.1 вырабатывает на втором входе второго компаратора 2КП 26.1 напряжение, пропорциональное протекающему току через первый 1К 1.1 или второй 2К 2.1 ключи. Выходная характеристика преобразователя ПТН 29.1 задана так, чтобы при максимальном токе она не превышала опорное напряжение на первом входе второго компаратора 2КП 26.1. При превышении тока или коротком замыкании второй компаратор 2КП 26.1 срабатывает (на его выходе появляется уровень логической единицы), и его выходной сигнал через логические элементы 2ИЛИ 32.1 и 3ИЛИ 33.1 поступает на информационный выход блока БПЗ 5.1. Аналогично работает блок БПЗ 5.1 при обнаружении превышения напряжения питания схемой, выполненном на первом делителе напряжения 1ДН 24.1 и первом компараторе 1КП 25.1.

Схема обнаружения обрыва цепи нагрузки выполнена на третьем компараторе 3КП 30.1 и втором делителе напряжения 2ДН 27.1, который вырабатывает напряжение, равное выходному напряжению преобразователя ток-напряжение ПТН 29.1 и пропорциональное току первого 1К 1.1 или второго 2К 2.1 ключа при их нагружении только резистором R01 36.1 или резистором R02 37.1, которые создают режим нагружения ключей 1К 1.1, 2К 2.1 при обрыве нагрузки. При нормальной работе третий компаратор 3КП 30.1 выдает уровень логической единицы.

В случае обрыва цепи выходной сигнал третьего компаратора 3КП 30.1 переходит в ноль, при этом логический элемент ИЛИ-НЕ 31.1 инвертирует данный сигнал и через логический элемент 2ИЛИ 32.1 и логический элемент 3ИЛИ 33.1 единичный сигнал поступает на информационный выход блока БПЗ 5.1. Сигнал превышения температуры формируется датчиком температуры ДТМ 34.1, и через преобразователь сигнала температуры в логический уровень ПСТЛУ 35.1 выдается сигнал логической единицы, который через логический элемент 3ИЛИ 33.1 поступает на информационный выход блока БП3 5.1.

Рассмотрим состав и принцип действия блока БД 6.1 первого канала УУППТ (фиг.4), который состоит из логического элемента 2И 38.1, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока БД 6.1, а выход логического элемента 2И 38.1 подключен к выходу блока БД 6.1. Блок БД 6.1 предназначен для выдачи положительного сигнала при наличии положительных сигналов из блоков БПЗ 5.1 и БАРРК 13.1. В случае отказа блок БД 6.1 прекращает выдачу положительного сигнала.

В качестве одного из возможных вариантов блока БССО 7.1 могут быть использованы элементы микросхемы BTS 770, включающие стабилитрон типа C6V1, подключенный к полевому транзистору и выводу 8 микросхемы, а также внешние резисторы RQ и RS, приведенные на фиг.4 прототипа [2, стр.16] и выделенные пунктиром.

В качестве одного из возможных вариантов блока БССУ 12.1 могут быть использованы элементы микросхемы BTS 770, состоящие из двух резисторов R11 и R12, каждый из которых соответственно подключен к выводам 7 и 9 микросхемы, а с другой стороны - соответственно к стабилитрону типа C6V1, приведенных на фиг.2 прототипа [2, стр.5] и выделенных пунктиром.

Состав и принцип действия блока БАРРК 13.1 рассмотрим для первого канала УУППТ (фиг.5). Блок БАРРК 13.1 состоит из двух буферных усилителей БУ 1 39.1 и БУ 2 40.1 и логического элемента 2И-НЕ 41.1. Блок БАРРК 13.1 предназначен для передачи сигналов управления блока БССУ 12.1 соответственно на первый 1К 1.1 и второй 2К 2.1 ключи, а также формирования сигнала в блок БД 6.1 о наличии входных сигналов управления первым 1К 1.1 и вторым 2К 2.1 ключами. Входы буферных усилителей БУ 1 39.1 и БУ 2 40.1 подключены соответственно к первому и второму входам блока БАРРК 13.1, а выходы - соответственно к первому и второму выходам блока БАРРК 13.1. Первый и второй входы блока БАРРК 13.1 также подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента 2И-НЕ 41.1, выход которого подключен к третьему выходу блока БАРРК 13.1. При штатном функционировании блока БССУ 12.1 на третьем выходе блока БАРРК 13.1 присутствует положительный сигнал, фиксирующий отсутствие сигнала отказа.

В качестве ключей первых 1К 1.1, 1К 1.2, вторых 2К 2.1, 2К 2.2, третьих 3К 3.1, 3К 3.2, четвертых 4К 4.1, 4К 4.2, первых дополнительных 1ДК 15.1, 1ДК 15.2, вторых дополнительных 2ДК 16.1, 2ДК 16.2, третьих дополнительных 3ДК 17.1, 3ДК 17.2, четвертых дополнительных 4ДК 18.1, 4ДК 18.2 могут использоваться силовые ключи, обеспечивающие пусковые и рабочие токи двигателя Д 14, например МОП - транзисторы, управляемые напряжением. Наряду с этим, УУППТ может быть выполнено на микропроцессоре и микросхеме BTS 770 G [2] фирмы Siemens, являющейся наиболее близким аналогом-прототипом. В микросхеме BTS 770 G содержатся ключи 1К, 2К, 3К, 4К, блоки БПЗ 5, БД 6, БССО 7, БССУ 12, БАРРК 13. Микропроцессор, приведенный на фиг.4 прототипа [2, стр.16], может реализовывать функции четырех логических элементов И1 8, И2 9, И3 10, И4 11, дополнительных четырех логических элементов 1И 19, 2И 20, 3И 21, 4И 22 для каждого канала.

В качестве дополнительных ключей 1ДК 15 и 2ДК 16 могут использоваться ключи микросхемы BTS 640S2 [3] фирмы Siemens, в качестве дополнительных ключей 3ДК 17 и 4ДК 18 - ключи микросхемы BTS 149 [4] фирмы Siemens.

Принцип действия УУППТ рассмотрим на примере режима открытия, выполняемого первым каналом. По включению первого источника питания U1 и отсутствию сигнала отказа первого 1К 1.1 и второго 2К 2.1 ключа блок БД 6.1 формирует положительный сигнал, который через блок БССО 7.1 поступает на первые входы четырех ЛЭ И1 8.1, И2 9.1, И3 10.1, И4 11.1 и четырех дополнительных ЛЭ 1ДИ 19.1, 2ДИ 20.1, 3ДИ 21.1, 4ДИ 22.1, тем самым разрешая прием команд управления устройством «Открыть» или «Закрыть», которые должны поступить на вторые входы соответствующих вышеуказанных ЛЭ. В случае отказа первого 1К 1.1 или второго 2К 2.1 ключа блок БД 6.1 прекращает выдачу положительного сигнала, фиксируя отказ, что снимает сигналы с первых входов четырех ЛЭ и дополнительных четырех ЛЭ первого канала, что означает первый канал устройства УУППТ не работоспособен.

При отсутствии отказа в первом канале команда устройства управления «Открыть» поступает на вторые входы первого ЛЭ И1 8.1 и четвертого ЛЭ И4 11.1, дополнительного первого ЛЭ 1И 19.1 и дополнительного четвертого ЛЭ 4И 22.1. Выходной сигнал первого ЛЭ И1 8.1 поступает на первый вход блока БССУ 12.1, первый выходной сигнал которого поступает далее на первый вход блока БАРРК 13.1, первый выходной сигнал которого в свою очередь поступает в первый 1К 1.1 ключ, открывая его. Одновременно выходные сигналы четвертого ЛЭ И4 11.1, дополнительного первого ЛЭ 1И 19.1 и дополнительного четвертого ЛЭ 4И 22.1 соответственно поступают в четвертый 4К 4.1, первый дополнительный 1ДК 15.1, четвертый дополнительный 4ДК 18.1 ключи, также открывая их. При этом через обмотку якоря двигателя Д 14 протекает ток открытых первого 1К 1.1, первого дополнительного 1ДК 15.1, четвертого дополнительного 4ДК 18.1 и четвертого 4К 4.1 ключей. По выполнению режима команда устройства управления «Открыть» на входе УУППТ должна быть снята, что приводит к выключению первого 1К 1.1, первого дополнительного 1ДК 15.1, четвертого дополнительного 4ДК 18.1 и четвертого 4К 4.1 ключей. Если в процессе выполнения режима происходит отказ первого 1К 1.1 ключа, то блок БПЗ 5.1 выдает сигнал в блок БД 6.1, который прекращает выдачу положительного сигнала, что приводит к снятию сигнала с первых входов всех четырех ЛЭ И и дополнительных четырех ЛЭ И и, как следствие, к их выключению. При этом первый 1К 1.1, первый дополнительный 1ДК 15.1, четвертый дополнительный 4ДК 18.1 и четвертый 4К 4.1 ключи выключаются. Это приводит к прекращению работы первого канала УУППТ и невыполнению режима открытия.

При отказе первого канала УУППТ необходимо выключить первый источник питания U1, включить второй источник питания U2. При отсутствии отказа первого 1К 1.1 и второго 2К 2.2 ключа УУППТ готово к продолжению прерванного режима, выполнявшегося ранее первым каналом. Необходимо повторно подать команду устройства управления «Открыть», и режим открытия выполняется вторым каналом. УУППТ работает аналогично рассмотренному ранее режиму открытия, выполняемому первым каналом. При этом работают аналогичные элементы и блоки, но с индексом второго канала.

Режим закрытия выполняется аналогично режиму открытия. Если ранее не был зафиксирован отказ первого канала УУППТ, то включается первый источник питания U1, и при отсутствии сигнала отказа первого 1К 1.1 или второго 2К 2.1 ключа блок БД 6.1 формирует положительный сигнал, который через блок БССО 7.1 поступает на первые входы четырех ЛЭ И1 8.1, И2 9.1, И3 10.1, И4 11.1 и четырех дополнительных ЛЭ 1И 19.1, 2И 20.1, 3И 21.1, 4И 22.1, тем самым, разрешая прием команды устройства управления «Закрыть», которая поступает на вторые входы соответствующих вышеуказанных ЛЭ. В случае отказа второго 2К 2.1 ключа блок БД 6.1 прекращает выдачу положительного сигнала, фиксирующего отказ, что снимает сигналы с первых входов четырех ЛЭ и дополнительных четырех ЛЭ первого канала УУППТ. Первый канал УУППТ не работоспособен, но операция может быть выполнена вторым каналом. Если ранее был зафиксирован отказ первого канала, то сразу включается второй источник питания U2. В последующем при выполнении режима открытия или закрытия необходимо работать на втором канале УУППТ.

Команда устройства управления «Закрыть», если включен первый канал, поступает на первые входы второго ЛЭ И2 9.1 и третьего ЛЭ И3 10.1, дополнительного второго ЛЭ 2И 20.1 и дополнительного третьего ЛЭ 3И 21.1. Выходной сигнал ЛЭ И2 9.1 поступает на второй вход блока БССУ 12.1, второй выходной сигнал которого поступает далее на второй вход блока БАРРК 13.1, второй выходной сигнал которого в свою очередь поступает во второй 2К 2.1 ключ, открывая его. Одновременно выходные сигналы третьего ЛЭ И3 10.1, дополнительного второго ЛЭ 2И 20.1 и дополнительного третьего ЛЭ 3И 21.1 поступают соответственно в третий 3К 3.1, второй дополнительный 2ДК 16.1, третий дополнительный 3ДК 17.1 ключи, также открывая их. Через обмотку якоря двигателя Д 14 протекает ток в обратном направлении по отношению режима открытия за счет открытых второго 2К 2.1, второго дополнительного 2ДК 16.1, третьего дополнительного 3ДК 17.1 и третьего 3К 3.1 ключей. По выполнению приводом своих функций команда устройства управления «Закрыть» должна быть снята, что приводит к выключению второго 2К 2.1, второго дополнительного 2ДК 16.1, третьего дополнительного 3ДК 17.1 и третьего 3К 3.1 ключей.

В случае отказа в процессе выполнения режима закрытия второго 2К 2.1 ключа, блок БД 6.1 прекращает выдачу положительного сигнала, что приводит к снятию сигналов с первых входов четырех логических элементов И1 8.1, И2 9.1, И3 10.1, И4 11.1 и четырех дополнительных логических элементов 1И 19.1, 2И 20.1, 3И 21.1, 4И 22.1. Далее необходимо выключить первый источник питания U1, затем включить второй источник питания U2 и повторно подать команду устройства управления «Закрыть». При этом режим закрытия выполняется вторым каналом, УУППТ работает аналогично рассмотренному ранее режиму закрытия, выполняемому первым каналом.

В последующем при наличии отказа первого канала УУППТ выполнение необходимых режимов должно осуществляться вторым каналом.

Предлагаемое техническое решение приводит к положительному эффекту, обеспечивающему безусловное выполнение устройством УУППТ своих функций даже при отказе одного из ключей.

Литература

1. ББК 39.62 С95 УДК 629.78 Сыромятников B.C. Стыковочные устройства космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1984, - 216 с., ил.

2. www.datasheetcatalog.com BTS 770 G, 1999-01-07,17 p. - прототип.

3. www.datasheetcatalog.com BTS 149, 13.07.1998, 10 р.

4. www.datasheetcatalog.com PROFET BTS 640S2, 1999-Jul-20, 14 р.

Устройство управления приводом постоянного тока, содержащее первый канал, мост которого состоит из четырех ключей, одна диагональ моста подключена к первой и второй клеммам двигателя, а другая - к плюсовой и минусовой шинам первого источника питания, к плюсовой шине которого последовательно через блок питания и защиты подключены первый и второй ключи, третий и четвертый ключи подключены к минусовой шине первого источника питания, информационный выход блока питания и защиты подключен к первому входу блока диагностики, выход которого подключен через блок согласования сигнала отказа к первым входам четырех логических элементов И, выходы первого и второго из которых подключены соответственно к первому и второму входам блока согласования сигналов управления, первый и второй выходы которого, в свою очередь, подключены соответственно к первому и второму входам блока анализа режима работы ключей, первый и второй выходы блока анализа режима работы ключей соединены соответственно с первым и вторым ключами, а третий его выход соединен с вторым входом блока диагностики, выходы третьего и четвертого логических элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего логических элементов И, отличающееся тем, что в него введены четыре дополнительных ключа, при этом первый ключ через первый дополнительный ключ соединен с первой клеммой двигателя, которая, в свою очередь, через третий дополнительный ключ соединена с третьим ключом, второй ключ через второй дополнительный ключ соединен со второй клеммой двигателя, которая, в свою очередь, через четвертый дополнительный ключ соединена с четвертым ключом, а также введены четыре дополнительных логических элемента И, первые входы которых соединены с выходом блока согласования сигнала отказа, а выходы - соответственно с дополнительными ключами, первый командный вход устройства управления соединен со вторыми входами первого и четвертого дополнительных логических элементов И, а второй командный вход устройства управления - со вторыми входами второго и третьего дополнительных логических элементов И, а также введен второй канал, идентичный первому, соединенный аналогично первому каналу с первым и вторым командными входами устройства управления, причем мост второго канала идентично подключен к первой и второй клеммам двигателя и к плюсовой и минусовой шинам второго источника питания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для векторного управления синхронных электродвигателей с постоянными магнитами. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах с батарейным питанием или питанием от сети постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе с вентильным двигателем для формирования управляющих сигналов в системе. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от двухполупериодной сети постоянного тока однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока при питании от однофазной сети двухфазного асинхронного электродвигателя, в бытовой технике.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления инвертором с широтно-импульсной модуляцией для преобразователей частоты.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в тяжело нагруженных частотно-регулируемых электроприводах электровозов, электропоездов, в судовых гребных электроприводах, в металлургии и других регулируемых электроприводах.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в тяжело нагруженных частотно-регулируемых электроприводах электровозов, электропоездов, в судовых гребных электроприводах, в металлургии и других регулируемых электроприводах.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления реверсивным тиристорным преобразователем постоянного тока или тиристорным регулятором напряжения, например, для плавного пуска асинхронных электродвигателей.

Изобретение относится к энергетике, а именно к явнополюсным синхронным электродвигателям большой и средней мощности напряжением выше 1000 В. .

Изобретение относится к преобразовательной технике, получающей применение в асинхронном электроприводе. .

Изобретение относится к силовой электронике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах устройств электроснабжения с гарантированным электропитанием различной аппаратуры.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах устройств электроснабжения с гарантированным электропитанием различной аппаратуры.

Изобретение относится к электротехнике . .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах электротехнологических установок. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для пуска и компенсации реактивной мощности асинхронных электродвигателей с соединением обмоток статора в рабочем режиме в треугольник
Наверх