Устройство для управления электроприводом

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>964942

Союз Советсник

Социапистичесиик респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 16.06.80 (21) 2941442/24-07 (51)М. Кд.

Н 02 Р 5/34 с присоединением заявки №

9кударстваив1 кеиитет

CCCP аа дези нзовретений к открытий (23) ПриорнтетОпубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37 (53) УДК 621. 316..7(088Л) Дата опубликования описания 07 . 10. 82 В. Н. Бродовский, Н. В. Буторин, E. С. и B. Я. Туровский (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

1О

Изобретение относится к .электротехнике, в частности к устройствам для управления электроприводами, и может быть применено для защиты ключевых мостовых усилителей от аварийного короткого замыкания обмоток электродвигателя.

Известны устройства для управления электроприводом, содержащие задат= чик тока, сравнивающий элемент и блок управления gl).

В таких устройствах короткое замыкание обмоток электродвигателя может привести к выходу из строя полупроводниковых приборов в ключевом мостовом усилителе из-за резкого увеличения величины тока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления электропри- го водом, содержащее дроссель с вто" ричной обмоткой, задатчик тока, cpasнивающий элемент и блок управления, содержащий релейный элемент, вход

2 которого связан с выходом эадатчика тока 12).

Недостатком такого устройства для управления электроприводом является низкая эксплуатационная надежность иэ-за выходов его иэ строя при слу-:: чайных коротких замыканиях обмоток электродвигателя. При наличии быстрбдействующих, но сложных по исполнению и дорогостоящих автоматов защиты даже кратковременное (случайное) короткое замыкание нагрузки приводит к

,отключению всего электропривода. При отсутствии быстродействующих автома.,тов защиты короткое замыкание обмо .ток электродвигателя приводит к выво,ду из строя полупроводниковых при боров в ключевом мостовом усилителе.

Цель изобретения - увеличение надежности за счет сохранения работо,способности ключевого мостового уси лителя при коротком:замыкании .обмо1

;ток электродвигателя.

964

942

Поставленная цель достигается тем,,что устройство для управления электроприводом, содержащее дроссель с вторичной обмоткой, задатчик тока, сравнивающий элемент и узел управления, содержащий релейный элемент, вход которого связан с выходом задатчика тока, снабжено формирователем сигналов короткого замыкания и ключом, релейный элемент выполнен

:с характеристикой оо типу петли гистерезиса и блок управления снабжен ,блоком регулирования ширины петли

:гистерезиса, первый вход которого соединен с выходом шормирователя сигналов короткого заиыкания, второй вход через последовательно соединенные сравнивающий элемент и ключ связан с выходом задатчика тока, а выход подключен к входу релейного элемента, причем вторичная обмотка дросселя через формирователь сигналов короткого замыкания подключена к управляющему входу ключа.

На фиг. 1 представлена функциональ

:ная схема устройства для управления электроприводом; на фиг. 2 - диаграмма тока нагрузки.

Устройство для управления электроприводом содержит дроссель 1 с вторичной обмоткой 2, задатчик 3 тока, сравнивающий элемент 4, блок управления 5, содержащий релейный элемент 6, выполненный с характеристикой по типу петли гистерезиса, и блок 7 регулирования ширины петли гистерезиса с первым входом 8 и вторым входом 9, формирователь сигналов

10 короткого замыкания и ключ 11 с управляющим входом 12 °

Вторичная обмотка 2 дросселя 1 соединена с входом формирователя 10 сигналов короткого замыкания, выход которого соединен с управляющим входом 12 ключа 11. Первый. вход 8 блока 7 регулирования ширины петли гистерезиса соединен с выходом формирователя 10 сигналов короткого замыкания, а второй вход 9 подключен к .выходу сравнивающего элемента 4, последовательно с которым соединены ключ 11 и задатчик 3 тока.

Устройство для управления электроприводом работает следующим образом.

Дроссель 1 и последовательно соединенная с ним обмотка электродвигателя включаются в диагональ ключевого мостового усилителя 14 и об1 разуют его нагрузку. Величина индук тивности дросселя 1 выбирается намного меньше величины индуктивности 4>эобмотки электродвигателя (L><« L ). Напряжение, прикладыва" емое к последовательно соединенным дросселю 1 и обмотке электродвигателя, распределяется пропорционально величинам их индуктивностей.

10 В рабочем режиме напряжение вторичной обмотки 2 дросселя 1 поступает на вход формирователя 10 сигналов короткого замыкания, величина этого напряжения мала, выходной сиг15 нал не вырабатывается. Сигнал с задатчика 3 тока через открытый ключ

11 поступает на вход сравнивающего элемента 4, на другой вход которого поступает сигнал от датчика тока, рв включенного последовательно с обмоткой электродвигателя. Выходной сиг— нал сравнивающего элемента 4 в виде разности двух сигналов, поступающих на его входы, через блок 7 регулиро р вания ширины петли гистерезиса посту пает на вход релейного элемента 6, который имеет два рабочих состояния.

Блок 5 управления формирует выходной сигнал таким образом, при котором

50 одно рабочее состояние релейного элемента 6 определяет открытое состояние ключей одной диагонали мостового усилителя,а второе - другой диагонали.

3а время t ток 1 колеблется вокР

35 руг среднего значения с основной составляющей тока i (фиг.2), Для рабочего режима этот процесс описывается следуюшими выражениями

i.+ ь(, (1) при этом i =i + дl; i =i - J,, где ы - велйчина пульсирующей составляющей тока нагрузки; ьl - максимальное значение величины пульсирующей составля4$ ющей тока нагрузки; ! -„максимальная величина тока нагрузки; минимальная величина тока них нагрузки.

Частота fo переключения диагоналей мостового усилителя определяется из выражения и

4(1 АР 1"оэ где U - напряжение поикладываИ 1 емое к нагрузке:

- индуктивность дросселя 1 и индуктивность обмотки электоодвигателя сооТ ветственно.

964942

Формула изобретения

Благодаря обратной связи по току

:замкнутой через измеритель тока и сравнивающий элемент 4, а также ха-: рактеристике релейного элемента 6 типа петли гистерезиса ток i в нагруз- ке отличается от среднего значения

i тока на величину gi максимальное значение которой равно выбранномусД

При ь.I= const частота 1,определяется в основном величиной индуктивности 116

Lî4 Tc3K KBK ов77 Lpp

При случайном кратковременном ко" ротком замыкании обмотки 13 электродвигателя все напряжение прикладыва ется к дросселю 1. На вторичной об- И мотке 2 дросселя 1 напряжение резко возрастает и прикладывается к входу .формирователя l0 сигналов короткого, замыкания. Его выходной сигнал поступает на управляющий вход 12 ключа 11 m и на первый вход 8 блока 7 регулирования ширины петли гистерезиса.

Сигнал с эадатчика 3 тока на вход сравнивающего элемента 4 не поступает, так как ключ 11 оказывается зак- 2S рытым и ток i =О. Ширина петли гис" о терезиса реле увеличивается до величины I . 3a время t«Ä ток Г колеб«4 лется вокруг нулевой линии(фиг.2), Выражения (1) и (2) для случая корот- зр кого замыкания имеют вид

=+ bi (3) при этом у ц = I щ,„j ли 2 л3i(I где a i - величина пульсирующей составляющей тока нагрузки;

1rng максимальное значение ве. личины пульсирующей составляющей тока нагрузки.

Частота fz переключения диагона- > лей мостового усилителя при коротком замыкании

4у= фьд „, (4)

Величины L и 1е„, рассчитываются таким образом, чтобы частота переключения ключей и максимальный ток м„ протекающий по этим ключам,не превышал допустимых значений для конкретно выбранных полупроводниковых при боров мостового усилителя.

При устранении случайного короткого замыкания устройство управления электроприводом переходит в рабочий режим и процесс протекания тока в нагрузке описывается выражениями (1) и (2)(фиг.2 за время йр1}. При длительном коротком замыкании срабатывает автомат защиты, который отключает устройство управления электроприводом в цепок.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает при коротком замыкании обмотки электродвигателя протекание тока нагрузки, величина и частота изменения которого удовлетворяет требованиям по применению полупроводниковых приборов мостового усилителя, повышение эксплуатационной надежности íà 203 по сравнению с известным устройством.

Устройство дпя управления электроприводом, содержащее дроссель с вторичной обмоткой, задатчик тока, сравнивающий элемент и блок управления с . релейным элементом, вход которого связан с выходом задатчика тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователем сигналов короткого замыкания и ключом, релейный элемент выполнен с характеристикой по типу петли гистерезиса и блок управления снабжен блоком регулирования ширины петли гистерезиса релейного элемента, первый вход которого сое-.. динен с выходом формирователя сигналов короткого замыкания, второй вход через последовательно соединенные сравнивающий элемент и ключ связан с выходом задатчика тока, а выход подключен к входу релейного элемента, причем вторичная обмотка дросселя через формирователь сигналов корбткого замыкания подключена к управляющему входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бродовский В. Н., Иванов E. С. Приводы с частотно-токовым управле нием. M. "Энергия", 1974, с. 82.

2. Там же, с; 115.

964942

Составитель H. Борисов

Редактор П. Иитрович Техред И.Гергель Корректор Н. Король

Закаэ 7685/44 Тираж 721 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

И 3035, Иосква, Ж-35, Раушскав наб., д. 4/Q

Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4