Устройство для управления магнитным усилителем реверсивного двигателя постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАГНИТНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ РЕВЕРСИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее выпрямительный мост, катоды диодов которого подсоединены попарно к соответствующим выводам якоря двигателя и аноды диодов подсоединены к первым выводам четырех обмоток управления магнитного усилителя, вто рые попарно соединенные выводы первой и третьей, второй и четвертой из которых подсоединены к клемме для подключения положительного вывода источника питания соответственно через первыйи второй коммутирующие ключи, управляющие электроды которых соединены с выходами генератора тактовых импульсов, при этом четыре обмотки рекуперации магнитного усилителя соединены одними выводами с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и вторыми выводами соединены через соответствующие диоды с клеммой для подключения плюсового вывода источника .f 1з;,::.,,лз SHUJIiOTsifA питания, к которой подсоединены последовательно соединенные резистор смещения, линейная индуктивность и четыре обмотки смещения магнитного усилителя, второй вьтод последней из которых соединен с клеммой для подключения минусового вывода источника питания, отличающе ес я тем, что, с целью повьшення быстродействия при нулевом сигнале управления, оно снабжено двумя компараторами , задатчиком параметров, двумя источниками смещения с резистивными делителями, элементом сравнения , двумя дополнительньми диодами , контролирующим элементом идвумя дополнительными ключами, причем инвертирукщий и неинвертирующий входы первого и второго компараторов подключены через резистивные делители к выходам источников смещения, неинвертирунщий вход первого и инto со вертирующий вход второго компараторов соединены с выходом элемента сравнения, входы которого подсоединены соответственно к выходам задатОд чика параметров и контролирующего элемента, а выходы обоих компараторов соединены с базами транзисторов дополнительных ключей, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и коллекторы подключены соответственно через первый и второй дополнительные диоды к соответствующим выводам якоря двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

{19) {11) 1(Ц Н 03 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И -

ВИЫЕдТ" ИА

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3291890/24-07 (22) 25.05.81 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) Л.К. Дедков, Г.В. Онисюк и А.П. Крупский (53) 621.318.435.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 122495, класс Н 03 F 9/00, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2677431./24-07, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МАГНИТНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ РЕВЕРСИВНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее выпрямительный мост, катоды диодов которого подсоединены попарно к соответствующим выводам якоря двигателя и аноды диодов подсоединены к первым выводам четырех обмоток управления магнитного усилителя, вторые попарно соединенные выводы первой и третьей, второй и четвертой из которых подсоединены к клемме для подключения положительного вывода источника питания соответственно через первый и второй коммутирующие ключи, управляющие электроды которых соединены с выходами генератора тактовых импульсов, при этом четыре обмотки рекуперации магнитного усилителя соединены одними выводами с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и вторыми выводами соединены через соответствующие диоды с клеммой для подключения плюсового вывода источника питания, к которой подсоединены последовательно соединенные резистор смещения, линейная индуктивность и четыре обмотки смещения магнитного усилителя, второй вывод последней из которых соединен с клеммой для подключения минусового вывода источника питания, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью повьппения быстродействия при нулевом сигнале управления, оно снабжено двумя компараторами, задатчиком параметров, двумя источниками смещения с резистивными делителями, элементом сравнения, двумя дополнительными диодами, контролирующим элементом и дву- З мя дополнительными ключами, причем инвертирующий и неинвертирующий входы первого и второго компараторов подключены через резистивные делители к выходам источников смещения, неинвертирующий вход первого и инвертирующий вход второго компараторов соединены с выходом элемента сравнения, входы которого подсоединены соответственно к выходам задатчика параметров и контролирующего элемента, а выходы обоих компараторов соединены с базами транзисторов дополнительных ключей, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и коллекторы подключены соответственно через первый и второй дополнительные диоды к соответствующим выводам якоря двигателя.

1 990060 2

Изобретение относится к преобра-, ствие динамического торможения, так зовательной технике и может быть как отсутствует ток в диагонали вы- использовано при создании магнитных усилителей с высоким быстродействием, преимущественно для реверсивного

5 электродвигателя постоянного тока.

Извес" но устройство для регулирования тока в нагрузке, содержащее два диодных моста с общей диагональю переменного тока, магнитные элементы, рабочие обмотки которых включены в каждом из плеч мостов и обмотки подмагничивания размещены на их сердечниках, а нагрузка включена в общую диагональ переменного тока (1j.

Недостатком данного устройства является низкое значение коэффициента полезного действия, обусловленное наличием балластного активного сопротивления, и значительная величина пульсаций в кривой тока нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройство для управления магнитным усилителем реверсивного двигателя постоянного тока, содержащее выпрямительный мост, катоды диодов которого подсоединены попарно к соответствующим выводам якоря двигателя

ЗО и аноды диодов подсоединены к первым выводам четырех обмоток управления магнитного усилителя, вторые попарно соединенные выводы первой и третьей, второй и четвертой из которых подсоединены к клемме для подключения положительного вывода источника питания соответственно через первый и второй коммутирующие ключи, управляющие электроды которых соединены с выходами генератора тактовых импульсов, при этом четыре обмотки рекуперации магнитного усилителя соединены одними выводами с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и вторыми выводами соединены через соответствующие диоды с клеммой для подключения плюсового вывода источника питания, к которой подсоединены последовательно соединенные резистор смещения, линейная индуктивность и четыре обмотки смещения магнитного усилителя, второй вывод последней из которых соединен с клеммой для подключения минусового вывода источника 55 питания (2 3.

Недостатком известного устройства является большая инерционность, отсутпрямительного моста при нулевом сиг— нале.

Целью изобретения являетая повышение быстродействия при нулевом сигнале управления.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено двумя компараторами, задатчиком параметров, двумя источниками смещения с резистивными делителями, элементом сравнения, двумя дополнительными диодами, контролирующим элементом и двумя дополнительными ключами, причем инвертирующий и неинвертирующий входы первого и второго компараторов подключены через резистивные делители к выходам источников смещения, неинвертирующий вход первого и инвертирующий вход второго компараторов соединены с выходом элемента сравнения, входы которого подсоединены соответственно к выходам задатчика параметров и контролирующего элемента, а выходы обоих компараторов соединены с базами транзисторов дополнительных ключей, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения минусового вывода источника питания и коллекторы подключены соответственно через первый и второй дополнительные диоды к соответствующим выводам якоря двигателя.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; а на фиг; 2 — кривая магнитной индук— ции сердечников магнитного усилителя.

Устройство для управления магнитным усилителем реверсивного двигате— ля постоянного тока содержит коммутирующие ключи 1 и 2, дополнительные ключи 3 и 4, между которыми включены рабочие обмотки 5, 6, 7, 8 магнитного усилителя, одни из выводов обмоток

9 — 12 рекуперации которого подсоединены к клемме для подключения минусового вывода источника питания, выпрямительный мост на диодах 13-16, дополнительные диоды 17 и 18, основные диоды 19-22, катоды которых соединены с клеммой для подключения плюсового вывода источника 23 тока.

В выходную диагональ выпрямительного моста на диодах 13-16 включен якорь 24 двигателя постоянного тока.

Линейная индуктивность 25 соединена одним выводом через последовательно

990060 соединенные обмотки 26-29 смещения магнитного усилителя с клеммой для ! подключения минусового вывода источника 23 .питания и вторым выводом через резистор 30 — с клеммой для подклю- 5 чения его положительного вывода.

Обмотки магнитного усилителя размещены на сердечниках 31-34. Источники смещения UI- через резистивные делители 35 и 36 соединены с инвер1О тирующим входом первого компаратора 37 и с неинвертирующим входом второго компаратора 38. Задатчик 39 параметров соединен с одним входом элемента 40 сравнения, второй вход 15 которого соединен с выходом контролирующего элемента 41. Выход элемента

40 сравнения соединен со вторыми входами обоих компараторов 37 и 38.

На фиг. 2 приняты следуюшие обозна-20 чения:

Н вЂ” ампервитки смещения см

Ф а — точка, соответствующая исходному состоянию сердечника;

25 в — рабочая точка;

 — индукция;

 — индукция в сердечнике в моМ мент отключения рабочих обмоток; О

B> — индукция насыщения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии управляемые ключи 3, 4 находятся в открытом состоянии.

До включения коммутирующего ключа 1 в цепи источника 23 питания, I 1 резистор 30, индуктивность 25, обмотки 26, 27, 28, 29 смещения проходит ток смещения, обеспечивающий в каждом сердечнике 31, 32, 33, 34 магнитного усилителя постоянную напряженность поля. смещения Н (фиг.2).

Рабочая точка сердечников 33, 34 4 соответствует точке "а", при этом запас энергии в сердечниках 33, 34 (В + В х Н (заштрихованная Нло1 щадь на фиг. 2).

В момент включения ключа l (фиг.i)gp напряжение источника 23 питайия прикладывается к обмоткам 5, 7, сердечники 31, 32 скачком выходят из состояния насыщения (точка "в" фиг.2), и начинают перемагничиваться с изменением величины индукции от +В до -В, при этом через обмотки 5, 7

IIpoTpKRIoT токи 1.g- равные 1g

Е, где И вЂ” число

W 26,27

7 с Wz ч 2a2z витков обмотки смещения; W — чисI ло витков рабочих обмоток.

В силу симметрии схемы ток через нагрузку равен 0 °

Энергию, накопленную в сердечниках 33,- 34, рекуперируют непосредственно в источник 23 питания через обмотки 11, 12 и диоды 21, 22.

В момент включения ключа 2 магнитный усилитель работает аналогичным образом, при этом сердечники 33, 34 накапливают энергию, а сердечники

31, 32 возвращают ее в источник 23 питания по цепи — обмотки 9, 10 диоды 19, 20.

При нулевом сигнале управления от источника 35 смещения на инверсный вход компаратора 37 и от источника

36 смещения на прямой вход компаратора 38 подаются напряжения смещения.

Компараторы 37, 38 включают управляемые ключи 3, 4. При поочередном вклю" чении коммутирующих ключей 1; 2 от генератора 42 тактовой частоты ток проходит через рабочие обмотки 5, 7 и 6, 8. Поскольку плечи моста с односторонней проводимостью симметричны, ток в диагонали моста отсутствует, и якорь 24 двигателя не вращается.

При наличии сигнала рассогласова-: ния между задатчиком 39 параметра и контролирующим элементом 41 элемент

40 сравнения через один.из компараторов, например 37, выключает один из дополнительных ключей 3, и ток от источника 23 питания через комму1тирующие ключи 1, 2, рабочие обмотки 5, 6, диоды 13, 14 моста и дополнительный диод 18, дополнительный ключ 4 проходит в диагональ моста с нагрузкой (якорем двигателя } 24.

В момент достижения на контролирующем элементе 41 сигнала, равного сигналу задатчика 39 параметра, компаратор 37 включает управляемый ключ 3. Поскольку в нагрузке 24 присутствует противоэдс якоря двигателя, то параметрически проводящее плечо моста: коммутирующие ключи 1, 2, рабочие обмотки 7, 8, диоды 15, .

16 моста подключает якорь двигателя через диод 17 и управляемый ключ 3 к источнику 23 питания, ток которого направлен встречно току якоря 24.

Торможение противовключением якоря

24 двигателя осуществляется до тех

990060

2Е

BHHHIIH Заказ 321/2 Тираж 87 2 Подписное, филиал ШШ "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 пор, пока противоздс двигателя не уменьшится до величины порога включения диода !8. Схема приходит в исходное состояние. Аналогично устройство работает при cMehe знака управляющего воздействия, но изменение направления вращения якоря 24 двигателя производится выключением управляющего ключа 4 компаратором 38..

При нулевом сигнале управления на элементе 40 сравнения торможение противовключением якоря 24 двигателя осуществляется до тех пор, пока

5 противоэдс двигателя не уменьшится до величины порога включения диода 17.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства для управления маг"

10 нитным. усилителем реверсивного двигателя постоянного тока,