Устройство для защиты электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам защиты электродвигателей постоянного тока, и м.б. использовано в электроприводах механизмов подач металлообрабатьгеающих станков и роботов. Цель изобретения - повьшение надежности. Устройство садержит последовательно - I соединенные блок задания 1, первый сумматор 2, регулятор скорости 3, однопороговый компаратор 4, логический блок (ЛБ) 9 с тремя входами А, В, X и выходом С, ко торый реализует функцию А Х + В Х С, элемент ИЛИ 10, элемент задержки (ЭЗ) 11 и исполнительный элемент 12. Входы второго сумматора 5 подключены к выходу блока задания Г и датчику ЭДС 6, а выход - к двум однопороговым компараторам 7, 8, имеющим зону нечувствительности, выходы которых соединены с входами А и В ЛБ 9. На вход X ЛБ 9 подключен выхоД однопорогового компаратора 4. При возникновении аварийных режимов в работе электропривода: обрыве цепи тахогенератора, к.з. в цепи тахогенератора, неуправляемости регулятора скорости 3 изменяется состояние ЛВ 9 и на его выходе появляется логическая единица . Сигнал с выхода ЛБ 9 поступает через элемент ИЛИ 12 и ЭЗ 11 на исполнительный элемент 12, отключающий, силовое питание электропривода. Выход ЭЗ I1 соединен с входом элемента ИЛИ 12 для надежного блокирования защиты при срабатывании. 2 ил. Т (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 Н 7/08, Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3960653/24-07 (22) 08.10.85 (46) 15.03.87. Бюл. В 10 (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов и Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В.Донской, П.10еБахарек, M.Е.Гольц, А.А.Прокопенко и Н.С.Лит-. вин (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 611281, кл. Н 02 Р 5/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ó 1246316, кл. Н 02 Р 5/16, 27.10.84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА з (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электродвигателей постоянного тока, и м.б. использовано в электроприводах механизмов подач металлообрабатывающих станков и роботов. Цель изобретения — повышение надежности.

Устройство содержит последовательно соединенные блок задания 1, первый сумматор 2, регулятор скорости 3, однопороговый компаратор 4, логический блок (ЛБ) 9 с тремя входами А, В, Х и выходом С, который реализует функцию А Х + В Х = С, элемент ИЛИ 10, элемент задержки (ЭЗ) 11 и исполнительный элемент 12. Входы второго сумматора 5 подключены к выходу блока задания 1 и датчику ЭДС 6, а выход — к двум однопороговым компараторам 7, 8, имеющим зону нечувствительности, выходы которых соединены с входами А и

В ЛБ 9. На вход Х ЛБ 9 подключен выхоД однопорогового компаратора 4. Нри возникновении аварийных режимов в работе электропривода: обрыве цепи тахо-генератора, к.s. в цепи тахогенератора, неуправляемости регулятора скорости 3 изменяетСя состояние ЛВ 9 и на его выходе появляется логическая единица. Сигнал с выхода ЛБ 9 поступает 2 через элемент ИЛИ 12 и ЭЗ 11 на исполнительный элемент 12, отключающий. силовое питание электропривода. Выход ЭЗ ll соединен с входом элемента

ИЛИ 12 для надежного блокирования защиты при срабатывании. 2 ил.

1 12971

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электродвигателей постоянного

«тока, и может быть использовано в электроприводах механизмов подач металлообрабатывающих станков-роботов, в которых требуется высокая надежность

Целью изобретения является повышение надежности. f0

На фиг.l представлена блок-схема устройства для защиты электродвигателя постоянного тока; на фиг.2 приведена блок-схема и таблица состояния логического блока. t5

Устройство для защиты электродвигателя постоянного тока содержит последовательно соединенные блок 1 задания, первый сумматор 2, регулятор 3 скорости, однопороговый компаратор 4 20 и второй сумматор 5, первый вход которого соединен с выходом блока l задания, а второй подключен к выходу датчика 6 ЭДС двигателя. Кроме того, устройство содержит второй 7 и третий 8 однопороговые компараторы и последовательно соединенные логичес- кий блок 9, реализующий функцию А Х +

+ В Х = С, где А, В, Х вЂ” входы логического блока 9, принимающие значения 1 или О, С вЂ” выход логического блока 9, элемент ИЛИ 10, элемент 11 задержки и исполнительный элемент 12, первый вход элемента ИЛИ 10 подключен к выходу С логического блока 9, а . 35 второй вход соединен с выходом элемента 11 задержки и входом исполнительного элемента 12, выход первого однопорогового компаратора 4 подключен к входу Х логического блока 9, 40 выход второго однопорогового компаратора 7 подключен к входу .В логического блока 9, выход третьего однопорогового компаратора 8 соединен с входом А логического блока 9, а входы 45 второго 7 и третьего 8 однопороговых компараторов соединены с выходом второго сумматора 5.

Устройство для защиты электродвигателя работает следующим образом.

При включении питания исполнительный элемент 12 подключает катушку си- лового пускателя (контактора) к сети (рабочее состояние). В результате подается силовое питание на электропривод.

Если сигнал с выхода блока 1 задания равен нулю, то на выходе сум55 2 матора 2 и регулятора 3 скорости сигнал также равен нулю, .Скорость двигателя равна нулю, поэтому выходное напряжение на выходе датчика 6 ЭДС также равно нулю. Равно Нулю напряжение и на выходах однопороговых компараторов 7 и 8, так как последйие обладают зоной нечувствительности. На выходе . однопорогового компаратора 4 сигнал может быть равен нулю или единице.Таким образом, на входе А логического блока 9 присутствует "0", на входе

 — также "О" и независимо от логического состояния сигнала на входе Х логического блока 9 на выходе С этого же блока — "0" (фиг.2, строки 1,5 таблицы состояний).

На выходах элемента ИЛИ 10 и элемента 11 задержки — "0", а исполнительный элемент 12 находится в рабочем состоянии.

При пуске электродвигателя на выходе блока 1 задания может появиться сигнал задания положительной или отрицательной полярности.

Если сигнал задания положительной полярности, то на выходе сумматора 2 присутствует сигнал положительной, а на выходе регулятора 3 скорости — отрицательной полярности. На выходе однопорогового компаратора 4 и входе

Х логического блока 9 появляется "1".

На выходе сумматора 5 и на входах однопороговых компараторов 7 и 8 появляется сигнал положительной полярности. Если этот сигнал превышает зону нечувствительности элементов 7 и 8, то на выходе однопорогового компара-тора 8 появляется "О" (вход А), а на выходе однопорогового компаратора 7—

"1" (вход В). На выходе С логического блока 9 и выходах элемента ИЛИ 10 и элемента 11 задержки - "0" (фиг.2, строка таблицы состояний 3). Двигатель разгоняется, увеличиваются сигналы отрицательной полярности на других входах сумматора 2 (обратная связь по скорости) и сумматора 5 (выход датчика 6 ЭДС). Режим пуска будет происходить до тех пор, пока сигнал обратной связи по скорости не станет равным по абсолютной величине сигналу задания. В этом случае сигналы на выходах сумматоров 2 и 5 имеют значения, близкие к нулю. Состояние устройства защиты не изменится.

При торможении на входе А логического блока 9 появляется "1", на вхо ч971 де  — "0, на входе.X — "О, на вы-. ходе С вЂ” "О" (фиг.2, строка 6 таблицы состояний). Состояние устройства зашиты не изменяется.

Аналогично устройство работает при отрицательном сигнале задания.

Таким образом, при правильной работе электродвигателя в переходных процессах и в установившемся режиме исполнительный элемент 12 находится в ра- 0 бочем состоянии.

В аварийном режиме работы при обрыве или к.з. цепи тахогенератора при сигнале положительной полярности на выходе блока 1 задания исчезает обратная связь по скорости, в результате ЭДС двигателя превышает заданное значение. В этом случае на выходе сумматора 2 присутствует сигнал положительной полярности, на выходе pery20 лятора 3 скорости — сигнал отрицательной полярности, на входе Х логического блока 9 — "!". Так как ЭДС двигателя превышает заданную, то на выходе сумматора 5 появляется сигнал отрицательной полярности, на входе

В логического блока 9 — "О", на входе А — "1". На выходе С логического блока 9 появляется "1", которая через

30 элемент 11 задержки воздействует на исполнительный элемент 12 (фиг.2, строка 2 таблицы состояний). Элемент

11 задержки необходим для исключения ложного срабатывания защиты с самоблокировкой, возникающего, например, при реверсе (из-за наличия инерционности в цепях регулятора 3 скорости) или при воздействии помех. Одновременно сигнал с выхода элемента II за40 держки поступает на другой вход элемента ИЛИ 10, блокируя его состояние, Исполнительный элемент 12 обесточивает катушку пускателя, который в свою очередь отключает силовое питание. Двигатель тормозится и на выходе С логического блока 9 появляется

"О". Однако на втором входе элемента

ИЛИ 10 присутствует "1" и исполнительный элемент 12 находится в нерабочем состоянии. Происходит самоблокировка защиты.

Аналогично срабатывает защита при обрыве (к.з.) цепи тахогенератора при5 отрицательном сигнале с выхода блока

1 задания. В этом случае, на входе Х логического блока 9 присутствует "О", на входе  — "1", на входе А — "0", 55 4 на выходе С вЂ” "1" (фиг.2, строка 7 таблицы состояний).

В аварийном режиме работы при неуправляемости регулятора скорости и сигнале положительной полярности на выходе блока 1 задания на выходе регулятора 3 скорости сигнал отрицательной полярности. При поступлении команды, например, на торможение двигателя на выходе блока 1 задания появляется "О". Тогда на входе Х логического блока 9 появляется "1", на входе  — "О", на входе А — "1", на выходе С вЂ” "1, приводящая к срабатыванию исполнительного элемента 12 (фиг.2, строка 2 таблицы состояний).

Аналогично происходит срабатывание исполнительного элемента 12 при неуправляемости регулятора 3 скорости при: работе с отрицательным сигналом задания.

Таким образом, логический блок 9 осуществляет логическую операцию .

АХ+ВХ=С.

Диаграмма состояний переключателя приведена на фиг.2.

Зона нечувствительности однопоро.говых компараторов 7 и 8 необходима для того, чтобы при выходном сигнале сумматора 5, близком к нулю, существовала однозначная определенность выходных сигналов, т.е. исключается одновременное появление "1" на входах

А и В логического блока 9..

Элемент 11 задержки необходим для обеспечения помехоустойчивости и компенсирования запаздывания регулятора

3 скорости при отработке входного сигнала.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при обрыве цепи тахогенератора, при к.з. в цепи тахогенератора, при неуправляемости регулятора скорости происходит распознавание аварийного режима и надежное отключение силового питания электродвигателя..

Высокая эффективность защиты связана с инвариантностью к типу двигателя, к изменению моментов инерции (изменению времени переходных процессов).

Благодаря определенному подключению логического блока 9 происходит автоматическая селекция рабочего и аварийного режимов, вследствие чего повышается надежность электропривода.

Формула и з обретения

Устройство для защиты электродвигателя постоянного тока, содержащее

12971

Составитель, А. Рожкова

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Заказ 789/57 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

5 последовательно соединенные блок задания, первый сумматор, регулятор скорости, однопороговый компаратор и исполнительный элемент, а также второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока задания, а второй вход — с выходом датчика ЭДС двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй н тре 1О тий однопороговые компараторы, последовательно соединенные логический блок, реализующий функцию А Х +

+ В Х * С, где А, В, Х вЂ” входы логического блока, принимающие значения 15

1 или О, С вЂ” выход логического блока, 55 6 элемент ИЛИ.и элемент задержки, причем первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу С логического блока,второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки и входом исполнительного элемента, выход первого однопорогового компаратора подключен к выходу регулятора скорости, а вы- . ход — к входу Х логического блока, выход второго однопорогового компаратора подключен к входу В логического блока, выход третьего однопорогового компарагора подключен к входу А логического блока, а входы второго и третьего компараторов соединены с выходом второго сумматора.