Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ""765962

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01 ° 02 ° 78 (21) 2578418/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 230980,. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23.09. 80 (51)М. Кп.з

Н 02 P 5/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открыти й

I (53) УДК621. 313. .2-58(088.8) (72) Авторы изобретения

Л. В. Ганнель, В. B. Гулыманов и М. А. Ткаченко ( апта

Украинский научно-исследовательский кисти г :рп станков и инструментов ß dpi с. -1_#_: (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ йОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для защиты электропривода, выполненного в виде замкнутой системы автоматического ре- 5 гулирования частоты вращения двигателя с диапазоном регулирования от

1:1000 до 1:50000.

Известно устройство для управления электродвигателем постоянного. тока, . !О содержащее последовательно соединенные цепь сигнала задания, узел сравнения сигнала задания и сигнала аналогового датчика частоты вращения, регулятор частоты вращения, а также 15 узел сравнения опорного напряжения с напряжением аналогового датчика частоты, три поляризованных реле (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст-. 2О ройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор скорости и преобразователь, выходом под-25 ключенный к двигателю, датчик скорости, выход которого подключен ко вто рому входу блока сравнения, исполнительный элемент, размыкающий контакт которого включен между блоком эадания3() 2 и блоком сравнения, а заьыкающий - в цепи обратной связи по скорости:, и блок управления исполнительным элементом (2).

Недостатком известных устройств являются малая чувствительность, не обеспечивающая срабатывание устрОй ства при малых сигналах задания, низкое быстродействие, отсутствие режима эффективного торможения.

Цель изобретения - повысить быстродействие и расширить функциональные воэможности устройства.

Это достигается тем, что блок управления исполнительным элементом вы-., полнен в виде логического элемента с памятью и дифференцирующего и дифференциального усилителей, причем вы ход блока задания подключен ко входу дифференцирующего усилителя и к одному иэ входов дифференциального усиЛителя, к другому входу которого подключен выход регулятора скорости, а выходы усилителей подключены к логическому элементу с памятью.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для управления электродвигателем постоянного тока; на фиг. 2 — структурная схема логического элемента с памятью.

765962

Устройство содержит последователь но соединенные блок задания 1, блок сравнения 2, регулятор скорости 3 и преобразователь 4, выходом подключенный.к двигателю 5, датчик скорости 6, выход которого подключен ко второму входу бяока сравнения 2, исполнительный элемент 7, размыкающий контакт 8 которого включен между блоком задания и блоком сравнения 2, а.замыкающий

9 — в цени обратной связи по скорости, блок управления исполнительным элемен- © том, выполненный в виде логического элемента 10 с памятью и дифференцирующего 11 и дифференциального 12 усилителей, причем выход блока задания подключен ко входу дифференцирующего уси- 15 лителя 11 и к одному из входов дифференциального усилителя .12, к другому входу которого подключен выход регулятора скорости, а выходы усилителей подключены к логическому элементу 10 с 20 памятью.

Логический блок 10 с памятью представляет собой последовательно соединенные логические элементы 13-16 и пороговый элемент 17, шунтирующий логические элементы 15, 16, причем входы элементов 13 и 14 являются входами элемента 10, а выход элемента 16 является выходом элемента 10 с памятью.

Устройство работает следующим образом.

Коэффициенты усиления дифференциального усилителя 12 (К» - по входу

Г

"а" и К» - по входу "б") выбраны так, чтобы

35 где 0 -величина сигнала на выходе ( блока задания 1;

0 -величина сигнала на выходе 40 регулятора скорости 3, которое преобразуется

КU КО о 4

1 и М

»2 » Ю » 4+КО К4К КЬ 5 где К вЂ” передаточный коэффициент регулятора скорости 3;

К - передаточный коэфФициент преобразователя 4; 50

К>- передаточный коэффициент двигателя 5;

К - передаточный коэффициент датчика скорости 6.

Выражение (2) можно представить в, 55 виде

К, ° К

»2»+Кз К+ К Кь

Условие (3) — это условие баланса дифференциального усилителя 12.

Для правильной работы предлагаемого устройства в случае исчезновения сигнала обратной связи по частоте вра-45 щения на минимальной частоте вращения необходимо соблюдение соотношения

0» 1 и О» н

Ъ. 6/ Ъ 12 D 12 В 14О где Д вЂ” диапазон регулирования частоты вращения электропуивода:

О „ — величина,напряжен я срабатывания логического элемента 10 с памятью.

Параметры дифференцирующего усилителя 11 выбраны так, чтобы длительность сигнала на выходе дифференцирующего усилителя была пропорциональна величине сигнала задания и величина его была не менее напряжения срабатывания логического элемента 10 с памятью.

Логический элемент 10 .реализует логическую функцию, запрещающую прохождение сигнала с выхода дифференцирующего усилителя 11 при наличии сигнала на выходе дифференциального усилителя 12.

В исходном состоянии (сигнал задания равен нулю) на выходе дифференциального усилителя 12 и днфференцнрующего усилителя 11 — сигналы соот- ветствуют "0". Сигналы с выхода дифФеренциального усилителя 12 — 0э„ р с выхода дифференцируюшего усилителя

11 - 0 „, соответствуют "0", если они меньше напряжения срабатывания логического элемента 10 с памятью, н "1", если равны или больше напряжения срабатывания; контакты 8 исполнительного элемента 7 замкнуты; контакты 9 разомкнуты.

Подача на вход привода сигнала задания приводит к разбалансу дифференциального усилителя 12, н сигнал на его выходе соответствует "1" до окончания переходного процесса регулятора скорости 3. При этом логический элемент 10 с памятью не срабатывает, поскольку при подаче сигнала задания на выходе дифференцирующего усилителя

11 сигнал тоже равен "1" и осуществляется запрет прохождения сигналу с выхода дифференциального усилителя

12. Длительность импульса на выходе дифференцирующего усилителя 11 должна быть равна либо больше длительности переходного процесса в приводе.

После окончания переходного процесса на выходе дифференциального усилителя

12 сигнал "0", поскольку он сбалансирован согласно условию (3).

В установившемся режиме при изменении нагрузки двигателя в пределах от нуля до номинальной величина напряжения разбаланса дифференциального усилителя 12 не достигает напряжения срабатывания логического элемента 10 с памятью. Это условие выполняется при коэффициенте усиления привода,в целом не менее определенной величины, и прн работе регулятора скорости 3

765962 фив.1

М2.во всех режимах иа линейном участке его характеристики.

Исчезновение сигнала датчика скорости приводит к быстрому насыщению (регулятора скорости 3, Поскольку в приводах с широким диапазоном регулирования коэффициент усиления его велик, к разбалансу диФФеренциального

° усилителя 12 и срабатыванию логического элемента 10 с памятью, размыканию цепи сигнала задания и подключвнию на вход узла .сравнения 2 напряже- ® ния ЗДС двигателя (через делитель).

Полярность ЭДС двигателя выбирается обратной напряжеяию задания — при этом осуществляется эффективное торможение .привода. !3

Поскольку логический элемент 10 имеет "память", то повторное включение привода возможно только после приведения схемы в исходное состояние и устранения неисправности в цепях якоря, Щ или возбуждения датчика скорости (тахогенератора) 6.

Изобретение обладает преимуществами относительно известных устройств расширением функциональных возможностей (обеспечение защиты электропривода не только от превышения частоты вращения выше допустимой, но и от несоответствия частоты вращения заданной при малых сигналах задания, при случайном заклинивании вала двигате- ЗО ля; обеспечение эффективного торможения при обрыве цепей аналогового .датчика частоты вращения и повышенным быстродействием во всем диапазоне регулирования частоты вращения за счет

ВНИИПИ Заказ 6524/51

Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 использования бесконтактных элементов управления.

Формула изобретения

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор скорости и преобразователь, выходом подключенный к двигателю, датчик скорости, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, исполнительный элемент, размыкающий контакт которого включен между блоком задания и блоком сравнения, а замыкающийв цепи обратной связи по скорости, и блок управления исполнительным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, блок управления исполнительным элементом выполнен в виде логического элемента с памятью и дифференцирующего и дифференциального усилителей, причем выход блока задания подключен ко входу дифференцирующего усилителя и к одному из входов дифференциального усилителя, к другому входу которого подключен выход регулятора скорости, а выходы усилителей подключены к ло-. гическому элементу с памятью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 319456, кл. В 24 B 7/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2550413/24-07, 1977.