Устройство для определения динамических режимов электродвигателя

) 4 Н 02 Р 5 / ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ зоваобретеональадежследова 8 им ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ. ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомолаи Новолипецкий металлургический комбинат имЮ.В.Андропова(56) Авторское свидетельство СССРУ 1272445, кл. Н 02 Р 5/06, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИЮВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к элект" ротехнике и может быть исполь но в электроприводах. Целью из ния является расширение функци ных возможностей и повыпенйе н ности. Устройство содеркит по тельно соединенные генератор 1 пульсов, ключ 7, вторую логическую ячейку .2 ИЛИ 16 и второй триггер 14. Второй вход триггера 14 соединен с выходом ячейки ЗИ 9, Второй входейки 2 ИЛИ 16 соединен с выходом ячейки ЗИ 10. Управляющий вход ключа 17 соединен с датчиком тока 1, В,данном устройстве формируется потенциальный сигнал напичия статической нагрузки во всем интервале ее нриложения.ил.Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано вэлектроприводах и является усовершенствованием устройства по авт. св,У 1272445 еЦель изобретения - расширениефункциональных возможностей и повышение надежности,На чертеже приведена схема устройства.Устройство для определения динамических режимов электродвигателясодержит датчик 1 тока и датчик 2скорости, первый дифференциатор 3,соединенный с датчиком 2 скоростивторой дифференциатор 4, соединенный с датчиком 1 тока, первый 5 ивторой 6 аналоговые инверторы, первую 7 и вторую 8 логические ячейки2 И, первую 9 и вторую 10 логическиеячейки ЗИ. При этом выход дифференциатора 3 соединен непосредственнос первыми входами ячеек 7 и 10 и через инвертор 5 с первыми входами 25ячеек 9 и 8, а выход дифференциатора 4 соединен непосредственно с вторыми входами ячеек 7 и 9 и черезинвертор 6 с вторыми входами ячеек8 и 1 О. Кроме того, устройство содержит логическую ячейку 2 ИЛИ 11,входы которой соединены с выходамиячеек 7 и 8, логическую ячейку2 ИЛИ-НЕ 12, входы которой соединеныс выходами дифференциатора 3 и инвертора 5, а также триггер 13 с раздельными входами. Причем вход сбросатриггера 13 соединен с выходом ячейки 12, установочный вход - с выходомячейки 11, а инверсный выход триггера 4013 соединен с третьими входами ячеек9 и 10. Второй триггер 14 с раздельными входами, прямой выход которогосоединен с выходной клеммой 15 устройства, соединен установочным входом с выходом первой 9 ячейки ЗИ, авходом сброса - с выходом второй 16логической ячейки 2 ИЛИ,первый входкоторой соединен с выходом второй 10ячейки ЗИ, а второй - через ключевойэлемент 17 с выходом генератора 18 .импульсов, причем управляющий вход. ключевого элемента 17 подключен к выходу датчика 1 тока.Устройство работает следующим образом.Сигнал, пропорциональный токуэлектродвигателя, получают на выходедатчика 1 тока. Сигнал, пропорциональный скорости электродвигателя, получают на выходе датчика 2 скорости и дифференцируют при помощи дифференциатора 3, получая сигнал приращения скорости. Выходной сигнал датчика 1 тока дифференцируют при помощи дифференциатора 4, получая сигнал приращения тока.Динамические режимы электродвигателя. характеризуются следующими со-. отношениями изменений тока и скорости, т.е. соответствующими знаками приращений режим пуска. - нарастание тока и скорости, т.е. положительные приращения тока и скорости; режим наброса статической нагрузки - нарастание тока и спадание скорости, т.е. положительное приращение тока и отрицательное приращение скорости; режим снятия статической нагрузки - спадание тока и нарастание скорости, т,е. отрицательное приращение тока и положительное приращение скорости; режим торможения - реверс то" ка и спадание скорости, т.е, отрицательные приращения тока и скорости.Для приз едения приращений к одному знаку используют аналоговые инверторы 5 и 6, Выделение сочетаний приращений тока и скорости осуществляется логическими ячейками 2 И и ЗИ 7-10.Логические сигналы, соответствующие определенным динамическим режимам электродвигателя, снимаются с выходов логических ячеек (клеммы а,Ь, с,с),Ячейки 11 и 12,а также триггер3 служат для предотвращения появления ложных сигналов динамических режимов наброса и снятия статической нагрузки при пуске и торможении элект родвигателяФормирование логического сигнала наличия статической нагрузки электродвигателя на выходной клемме5 устройства осуществляется триггером4, запуск которого производится импульсным логическим сигналом "Наброс нагрузки",поступающим с клеммы Ь.Для сброса триггера 14 14 в исходное состояние используют вторую логическую ячейку 2 ИЛИ 16, осуществляющую логическое суммирование сигналов: импульсного логического сигнала "Снятие нагрузки", поступащцего с клеммы сри импульсного сигнала с выхода ключевого элемента 17.Ключевой элемент 17 осуществляет коммутацию импульсов генератора 18 импульсов в зависимости от наличия сигнала с датчика 1 тока. Ключевойэлемент 17 и генератор 18 импульс вслужат для установки второго триггера 14 в исходное состояние привключении устройства, а также в режимах снятия статической нагрузки электродвигателя при его торможении, чтоповышает надежность работы устройства.При отсутствии тока электродви"гателя (в реальном электродвигателепри токе холостого хода) ключевойэлемент 17 открыт и импульсы с выхода генератора 18 поступают на входсброса второго тр,:;ггера 14, подтверж дая его исходное состояние, при котором на выходе устройства (клемма15) действует сигнал "Логическийнуль". При появлении тока электродвигателя на выходе датчика 1 тока 20появляется сигнал, запирающий ключевой элемент 17 и подача импульсов навход сброса второго триггера 14 прекращаетт с я..При пуске электродвигателя поло жительное приращение тока с выхода дифференциатора 4 поступает непосредственно на второй вход ячейки 7. Кроме того, положительное приращениескорости с выхода дифференциатора 3поступает на первый вход ячейки 7,Превышение сигналами, поступающими навходы ячейки 7, уровня срабатываниявызывает появление на ее выходе алогического сигнала, соответствующего динамическому режиму пуска электродвигателя. Этот сигнал поступаеттакже на вход ячейки 11, вызывая появление на ее выходе сигнала "Логическая единица", что в свою очередьприводит к переключению триггера 13и появлению на его выходе сигнала"Логический нуль", который блокируетпо третьим входам ячейки 9 и 1 О,предотвращая срабатывание ячейки 10в конце режима пуска, Исчезновениесигнала с выхода дифференциатора 3приводит к появлению сигнала "Логи.ческая единица" на выходе ячейки 12и перебросу триггера в исходное состояние.При разбросе статической нагрузкиположительное приращение тока с выхода дифференциатора 4 поступает непосредственно на второй вход ячейки9. Кроме того, отрицательное приращение скорости с выхода дифференциатора 3 через аналоговый инвертор 5 поступает на первый вход ячейки 9, при этом на выходе триггера 13 действуетсигнал "Логическая единица", разрешакщий работу, ячеек 9 и 1 О. Наличиетрех сигналов "Логическая единица"на входах ячейки 9 приводит к появ"лению сигнала "Логическая единица"на ее выходе. Этот сигнал поступаетна установочный вход второго триггера 14, вызывая его переключение, приэтом на выходе устройства (клемма15) появляется сигнал "Логическаяединица", свидетельствуя о наличиистатической нагрузки электродвигателя.При снятии статической нагрузкиположительное приращение скорости свыхода дифференпиатора 3 поступаетнепосредственно на первый вход ячей"ки 1 О. Кроме того, отрицательное приращение тока, с выхода дифференциатора 4, через аналоговый инвертор 6поступает на второй вход ячейки 1 О.На выходе и триггера 13, а следовательно, и на третьем входе ячейки10 действует сигнал "Логическая единица , Наличие трех сигналов "Логическая единица" на входах ячейки1 О приводит к появлению на ее выхо"де сигнала "Логическая единица",который поступает на вход сбросавторого триггера 14 через ячейку 16,вызывая его переключение в исходноесостояние. При этом на выходной клем.ме 15 устройства появляется сигнал"Логический нуль", свидетельствуяоб отсутствии статической нагрузки.В режиме торможения электродвигателя отрицательные приращения токаи скорости с выходов дифференциаторов4 и 3 соответственно поступают навходы ячейки 8 через аналоговые инверторы 6 и 5. Цепочка блокировки,включающая ячейки 11, 12 и триггер13, работает аналогично,В реальных системах электропривода иногда встречается режим, когдаснятие статической нагрузки происхо 1.дит на интервале торможения двигателя. В этих случаях с началом торюжения отрицательные приращения токаи скорости с выходов дифференциаторов 4 и 3 через аналоговые инверторы 6 и 5 соответственно поступают навходы ячейки 8, что приводит к появлению на ее выходе сигкапа Логическая единица . При этом на выходеячейки 11 появляется сигнал "Логическая единица", что в свою очередь5 147 приводит к переключению триггера 13 и появлению на его выходе сигнала "Логический нуль", который блокирует по третьему входу ячейку 10, предотвращая ее срабатывание, несмотря на наличие сигналов "Логическая единица" на двух других ее входах, обусловленных снятием статической нагрузки. Поэтому при снятии статической нагрузки на интервале торможения на выходе ячейки. 10 отсутствует импульс, перебрасывающий второй триг. гер 14 в исходное состояние, при этом на выходе устройства (клемма 15) действует .ложный сигнал "Логическая единица" при отсутствии статической нагрузки электродвигателя.Дпя предотвращения подобных режимов "зависания" второго триггера 14, а также для установки его в исходное состояние при включении питания устройство. содержит генератор 18 импульсов и ключевой элемент 17, управляющий вход которого подключен к выходу датчика 1 тока, а выход - через ячейку 16 к выходу сброса второго триггера 14. Таким образом, при снижении выходного сигнала датчика 1 то ка до уровня, соответствующего току холостого хода двигателя, ключевой элемент 17 открывается и пропускает импульсы с выхода генератора 18 на вход сброса второго триггера 14, воз. вращая его в исходное состояние.Расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в том, что наряду с импульсными сигналами, формируемыми в моменты пуска, торможения, наброса и снятия статической нагрузки (клеммы а-Й) формируется логический потенциальный сигнал наличия статической. нагрузки на всем интервале ее приложения, с момента ее наброса до момента снятия, действующего на выходе устройства (клемма 15), достигается введением второго триггера с раздельными входами, прямой вход которого соединен с выходной клеммой устройства, усСоставитель ВРедактор С.Патрушева Техред Л.Серд 4820 тановочный вход соединен с выходом первой логической ячейки ЗИ, а вход сброса - через вторую логическую ячейку 2 ИЛИ с выходом второй логической ячейки ЗИ.Повышение надежности работы уст" ройства заключается в устранении "зависания" второго триггера 14 в состоянии, при котором на его выходе, а следовательно, и,на выходной клемме 15 устройства действует сигнал "Логическая единица".при отсутствии статической нагрузки двигателя. Такое состояние триггера 14 возможно при первоначальном включении устройства, а также при снятии статической нагрузки в режиме торможения двигателя. Повышение надежности работы устройства достигается введением генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом второй логи ческой ячейки 2 ИЛИ через ключевой элемент, управляющий вход которого подключен к выходу датчика тока,5 1 О 15 20 25 Формула из обретения Устройство для определения динамических режимов электродвигателя поавт. св. 9 1272445, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейи повышения надежности, в него допол.нительно введены второй триггер. сраздельными входами, вторая логическая ячейка 2 ИЛИ, ключевой элемент игенератор импульсов, выход которогосоединен через ключевой элемент,управляющийвход которого подключенк выходу датчика тока, с первым вхо"дом второй ячейки 2 ИЛИ, второй входкоторой соединен с выходом второй логической ячейки ЗИ, а выход - с входом сброса второго триггера, установочный вход которого подключен квыходу первой логической ячейки ЗИ,при этом прямой выход второго триггера соединен с выходной клеммойустройства,30 35 40 45 50,Трофименко;:юкова Корректор М.Васильева Заказ 1909/55 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101