Система управления двигателем с блоком защиты от перегрузок

(54)ЛЕМЗОК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 150/075.907,92, Бюл. ч. 27но-исследовательский институт Губин, В,С,Петровский, В,Г,Карай- В.К. Гром ыкинрское свидетельство СССР 5, кл. Н 02 М 7/537, 1977. нт США М 4423366, кл, 318 - 696, СТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕБЛО КО М ЗАЩИТЫ ОТ П Е РЕ ГРУ(21) 4833 (22) 31,0 (46 23.0 (71) Науч (72) Ю.Г ченцев и (56) Авто В 48441(57) Использование: управление и защита различных электроприводов в объектах народного хозяйства, Сущность: устройство обеспечивает полную защиту не только двигателя и электронной части, но и управляе-.мого объекта от поломок в случае аварийной .ситуации, Такая защитадостигается тем, что в оконечные каскады силовых ключей 7, 14, 21 и 23 введены транзисторы 27 и 29, которые при превышении заранее заданного тока через двигатель(в случае аварии) полностью выключают оконечные каскады силовых ключей 7, 14, 21 и 23, те, обесточивают двигатель и останавливают переме щение управляемого объекта. 2 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике.и может быть использованов следящих электроприводах различныхобъектов техники народного хозяйства,Известно устройство управления двига"телемследящего электроприаода, представляющее собой двухтактный инвертор,имеющийраздельйые цепи управления выходным сигналом и управления величинойвыходного напряжения,Ограничение величины выходного напряжения в этом устройстве производитсястатически, т,е. без обратной связи, При. авариййом бстанове двигателя или при воз ни%новении сквозных токов короткого замыкания в выходных силовых ключахдвухтактного инвертора не обеспечиваетсязащита по току выходных каскадов, что привбдит к выходу из строя электроннь 1 х силовых ключей двухтактного инвертора,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство управления двигателем,предназначенное для управления одной изфаз шагового двигателя, В известном устройстве имеется цепь защиты по току выходных каскадов силовых ключей. Цепьзащиты по току имеет обратную связь, которая ограничивает ток двигателя до заданной величины. Такое устройство защищаетэлектронную силовую часть от выхода изстроя при аварийных ситуациях,Недостатком известных устройств является отсутствие защиты исполнительных органов (двигателя и перемещаемого имобъекта) от поломок при аварийных ситуациях, так как в случае заклинивания двига" теля или наезда на упор защита неотключает полностью электронную силовуючасть, а только ограничивает ток двигателядо величины, безопасной для силовых ключей, Двигатель в это время не отключаетсяи продолжает движение в ту же сторону,Цель изобретения - повышение надежности системы за счет управления двигателем.Поставленная цель достйгается тем, чтов систему упрацленИя двигателем, содержащую первый инвертор, подключенный выходом к входу инвертора и к базе четвертоготранзистора, управляющие переходы которого зашунтированы резисторами и диодами, второй инвертор, подключенныйвыходом к базе второго транзистора, управ":ляющие переходы которого зашунтированырезисторами и диодами, второй транзистор,подключенный коллектором к базе третьеготранзистора и к коллектору первого транзистора, четвертый транзистор, подключенный коллектором к базе первого транзистора и к коллектору третьего транзистора, управляющие переходы которых зашунтированырезисторами и диодами, эмиттеры первогои третьего транзисторов соединены вместе5 и подключены к положительному выводу источника питания, введены дополнительнопятый транзистор, подключенный коллектором к эмиттерам второго и четвертого транзисторов, а эмиттером - к отрицательному10 выводу источника питания, а также к стабилизатору напряжения, собранному на резисторе, конденсаторе, стабилитроне, иподстроечный резистор, подключенныймежду коллектором пятого транзистора и15 отрицательным выводом источника питания, средний вывод подстроечного резистора подключен к аноду светодиода оптрона,коллектор фототранзистора оптрона соединен с базой шестого транзистора, эмиттер20 которого через резистор соединен с положительным выводом источника напряженияи базой пятого транзистора,На фиг,1 показана принципиальная схе- ма системы; на фиг,2 - временные диаграм 25 мы работы системы,Система содержит инвертор 1 с резистором 2 на входе, инвертор 3, резисторы4 - 6, первый транзистор 7, диоды 8 - 13, второй транзистор 14, диоды 15 и 16 в цепи30 коллектора первого транзистора, резисторы 17 - 20, третий транзистор 21, резистор 22в цепи базы первого транзистора, четвертый транзистор 23, стабилизатор напряжения, выполненный на резисторе 24,35 конденсаторе 25 и стабилитроне 26, пятыйтранзистор 27, к базе которого подключенрезистор 28, шестой транзистор 29, базакоторого подключена к коллектору фототранзистора оптрона 30, подстроечный рези 40 стор 31 и резистор 32.Система работает следующим образом,На вход инвертора 1 поступает. сигналширотно-импульсной модуляции (ШИМ)фиг.2),145 Пройдя через инвертор 1, сигнал ШИМпоступает на базу транзистора, а через инвертор 3 - на базу транзистора 21. Одно изплеч мостовой схемы, собранной на транзисторах 7 и 23, например, открыто, а второе50 плечо, собранное на транзисторах 14 и 21,закрыто. Если через двигатель М протекаетноминальный ток, то падение напряженияна открытом транзисторе 27 недостаточнодля включения оптрона 30. Для нормально 55 го режима срабатывания защиты необходимо, чтобы ток, протекающий через резистор24, переменный резистор 31 и светодиодоптрона 30, был меньше минимального то- .ка, обеспечивающего начальное вращениедвигателя,1749976 15 20 25 5При аварийной ситуации (эаклиниваниидвигателя или появлении сквозных токов короткого замыкания) ток через транзистор 27начинает возрастать, возрастает и падаетнапряжение на переходе коллектор - эмиттер транзистора 27, т.е. возрастает величина на аноде светодиода оптрона 30, и призаранее заданной с помощью резистора 31величине напряжения происходит включение оптрона 30, Напряжение на коллекторевыходного транзистора оптрона 30 падает,и на выходе транзистора 29, собранного посхеме эмиттерного повторителя, напряжение тоже падает, Транзистор 27 закрывается, прекращая протекание силового токачерез транзисторы 7, 13, 21 и 23, и соответственно, через двигатель М. При этом черезрезисторы 24 и 31 происходит увеличениетока до величин, определяемых их номиналами. Стабилизатор напряжения, собранный на резисторе 24, конденсаторе 25 истабилитроне 26, служит для ограниченияподаваемой на оптрон 30 величины напряжения и защищает оптрон 30 от выхода изстроя,Таким образом, при возникновенииацарийной ситуации двигатель обесточивается и движение его прекращается (фиг,2),Конденсатор 25 служит для ликвидации дребезга светодиода оптрона 30,Диаграммы работы схемы управлениядвигателем при номинальных режимах работы и при аварийной ситуации (наезд напрепятствие) показаны на фиг.2,Использование предлагаемой системыпозволяет защищать от повреждения двигатель, электронную схему и перемещаемыйобъект при возникновении аварийньх ситуаций. Формула изобретения Система управления двигателем с блоком защиты от перегрузок, содержащая первый инвертор, подключенный выходом к/ входу второго инвертора и к базе первого транзистора, управляющие переходы которого зашунтированы резисторами и диодами, второй инвертор подключен выходом к базе второго транзистора, управляющие переходы которого зашунтированы резисторами и диодами, второй трднэистор подключен коллектором через резистор к базе третьего транзистора и через последо вательно соединеййые диоды к коллектору четвертого транзистора, первый транзистор подключен коллектором через резистор к базе четвертого трайзистора и через последовательно соединенные диоды - к коллектору третьего транзистора, управляющие переходы которых зашунтированы резисторами и диодами, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены вместе и подключены к положительному выводу источника питания,отлича ю щаяс я тем,что, с целью повышения надежности системы управления, в блок защиты введены пятый транзистор, подключенный коллектором к эмиттерам первого и второго транэисторов, а эмиттером - к отрицательному выводу источника питания, а также к стабилизатору напряжения, выполненному на резисторе, конденсаторе и стабилитроне, и подстроечный резистор, подключенный меж 30 ду коллектором пятого транзистора и отрицательным выводом источника питания через стабилизатор напряжения, а средний вывод подстроечного резистора подключен к аноду светодиода введенного оптрона,35 коллектор фототранзистора оптрона соединен с базой введенного шес 1 ого транэистора, эмиттер которого через резистоо соединен с отрицательным выводом источника питания и базой пятого транзистора, а коллектор через резистор соединен с положительным выводом источника питания, а катод светодиода и змиттер фототранзистора оптрона соединены с отрицательным выводом источника питания,1749976 Составитель Т. ЩегольковаРедактор Н. Тупица Техред М,Моргентал Корректор В. Гирняк Тираж Подписное венного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и Г.КНТ ССС Заказ 2600 ВНИИПИ Государст ям пр Производственно-издательский кдмбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,