Устройство для управления магнитным усилителем реверсивного двигателя постоянного тока

(19) (11) 5 ц Н 03 Р 9/О ИЗОБР ЕНИЯ ПИ САНИ ВИЫВдИА ДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 90/24-07(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМАГНИТНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ РЕВЕРСИВНОГОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее выпрямительный мост, катоды диодов которого подсоединены попарнок соответствующим выводам якоря двигателя и аноды диодов подсоединенык первым выводам четырех обмоток управления магнитного усилителя, вторые попарно соединенные выводы первой и третьей, второй и четвертой изкоторых подсоединены к клемме дляподключения положительного выводаисточника питания соответственно через первый и второй коммутирующиеключи, управляющие электроды которых соединены с выходами генераторатактовых импульсов, при этом четыреобмотки рекуперации магнитного усилителя соединены одними выводами склеммой для подключения минусовоговывода источника питания и вторымивыводами соединены через соответствующие диоды с клеммой для подключения плюсового вывода источника питания, к которой подсоединеныпоследовательно соединенные резистор смещения, линейная индуктивностьи четыре обмотки смещения магнитногоусилителя, второй вывод последнейиз которых соединен с клеммой дляподключения минусового вывода источника питания, о т л и ч а ю щ е е-с я тем, что, с целью повьппениябыстродействия при нулевом сигналеуправления, оно снабжено двумя компараторами, задатчиком параметров,двумя источниками смещения с резистивными делителями, элементом сравнения, двумя дополнительными диодами, контролирующим элементом и дв 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 . 3 ф дополнительные диоды к соответствующим выводам якоря двигателя.1 990060 2 Изобретение относится к преобра- , ствие динамического торможения, такзовательной технике и может быть как отсутствует ток в диагонали вы использовано при создании магнитных усилителей с высоким быстродействием, преимущественно для реверсивного5 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 13.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 двигателяЗО 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 выводаисточника питания и вторыми выводами соединены через соответствующие диоды с клеммой для подключенияплюсового 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 23.Недостатком известного устройства является большая инерционность, отсутпрямительного моста при нулевом сигнале,Целью изобретения являетая повышение быстродействия при нулевом сигнале управления,Поставленная цель достигаетсятем, что известное устройство снабжено двумя компараторами, задатчикомпараметров, 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 резистивныеделители к выходам источников смещения, неинвертирующий вход первого иинвертирующий вход второго компараторов соединены с выходом элементасравнения, входы которого подсоединены соответственно к выходам задатчика параметров и контролирующегоэлемента, а выходы обоих компараторов соединены с базами транзисторовдополнительных ключей, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения минусового вывода источникапитания и коллекторы подключены соответственно через первый и второйдополнительные диоды к соответствующим выводам якоря двигателя,На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства;а на фиг; 2 - кривая магнитной индукции сердечников магнитного усилителя.Устройство для управления магнитным усилителем реверсивного двигателя постоянного тока содержит коммутирующие ключи 1 и 2, дополнительныеключи 3 и 4, между которыми включенырабочие обмотки 5, 6, 7, 8 магнитногоусилителя, одни из выводов обмоток9-12 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 подключенияплюсового вывода источника 23 тока,В выходную диагональ выпрямительного моста на диодах 13-16 включенякорь 24 двигателя постоянного тока,Линейная индуктивность 25 соединенаодним выводом через последовательносоединенные обмотки 26-29 смещениямагнитного усилителя с клеммой дляподключения минусового вывода источника 23 .питания и вторым выводом черезрезистор 30 - с клеммой для подключения его положительного вывода.Обмотки магнитного усилителя размещены на сердечниках 31-34. Источникисмещения Пс через резистивныеделители 35 и 36 соединены с инвер 1 Отирующим входом первого компаратора 37 и с неинвертирующим входомвторого компаратора 38. Задатчик 39параметров соединен с одним входомэлемента 40 сравнения, второй вход 75которого соединен с выходом контролирующего элемента 41. Выход элемента40 сравнения соединен со вторымивходами обоих компараторов 37 и 38.На фиг. 2 приняты следуюшие обозна чения;Н - ампервитки смещениясмФа - точка, соответствующаяисходному состоянию сердечника;25в - рабочая точка;В - индукция;В - индукция в сердечнике в мо 1мент отключения рабочихобмоток; ОВ - индукция насыщения,Устройство работает следующимобразом,В исходном состоянии управляемыеключи 3, 4 находятся в открытом состоянии,До включения коммутирующего ключа 1 в цепи источника 23 питания,резистор 30, индуктивность 25, обмотки 26, 27, 28, 29 смещения про сходит ток смещения, обеспечивающийв каждом сердечнике 31, 32, 33, 34магнитного усилителя постоянную напряженность поля. смещения Н (фиг.2),Рабочая точка сердечников 33, 34 45соответствует точке "а", при этомзапас энергии в сердечниках 33, 34(В 5 + В х Н ц (заштрихованная 7 злощадь на фиг. 2).В момент включения ключа 1 (фиг.1)50напряжение 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 +Вдо -В, при этом через обмотки 5, 7протекают токи 1 7, Равные 1 ТсгДе 1 число1 76,277 с 5 7 2627витков обмотки смещения; И - число витков рабочих обмоток,В силу симметрии схемы ток через нагрузку равен 0Энергию, накопленную в сердечниках 33, 34, рекуперируют непосредственно в источник 23 питания черезобмотки 11, 12 и диоды 21, 22.В момент включения ключа 2 магнитный усилитель работает аналогичнымобразом, при этом сердечники 33, 34накапливают энергию, а сердечники31, 32 возвращают ее в источник 23питания по цепи - обмотки 9, 1 О, диоды 19, 20.При нулевом сигнале управления отисточника 35 смещения на инверсныйвход компаратора 37 и от источника36 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 отгенератора 42 тактовой частоты токпроходит через рабочие обмотки 5, 7и 6, 8, Поскольку плечи моста с односторонней проводимостью симметричны, ток в диагонали моста отсутствует, и якорь 24 двигателя не вращается.При наличии сигнала рассогласования между задатчиком 39 параметра иконтролирующим элементом 41 элемент40 сравнения через один.из компараторов, например 37, выключает одиниз дополнительных ключей 3, и токот источника 23 питания через коммутирующие ключи 1, 2, рабочие обмотки 5, 6, диоды 13, 14 моста и дополнительный диод 18, дополнительныйключ 4 проходит в диагональ мостас нагрузкой (якорем двигателями 24.В момент достижения на контролирующем элементе 41 сигнала, равногосигналу задатчика 39 параметра, компаратор 37 включае 7 з управляемыйключ 3. Поскольку в нагрузке 24 присутствует противоэдс якоря двигателя, то параметрически проводящееплечо моста: коммутирующие ключи 1,2, рабочие обмотки 7, 8, диоды 15, .16 моста подключает якорь двигателячерез диод 17 и управляемый ключ 3к источнику 23 питания, ток которого направлен встречно току якоря 24.Торможение противовключением якоря24 двигателя осуществляется до тех990060 27 28 Заказ 321/2 аж 872 дписно Патент ул.Проектная, 4 г пор, пока противоздс двигателя неуменьшится до величины порога включения диода 8, Схема приходит в исходное состояние.Аналогично устройство работает при смейе знака управляющего воздействия, но изменение направления вращения якоря 24 двигателя производится выключением управляющего ключа 4 компаратором 38,При нулевом сигнале управленияна элементе 40 сравнения торможение противовключением якоря 24 двигателя осуществляется до тех пор, пока 5 противоэдс двигателя не уменьшитсядо величины порога включения диода 17,Таким образом, использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства для управления маг" 10нитным усилителем реверсивного двигателя постоянного тока,