Устройство для управления электродвигателем

(7 ий инст боро Ьвй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ 3603726/24-0709.06.8323.10.84. Бюл, Нф 39Е.С. Бондарь, Н,ф. ТимАлексеевВсесоюзный нксперименталтут электробь аучно-исследовательсьно-конструкторскийтовых машин и при(53) 621.316.718,5(088.8) (56) 1. Патент Франции В 2253121, кл. Р 06 Р 33/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР У 792221, кл. С 05 В 19/ 18, 1978, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее мультивибратор, ключ прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триг гер, ключ реверса и реле реверса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения пределов регули" ш Н 02 Р 5/06, С 05 В 19/18 рования и повышения надежности в работе, в него введены силовой управляемый ключ, элемент задержки, второй триггер; первый коммутатор, подключенный первым входом к выходумультивибратора, и последовательносоединенные задатчик частот вращения,управляемый генератор опорной частоты, второй коммутатор, блок совпадения, делитель частоты и инверторподключенный через элемент задержкик входу первого триггера, причемвторой вход второго коммутатора соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого соединенс вторыми входами первого коммутатора и инвертора и с входом ключа прерывистого вращения, а вход - с выходом делителя частоты, второй входблока совпадения подключен к выходупервого коммутатора, выход реле прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового. управляемогоключа, соединенного последовательнос реле реверса.11204Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля обеспечения как прерывистогореверсирования, так и непрерывистоговращения электродвигателей перемен"ного и постоянного тока.Известно устройство для управления электродвигателем, содержащеереле реверса и последовательно соединенные мультивибратор, ключ и реле прерывистого вращения электродвигателя Я ,Недостатком данного устройстваявляется то, что оно обладает невысокими функциональными возможностями. При управлении электродвигателем1устройство обеспечивает только .одинрежим, вращение электродвигателя водну сторону - 5 с, затем пауза 10 с и вращение электродвигателя в 20другую сторону - 5 с,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройство дляуправления электродвигателем,. содержащее мультивибратор, ключ прерывистого вращения., соединенный последо-вательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенныепервый триггер, ключ реверса и реле ЗОреверса 2.Недостатками устройства являются ограниченные функциональныевозможности, так как оно не поз-воляет изменять в широких преде- Злах временной режим работы электродвигателя, Это объясняетсятем,что в известном устройстве формирование длительности времени вращенияи паузы осуществляется от одного и щтого же мультивибратора. Кроме того,применение одного мультивибратора непозволяет производить коммутацию обмоток электродвигателя во время формирования паузы, что приводит к его днизкой надежности вследствие того,что коммутация обмоток электродвигателя происходит во время, когда черезконтакты реле проходит пусковой и .рабочий ток электродвигателя, т.е,когда он подключен к источнику питания, а это вызывает искрение, подгорание и разрушение контактов релереверса, что приводит к преждевременному выходу их из строя и всего уст" 55ройства в. целом,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 71 зи повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для управления электродвигателем, содержащеммультивибратор, ключ прерывистоговращения, соединенный последовательнос реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер, ключ реверса и реле реверса,дополнительно введены силовой управляемый ключ, элемент задержки,второй триггер, первый коммутатор,подключенный первым входом к выходумультивибратора, и последовательносоединенные задатчик частот вращения,управляемый генератор опорной частоты,второй коммутатор, блок совпадения,делитель частоты и инвертор, подключенный через элемент задержки к вхо"ду первого триггера, причем второйаход второго коммутатора соединен спервым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с вторыми входами. первого коммутатора и инвертора и с входом ключа прерывистоговращения, а вход - с выходом делителя частоты, второй вход блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле прерывистоговращения соединен с управляющим входом силового управляемого ключа, соединенного последовательно с реле реверса.На чертеже представлена структурная схема устройства управленияэлектродвигателем.Оно,содержит мулвтивибратор 1,ключ 2 прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле 3прерывистого вращения, последовательно включенные триггер 4, ключ 5 реверса и реле 6 реверса, а также силовой управляемый ключ 7, элементзадержки 8, второй триггер 9, первыйкоммутатор 10, подключенный первымвходом к выходу мультивибратора 1, ипоследовательно соединенные задатчик11 частот вращения, управляемый генератор опорной .частоты 12, второйкоммутатор 13, блок 14 совпадения,делитель 15 частоты и инвертор 1 б,подключенный через элемент задержки 8ко входу триггера .4. Второй входвторого коммутатора 13 соединен спервым выходом второго триггера 9,второй выход которого соединен совторыми входами первого коммутатора1120471 310 и инвертора 16 и с управляющимвходом ключа 2 прерывистоговращения, а вход - с выходом делителя 15частоты. Второй вход блока 14 совпадения подключен к выходу первогокоммутатора 10, Выход реле прерывистого вращения 3 соединен с управляющим входом силового управляемогоключа 7, выходом подключенного кэлектродвигателю 17, в цепь питания 1 Окоторого последовательно включено ре"ле 6 реверса. Выход выпрямителя, 18,соединенного с источником питания(не показан), подключен ко входустабилизаторов 19 и 20, выход первого из которых подключен ко второмувходу управляемого генератора 12опорной частоты, а выход стабилизатора 20 - ко входу мультивибратора1 и к шинам питания ключа 2 прерывистого вращения, триггера 4, ключа 5реверса, триггера 9, коммутаторов10 и 13,. блока 14 совпадения, делителя 15 частот и инвертора 16.Устройство для управления электро двигателем работает следующим образом.При включении устройства управляемый. генератор 12 опорных частот вырабатывает непрерывную последова- З 0 тельность прямоугольных импульсов, частота которых устанавливается с помощью задатчика 11 частот вращения, С выхода управляемого генератора 12 опорных частот импульсы опорной частоты поступают на первый вход второго коммутатора 13, при этом логичес- кий потенциал, присутствующий на вто., ром входе этого коммутатора, разрешает прохождение импульсов опорной частоты на . его выход - и далее на первый вход блока 14 совпадения. Логический потенциал, присутствующий на втором входе блока совпадения, разрешает прохождение импульсов опар"45 ной частоты на вход делителя 15 час тоти с постоянным коэффициентом деления, который формирует импульсы длительности вращения и паузы.1На выходе делителя 15 частоты в 50 процессе деления импульсов опорной. частоты формируется прямоугольный:. импульс вращения, длительность которого пропорциональна выбранному значению опорной частоты. Значение 55 опорной частоты устанавливается в зависимости от необходимого значения времени вращения электродвигателя 17. 4С выхода делителя 15 частоты импульс поступает на вход второго триггера 9 и на вход инвертора 16, Триггер 9 остается в исходном состоянии. При этом логический потенциал на его первом выход разрешает прохождение импульсов опорной частоты с выхода управляемого генератора 12 опорных частот через второй коммутатор 13.При нахождении триггера 9 в исходном состоянии, логический потенциал на его втором выходе запирает инвертор 16, первый коммутатор 10,и включает ключ 2 прерывистого вращения, при этом срабатывает реле 3 прерывистого вращения, подключенное к управляющему входу силового управляемого ключа 7,.Силовой управляемый ключ 7 выполнен в виде двух включенных встречно- параллельных тиристоров, однако вместо тиристоров могут быть использованы любые другие коммутирующие элементы. При срабатывании реле 3 прерывистого вращения оно своими контактами замкнет цепь управления силового управляемого ключа 7 и тиристоры из закрытого состояния переходят в открытое состояние. Происходит подключение электродвигателя через нормально-замкнутые контакты реле 6 реверса к иСточнику питания. Электродвигатель 17 начинает вращаться.Время вращения электродвигателя 17 определяется длительностью импуль,са вращения на выходе делителя 15 частоты, пропорциональной выбранной опорной частоте управляемого генератора 12 опорных частот, устанавливаемой с помощью задатчика 11 частот вращения. После окончания действия .импульса вращения триггер 9 опрокидывается и знаки логических потенциалов на его выходах изменяются на противоположные. При этом ключ 2 прерывистого вращения отключается, вследствие чего реле прерывистого вращения разомкнет. цепь управляющего входа силового управляемого ключа 7, при этом его тиристоры из открытого состояния переходят в закрытое состояние, и электродвигатель 17 отключается от источника питания.На втором входе первого коммутатора 10 появляется логический потенциал, который разрешает прохождениепрямоугольных импульсов мультивибратора 1 на его выход и,на вход блока14 совпадения.Блок 14 совпадения пропускает на 5выход импульсы или от управляемогогенератора 12 опорных частот, илиот мультивибратора 1 только в томслучае, если совпадают логическиепотенциалы на его входах. Свыхода 10блока 14 совпадения прямоугольныеимпульсы мультивибратора 1 .поступаютна вход делителя 15 частоты. Импульсы мультивибратора 1 имеют противоположную полярность импульсам управляемого генератора 12 опорных частот.Поэтому при поступлении импульсовмультивибратора 1 на вход делителя15 частоты на его выходе начинаетформироваться импульс паузы, имеющий 20противоположную полярность по отношению к импульсу вращения. Кроме того,при опрокидывании триггера 9 логический потенциал с его второго выходаотпирает инвертор 16 Импульс паузы с выхода делителя 15 частоты через инвертор 16 и элемент задержки 8 поступает на вход первого триггера 4 и опрокидывает его.При опрокидывании триггера 4 сра-,30 батывает ключ 5 реверса. При этом срабатывает реле 6 реверса и переключением своих контактов меняет направление тока в обмотке возбуждения для однофазных электродвигателей 35 или переключает фазы для трехфазных электродвигателей. Тем самым изменяется направление вращения электродвигателя, т.е. обеспечивается его реверсирование. Переключение обмотки40 возбуждения происходит в обесточенном состояния, когда электродвигатель 17 отключен от источника питания и через контакты реле 6 реверса не про 45 ходит токЭлемент задержки типа реле времени образован конденсатором и входным сопротивлением триггера 4 и обеспечивает задержку включения триггера 4 на величину, равную половине длитель ности импульса паузы, что обеспечивает надежное переключение реле 6 реверса только в момент паузы, т.е. когда его контакты обесточены. Длительность импульса паузы пропорциональна час тоте импульсов мультивибратора 1 и может регулироваться с помощью его времязадающих элементов. Кроме того, при опрокидывании триггера 9 логический потенциал с его первого выхода поступает на второй вход второго коммутатора 19 и запрещает прохождение импульсов с управляемого генератора 1,2 опорных частот на вход,делителя 15 частоты.После окончания импульса паузы на выходе делителя 15 частоты вновь формируется импульс длительности вращения, триггер 9 опрокидывается и переходит в исходное состояние. Логичес-. кие потенциалы на его выходе меняются на противоположные. При этом первый и второй коммутаторы 10 и 13, инвертор 16 и ключ 2 прерывистого вращения возвращаются в исходное состояние.При переходе ключа 2 прерывистого вращения в исходное состояние срабатывает реле 3 прерывистого вращения и, замыкает цепь управляющего входа силового управляемого ключа 7, кото" рый через контакты реле 6 реверса подключает электродвигатель 17 к источнику питания. Электродвигатель 17 начинает вращаться в противоположном направлении.Далее цикл работы устройства повторяется.Предлагаемое устройство управления электродвигателем обладает широкими функциональными возможностями, так как позволяет осуществлять дис"с танционное управление работой электродвигателя 17, а также изменять или выбирать в широких пределах (по желанию оператора) время вращения электродвигателя 17.Для дистанционного управления электродвигателем задатчик 11 частот вращения устанавливается в выностном пульте управления. Время вращения электродвигателя 17 может быть от единиц секунд и до нескольких часов в зависимости от установленной частоты управляемого генератора 12 опорных частот.Регулирование времени вращения электродвигателя 17 в одну и другую сторону осуществляется с помощью задатчика 11 частот вращения путем коммутации резисторов в цепи отрицательной обратной связи управляемого генератора 12 опорных частот.В процессе коммутации резисторов происходит изменение периода повторения импульсов, т.е, изменение опорной частоты на выходе управляемого.ВНИИП аПатеат, г.улгород, .Ул.Проеатлал генератора 12 опорных частот. Кроме того, данное устройство позволяет осуществлять непрерывный режим вращения электродвигателя 17 в зависимости от конкретных условий его эксплуата ции. Осуществляется это путем закорачивания информативного входа управляемого генератора 12 опорных частот с помощью задатчика 11 частот вращения.10Предлагаемое устройство по .сравнению с известным обладает более высокой надежностью работы, так как обеспечивает более надежную работу ключа 2 прерывистого вращения и ключа 5 реверса. Действительно, срабатывание ключа 5 реверса может произойти только тогда, когда поступит разрешающий сигнал с выхода второго триггера 9 на вход инвертора 16. Только при совпадении логических потенциалов на входе инвертора 16 подаетсяразрешение на включение первого триггера 4, который управляет ключом 5реверса. Только при этом условии может сработать реле 6 реверса и произойдет коммутация обмотки возбужденияв однофазном электродвигателе илипереключение фаэ в трехфазном двигателе с помощью реле 6 реверса. Переключение обмоток электродвигателя 17 для его реверсирования осуществляется во время паузы, т,е. когда электродвигатель 17 отключен от источника питания, и контакты реле 6 реверса обесточены. Это исключает искрение, подгорание и разрушение контактов реле 6 реверса, что обеспечивает увеличение его срока службыр повышает надежность работы всего устройства,