Устройство для управления вентильным электродвигателем

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТЕН а управлеци режим диня ключа- смич ес кое обес- ение ключ ени ми комм е алгориутатораожения,этом т на вкп ри жк тся з печива ключ ей еспечивающая защит о повыща йства. 2 над ежквозных т устр бот ил. вост ГОсудАРстВеккый НОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СИИ(71) Новосибирский электротехнический институт(53) 621.131.13.0, 142;621,382 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР У 741383, кл. Н 02 К 29/06, 1980.Ав г орс кое с вид ет ел ьс т во СССР Р 668047, кл. Н 02 К 29/06, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЪНЬИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относигся к электротехнике и может быгь использовано в управляемых приводах систем автоматического регулирования, Целью изобретения является повышение надежности. Для этого устройство для управления вентильных электродвигателем содержит распределитель модулятор 2, выход к о г ор ог о и од ключ е н к коммутат ор у, а(51)5 " 02 Р 6(02, Н 0 К 29/О вход - к управляемому реверсору,и фор -мирователь режима динамического торможения. Дополнительно устройство содержит блок задержки реверса и блокаварийного торможения. При подачесигнала реверса на блок 14 задержки реверса, на его задающем выходесигнал появляется с задержкой. На время задержки распределитель-модулятор2 не вырабатывает сигналов управления ключами, После задержкц ключивключаюгся для обеспечения реверса.При э гом обеспечивается защита ключей от сквозных токов. Блок аварийного торможения обеспечивает переИзобретение относится к. электротехнике, в частности к электропри, воду, и может быть использовано вуправляемых приводах систем автоматического регулирования,Целью изобретения является повышение надежности .На фиг.1 изображена функциональная схема устройства управления;на фиг .2 - различные варианты выполнения распределителя-модулятора,формирователя режима динамическоготорможения и блока аварийного торможения на фиг,3 - диаграммы рабоф15ты устройства.устройстно для управления вентильным электродвигателем содержит управляемый реверсор 1, распределительмодулятор 2, информационные входы которого подключены к выходам реверсора1, первая группа выходов подключенак управляемым входам ключей аноднойгруппы коммутатора 3 непосредственно, а вторая группа выходов подключена к управляемым входам ключей катодной группы коммутатора через формирователь 4 режима динамического торможения, снабженный входом управленияРаспределитель-модулятор 2 выполнен в виде двух групп по три логических схем И 5 - 7 и 8 - 10 каждая и трех инверторов 11-13, Первыевходы -х логических схем И 5 и 8, 6.и 9, 7 и 10 первой и второй группобъединены и образуют входы распределителя-модулятора . Второй входд-й логической схемы И 5 и 6 первойгруппы подключен к 1+1)-му входураспределителя-модулятора 2 через 40один из инверторов 11-13, а их выходы образуют первую группу выходовраспределителя модулятора 2, Второйвход х-й логической схемы И 8-10 второй группы объединен с вторым входомх)-й логической схемы И 6, 7 и 5первой группы, а выходы логическихсхем И второй группы образуют вторуюгруппу выходов распределителя - модулятора 2,Дополнительно устройство для уп 50равления содержит блок 14 задержкиреверса, блок 15 аварийного торможения с и входами и двумя выходами.Схемы И 5-10 распределителя-модулятора 2 выполнены трехвходовыми, Информационные входы блока 14 задержки реверса подключены к выходам а,Ь,сдатчика положения ротора, а выходы -к информационным входам управляемого реверса 1, вход управления которого подключен к задающему выходу 16 блока 14 задержки. Первый выход Х блока 15 аварийного торможения подключен к объединенным третьим входамлогических схем И 5-7 первой группы распределителя-модулятора 2,а второй выход 2 - к входу управления формирователя 4 ре"кима динамического торможения. Третьи входы схемы И 8-10 второй группы распреде-. лителя-модулятора 2 объединены и образуют вход управления. Блок 14 задержки реверса включает в себя три двухвходовых схемы И 1-19 с порогом Имитта, схему ИСКЛ 10 ЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 20, три инвертора 21-23 и две интегрирующие КС-цепи 24 и 25 Первые входы и и выходы логических схем И 17-19 с порогом Шмитта образуют соответственно входы и выходы блока 14 задерж - ки реверса, а их вторые входы объединены и подключены к выходу логической схемы ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, первый вход которой объединен с входом перв ог о инверт ора 21 и образует вход задания реверса. Выход инвертора 21 подключен к второму входу логической схемы ИСКЛ 10 ЧАЮ 01 ЕЕ ИЛИ 20 через последовательно включенные первую КС-цепь 24, второй инвертор 22, вторую КС-цепь 25 и третий инвертор 23. Второй вход логической схемы ИСКЛ 10 ЧАЮБ 1 ЕЕ ИЛИ 20 образует задающий выход блока 14 задержки реверса.Блок 15 аварийного торможения содержит п-входовую схему И 26, инвертор 27 и интегрирующую КС-цепь 28, р езист ор котор ой шунтир ован диодом 29, Входы А, А блока 15 аварийного торможения образованы входами схемы И 26. Выход схемы И 26 подключен к входу инверт ора 2 7 и образует п ервый выход Хблока 15 аварийного торможения. Выход инвертора 27 подключен к входу интегрирующей КС-цепи 28, выход которой является вторым выходом Х данного блока, причем анод шунтирующего диода 29 подключен к второму выходу блока 15.Вторая группа схем И 8-10 распределителя-модулятора 2 может быть выполнена с инверсией по выходу (фиг,2) Формирователь 3 режима динамического торможения может быть выполнен на двухвходовых схемах И-НЕ 30-32, а блок 15 аварийного торможения может включать в себя и-входовую схему И 260805 164 с э а з М) У Х (ЬЭ с М)ЧХ (аЭЬМ) Ч Х сЭ аЭ Х; 71 Э 74 У =Ь с Х;Уб=аЭЬХ Реверс направления двчжения задается изменением логического состояния сигнала Р в данном случае с "0" на "1. При этом с задержкой во времени происходит изменение состояния сигнала Р и с "1" на "0" на входе управления реверсора 1, что приводит к инвертированию на выходе схем ИСКЧ 10 ЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ реверсора 1 входных информационных сигналов. За счет этого происходит смена на пр отивоположную последовательность работы ключей коммутатора, меняется направление тока в фазах вентильного двигателя и его электромагнитный 45 50 55 5и интегрирующую КС-цепь 28 с шунтирующим резистор диодом 29 (фиг.2) . Выход схемы И 26 подключен к КС-цепи 28.Устройство для управления вентильным электродвигателем работает следующим образом,Сигналы управления У -У активного высокого уровня появляются на входах силовых ключей в соответствии со следующими логическими уравнени- ями где аЭ, Ь э и с- инфоРмационныесиг палы тр ехфа зной последовательности с выхода реверсора 1;М - шир от но-мод улир ованный сигнал управления скоростью; Х и Х - выходные сигналыблока 15 аварийного торможения,При нулевом уровне сигнала М все ключи 33-35 катодной группы заперты и двигатель отключается от сети. При безаварийной работе все сигналы аварии Аи А высокого уровня и выходные сигналы узла 7 Х= 1, Х = О, При наличии хотя бы одного сигнала аварии А = О, Х= ". Х = 1 и в этом случае все ключи 36-38 анодной группы заперты, а ключи 33-35 катодной группы открыты. Тем самым двигатель отключается от сети, а все его обмотки через ключи и диоды нижней группы замыкаются накоротко, создавая цепь динамического торможения. Причем сигнал Х высокого уровня появляется на выходе блока 15 с запаздыванием относительно выходного сигнала Х низкого уровня. Тем самым ключи 33-35 открываются после надежного запирания ключей 36-38, что исключает воэможность протекания сквозных токов и увеличивает надежность устройства. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 6Рассмотрим работу устройства в нормальном режиме, когда сигналы аварии равны 1, сигнал управления М отличен от нуля, а сигнал задания направления движения Р = 1, Сигналы трехфазной последовательности а, Ь и с поступают на входы элементов И 17-19 с порогом Шмитта, которые могут быть как с инверсией на выходе, так и без нее. В рассматриваемом варианте . применены схемы с инверсией на выходе. Наличие порогов Шмитта обеспечивает формирование фронтон сигналов датчика положения, что увеличивает надежность работы устройства. Выходные сигналы схем 17-19 а, Ь и с поступают на входы реверсора 1. Сигналы управления реверсом Р при Р = 1 равен О. Поэтому выходные сигналы схем ИСКЛ 10 ЧА 1311 ЕГ ИЛИ повторяют информационные сигналы на их входах. Сигналы трехфазной последова - тельности а Э, ЬЭ и с поступают на входы. распределителя-модулятора 2.Как следует из уравнений логики его работы совместно с формирователем 3 режима динамического торможения (фиг.З), сйгналы активного высокого уровня в каждый момент вреиени поступают на два ключа коммутатора разных плеч моста. Причем один из ключей относится к анодной группе, а другой к катодной. Длительность открытого состояния каждого ключа 120 градусов, а работа ключей одного плеча разделена интервалом, соответствующим 60 градусам, что исключает возможность ирогекания сквозных токов в плечах коммутатора при переключениях . Сигнал М вводится одновременно по каналам ключей 33-34. В паузе сигнала М все ключи этой группы запираются.( с И) 74 = с аз 1 15 5 Зф у = аЬ момент. Это приводит к торможению в режиме противовключения с последующим реверсом направления движения.Задержка изменения состояния сигнала Р на управляющем входе реверсора 1 введена для восстановления запирающих свойств ключей. Задержка реализована цепочным включением тр ех инверт оров 21-23, раздел енных интегрирующими КС-цепочками 24 и 25. Наличие двух КС-цепей обеспечивает симметрию времени задержки как при изменении сигнала Р с высокого уровня на низкий,.так и с низкого на высокий. При изменении сигнала Р на выходе схемы ИСКЛЮЧА 10 ШЕЕ ИЛИ 20 на время прохождения сигнала через цепочку задержки вырабатывается сигнал запрета в виде низкого логического уровня, поступающий на входы схем И 17-19. При этом все информационные сигналы на выходе блока 14 равны "1", что в соответствии с логическими уравнениями снимает управляющий сигнал со всех ключей коммутатора. (То же самое будет, если все сигналы на выходе схем 17 - 19 равны "0", в случае отсутствия инверсии на их выходах). Длительность выдержки определяется подбором параметров КС-цепей и должна быть не меньше времени восстановления запирающих свойств силовых ключей. По окончании времени задержки изменяется состояние сигнала на входе управления реверсора 1 и снимается сигнал запрета.г.Аналогично работает устройство при его реализации в соответствии с фиг.2. Здесь сигналы управления ключами коммутатора описываются уравнениями Таким образом, в устройстве влюбых режимах работы исключаетсявозможность протекания сквозных токов в плечах коммутатора и обеспечивается перевод двигателя в режим динамического торможения в аварийных режимах, что повышает надежность работы устройства. Формула изобретения 1. Устройство для управления вентильным электродвигателем, содержащее управляемый реверсор, распределитель-модулятор, составленный из двух групп схем И, число которых в грчппе равно трем, и трех инверторов, первый вход каждой схемы И первой группы объединен с первымвходом соответствующей схемы И второй группы, образуя один иэ входов распределителя-модулятора, подключенный к соответствующему выходу управляемого реверсора, второй вход каждой схемы И первой группы объединен с вторым входом соответствующей схемы И другой группы и через один из инверторов подключен к одному из образованных входов распределителя-модулятора, выходы схем И первой группыраспределителя-модулятора подключены к управляющим входам ключей анодной группы коммутатора, а выходысхем И второй группы распределителямодулятора через управляемый формирователь режима динамического торможения - к управляющим входам ключейкатодной группы коммутатора, снабженного входами для подключения к источнику питания и выходами для подключения якорной обмотки вентильногоэлектродвигателя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениянадежности, кажцая схема И распределителя"модулятора снабжена третьимвходом и введены блок аварийноготорможения с и входами для подачи. сигналов аварии и двумя выходами,блок задержки реверса, составленныйиз трех двухвходовых схем И с порогамн Шмидта, логической схемыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, трех инверторов идвух КС-цепей, первые входы и выходысхем И с порогами Шмидта образуют соответственно информационные входыблока задержки реверса для подключе"ния к датчику положения ротора вентильного электродвигателя и выходы,соединенные с информационными входами управляемого реверсора, вторыевходы указанных схем И блока задержки реверса объединены и подключены,32 Уг 44 2 б27 Риг 1 к выходу логической схемы ИСКЛЮЧАЮПЕЕ ИЛИ, первый вход которой объединен с входом первого инвертора, об-разуя вход задания реверса данного блока, вЫход первого инвертора через первую КС-цепь соединен с входом второго инвертора, выходом связанного через вторую КС-цепь с входом третьего инвертора, выход которого подключен к второму входу логической схемы ИСКЛОЧАОЩЕЕ ИЛИ и образует выход задания блока задержки реверса, подключенный к управляющему входу управляемого реверсора,третьи входы схем И первой группы распределителя-модулятора объединены и подключены к первому выходу блока аварийного торможения, второй выход которого соединен с управляющим входом формирователя режима динамического торможения, а объединенные третьи входы схем И второй группы распределителя-модулятора образуют управляющий вход распределителя-модулятора.2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок аварийного торможения составлен из п-входовой схемы И, диода, инвертора и интегрирующей КС-цепи, резистор которой шунтирован диодом, включенным вобратном направлении, входы блокааварийного торможения образованывходами схемы И, выход которой подкпючен к входу инвертора и образуетпервый выход блока аварийного торможения, выход инвертора подключен10к входу интегрирующей КС-цепи, выход которой является вторым выходомданного блока,3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вторая группасхем И распределителя-модуляторавыполнена с инверсией по выходуформирователь режима динамическоготорможения составлен из двухвходовыхсхем И-НЕ, а блок аварийного торможе-ния включает в себя и-входовую схемуИ, диод и интегрирующую цепь, резистор которой шунтирован диодом,включенным в прямом направлении,входы схемы И образуют входы блокааварийного торможения, ее выходпервый выход указанного блока, авторой выход образован выходом интегрирующей цепи, вход которой подключен к выходу схемы И.1 б 40805 А Х ф У У г. Составитель А. ИвановРедактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор М. Демчи Заказ 1022 Тираж 356 Под ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и от113035, Москва, Б, Раушская наб.,сное ьгтиям 4/5