Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя

ОЛ ИСАКИЙ ИЗОВРВТИНИЯ к АФт 9 И;КРмм СВИДВтиЛЬстУ Союз СоветскхСоцнавктнчееарвснубвя(6 ) Доволвтельное к авт, санд-ву(22) Заявлено 28. 05. 81 (2) 3294691/24-07с врнсоеднненяем звявв М Н 02 Р /16 Эеуааратаааы 1 хантат СФь. Р ав аааи за 1 уатааФ атврмткй(53 УДКб 21. 316. .718. 9088.8) Дата ояублковвняв однсаннв 07. 10 .821Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автома тического управления электроприводами постоянного тока, и может быть ис" пользовано для регулирования тока ,электроподвижных установок,Известно устройство для регули.рования тока тяговых электродвигателей, обеспечивающее постоянную час- . тоту переключения тиристорного ключа путем периодических импульсов на выключение и содержащее генератор задающих импульсов, подсоединенный через дифференцирующие цепи к формирователю задержанных импульсов, и первому входу триггера, выходу блока сравнения текущего и заданных значений тока якоря к формирователю блокировочных импульсов. Формирователь задержанных импульсов подключен 20к второму входу триггера и через дифференцирующую цепь - к усилителю цепи запирания тиристорного ключа. Формирователь блокйровочных импульсов1 подключен к входу блока сравНения текущего и заданного значений тока якоря. Выход триггера соединен с усилителем в цепи открывания тиристорного ключа 1Однако несовпадение момента достижения регулируемым током якоря уровня тока уставки с моментом формирования импульса управления тиристорнымф ключом по релейному способу вызывает переход регулируемого тока за уровень тока уставки, что увеличивает амплитуду пульсаций регулируемого тока и вызывает автоколебания гармонических составляющих регулируемого тока с частотами, меньшими частоты регулирования (синхронизации ), кроме того, амплитуда низкочастотных автоколебаний не превос,ходит среднего значения переходов регулируемым током уровня тока устав:ки.Наиболее близким по технической ,сущности к изобретение является устройство, содержащее измерительный преобразователь тока, подключенный че рез блок сравнения текущего и заданного значений тока якоря к входу блока инверсии и к входу блока переклю чений,другие входы которого пядключены к выходам блока изменения структуры и формирователей блокировочных и задержанных импульсов, входы которых соединены с выходом ге ,нератора задающих ймпульсов, выходы блока переключений подключены к входам.триггера, выходы котопого соедиМены через усилители с тиристорным ключом и .с входами блока изменения 1 структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержан" ных импульсов 21.Недостатком этого устройства для. релейного регулирования тока явля- Зф ется использование дискретной формы информации о текущем значении регулируемого тока, которая вызывает отклонения регулируемого тока от уровня тока уставки и, вследствие этого 2 Зфнизкочастотные автоколебания с частотой следования, меньшей частоты синхронизации, которые могут оказывать, например, мешающее воздействие на устройства сигнализации, централизации, блокировки и .связи железных дорог, обеспечивающие безопасность движения.При относительной продолжительности включенияс 0;5 синхронизация частоты коммутации тиристорного ключа осуществляется периодическим включением его, ограничение возрастающе.го тока осуществляется релейным спо" собом. Иаксимально возможное возрастание тока после достижения им уров. ня тока уставки может продолжаться практически в течение. периода следования выходных импульсов измери 43 тельного преобразователя тока.При0,5 синхронизация частотыкоммутации тиристорного ключа осу"ществляется периодически выключениемего, ограничение спадающего токарелейным способом. Иаксимально воз- фможное спадание тока после достижения им уровня тока уставки можетпродолжаться дольше,чем в предыдущем случае, поскольку одновременно суменьшением тока по амплитуде обрат- Ино пропорционально увеличивается период следования выходных импульсовизмерительного преобразователя тока. Цель изобретения - повышение ка чества регулирования тока электродви-.гателя.Поставленная цель достигается темчто в устройство введен одновибратор, вход которого соединен с измерительным преобразователем тока, а выход - с вторым входом блока инверсии.Кроме того, блок сравнения содержит формирователи пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему сложения к входу компаратораНа фиг, 1 представлена структурная схема релейно-импульсного регулятора тока электродвигателя; на фиг. 2 - временные диаграммы процесса формирования импульсов управления по релейному способу на закрывание тиристорного ключа; на фиг,3- то же, на открывание тиристорного ключа,Релейно-.импульсный регулятор тока электродвигателя содержит ( фиг. 1измерительный преобразователь 1 токаякоря электродвигателя 2, подключен"ный через .блок 3:сравнения текущегои заданного значений тока якоря к входу блока 4 инверсии и к входу блока5 переключений, другие входы которого подключены к выходам блока бизменения структуры и формирователей 7 и 8 блокировочных и задержан-ных импульсов, входы которых соединены с выводом генератора 9 задающихимпульсов, выходы блока 5 переключений подключены к входам триггера10, выходы которого соединены через усилители 11 и 12 с тиристорнымключом 13 и с входами блока б, другой вход блока 6 соединен с выходомФормирователя 8, одновибратор 14,вход которого соединен с измерительным преобразователем тока 1, а выход " с вторым входом блока 4,Блок 3 сравнения содержит формирователи 15 и 16 пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему 17 сложения к входу компаратора 18.Блок 4 инверсии содержит последовательно соединенные триггер 19 и логическую схему и-НЕ 20, первые входы которых подключены к одновибратору 14.Устройство работает следующимобразом.5 964При пуске электродвигателя 2 из неподвижного состояния ток якоря0 и импульсный измерительный преобразователь 1 тока генерирует переменное напряжение прямоугольной Формы с з начальной частотой 1, На компаратор 18 блока 3 сравнения поступает напряжение пилообразной. формы со схемы 17, на которую поступает с Формирователей 15 и 16 соответственно 19 пилообразное напряжение, сформированное по одному полупериоду напряжения.Результат сравнения компаратором 18 напряжения О, соответствующего 1% величине тока уставки 1, и пилообразного напряжения со схемы 17 поступает на входы блока переключения 5 (фиг,2. Ь,с,д) и триггера 19. Одно- вибратор 14 Формирует по положитель ному и отрицательному периодам импуль, сов измерительного преобразователя фтока импульсы напряжения ( фиг.2 е) по .длительности на порядок меньше пе.- риодов следования импульсов напря з жения измерительного преобразователя 1.Отрицательными перепадами импульсов напряжения с выхода блока 3 сравкения и одновибратора 14 триггер 19 эв устанавливается в противоположное состояние (Фиг,2 т).На выходе логигической схемц И-НЕ 20 напряжение соответствует "1" ( фиг.2 к ). Следовательно, при наличии импульсов напряжения на выходе блока 3 сравнения блок 4 инверсии не формирует импульсц напряжения.При ограничении по релейному способу возрастающего тока напряжения с выходов блока 6 изменения структуры, поступая на входы блока 5 переключения, осуществляют коммутацию элементов последнего. В этом случае на первый вход триггера 10 и вход усилителя 12 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от фор-. мирователя 8 задержанных импульсов. Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние и отрицательным перепадом импульса напряжения с пер" вого выхода запускает формирователь импульсов усилителя 12 на открывание тиристорного ключа 13, Если триггер 10 находится в состоянии, противоположном указанному ( при пуске элек" тродвигателя 2 из неподвижного состояния ), то импульсы напряжения постоянной частоты проходят через уси 941 блитель 12 на открывание тиристорного ключа 13 с Формирователя 8 задер жанных импульсов.Ток якоря электродвигателя 2 уве" личивается, частота измерительногопреобразователя 1 тока возрастает, ипри достижении регулируемым токомуровня тока уставки блок 3 сравнения прекращает формирование импульсов напряжения. Триггер 19 устанавливается в одно устойчивое состояние, и с выхода блока 4 инверсии (фиг.2 к ) импульсы напряжения поступают через блок 5 переключения навторой вход триггера 10, Триггер10 устанавливается в противоположноесостояние, и отрицательным перепадомимпульса напряжения с второго выходазапускается формирователь импульсов усилителя 11 на закрывание тиристорного ключа 13 Ток якоря при этом может перейти за уровень тока уставки на величину Ь 1, которая определяется только полупериодом следования выходных импульсов измерительного преобразователя 1 тока(фиг.2 а),После закрывания тиристорного ключа 13 ток якоря электродвигателя 2 и частота измерительного преобразователя 1 тока уменьшаются, блок 3 сравнения начинает Формирование импульсов напряжения, а блок 4 инверсии прекращает. При поступлении на первый вход триггера 10 через блок 5 переключения импульсов напряжения постоянной частоты от формирователя 8 задержанных импульсоввышеописанный процесс повторяется, При увеличении относительной продолжительности включения тиристорного ключа 13 скорость нарастания регулируемого тока уменьшается, а скорость спадания- увеличивается. При"- 0,5 блок 6 иэиенеиия структуры осуществляет коммутацию элементов блока 5 переключе ния. При У 0,5 по релейному способу осуществляется ограничение спадающего тока. В этом случае на второй вход триггера 10 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от фор. мирователя 8 задержанных импульсов и запрещается их прохождение на вход усилителя 12 в цепи открывания тиристорного ключа 13. Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние и отрицательным перепадом напряжения с второго выхода триггера 10 запускается формирователь иы;1 8уставки тока якоря 1, обеспечивающее уменьшение автоколебаний гармони-ческих составляющих регулируемоготока якоря с частотами, меньшимичастоты регулирования (синхронизации системы), поскольку амплитуданизкочастотных составляющих не превосходит средней величины переходоврегулируемого тока за уровень токауставки, т.е улучшается качество ре.гулирования тока электродвигателя. Формула изобретения 1, Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя, содержащий измерительный преобразователь тока, подключенный через блок сравнения текущего и заданного значения тока якоря к входу блока инверсии и к входу блока переключений, другие входы которого подключены к выходам блока изменения структуры и Формирователей блокировочных и задержанных импульсов, входы которых соединены с выходом генератора задающих импульсов, выходы блока переключений подключены к входам триггера, выходы которого:.соединены через усилители с тиристорным ключом и с входами блока изменения структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержанных импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введен одновибратор вход которого соединен с измерительным преобразователем тока, а выходс вторым входом блока инверсии,2. Регулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок сравнения содержит формирователи пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему сложения к вхофду компаратора.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Нф 395296, кл. Н 02 Р 5/16, 1972.2. Авторское свидетельство СССР М 481476, кл. Н 02 Р 5/16, 1976. 7 96494 пульсов закрывания усилителя 11. Им-" пульс напряжения с выхода усилителя 11 поступает на закрывание тиристорного ключа 13. Ток якоря электродвигателя 2 и частота измерительного . преобразователя 1 тока уменьшаютсяпри спадании,: тока до ур 8 вня тока уставки блок 4 инверсии прекращает формирование импульсов напряжения. С выхода блока 3 сравнения 1 О1, Фиг.3 к ) импульс напряжения поступает через блок 5 переключения на первый вход триггера 10, Триггер 10 устанавливается в другое состояние, по отрицательному перепаду импульса на" 1 З пряжения с первого выхода запускается формирователь импульса открыва" ния тиристорного ключа 13 усилителя 12,. Импульс напряжения с выхода усилителя 12 открывает тиристорный щ ключ 13. При поступлении на второйвход триггера 10 импульсов напряжения постоянной частоты через блок 5 переключения от Формирователей 8 за" держанных импульсов вышеописанный И процес повторяется.Выходной импульс напряжения формирователя 8 задержанных импульсовнаходится в зоне действия блокировочных импульсов формирователя 7.Дпительность зоны действия блокировочных импульсов устанавливаетсядостаточной для исключения срыва коммутации тиристорного ключа 13.Таким образом, одновибратор 14Формирует импульсы напряжения каждый3полупериод следования импульсов измерительного преобразователя 1 токапилообразное напряжение формируется каждый полуйериод следования импульсов измерительного преобразователя401 тока, и в соответствии с этим сокращается приблизительно вдвое максимальный промежуток времени междумоментом достижения регулируемымтоком якоря уровня тока уставки имоментом формирования сигнала управ-.ления тиристорным ключом 13 по релейному способу (промежуток времени с на фиг.2 и Фиг.3) . Этим достигается уменьшение приблизительновдвое перехода 61 за уровень тока/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 7685/44ВНИИПИ Государпо делам изо113035, Москва Заказ Тираж 72ственногобретений иЖ"35 Рае а е те ав Под омитета СССР открытий щская наб., д