Устройство для управления электродвигателем

Устройство для управления электродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее мультивибратор , ключ прерывистого вращения , соединенный последовательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер , ключ реверса и реле реверса, отличающееся тем, что, : с целью расщирения пределов регулирования и повышения надежности в работе , в него введены силовой управляемый ключ, элемент задержки, второй триггер, первый коммутатор, подключенный первым входом к вькоду мультивибратора, и последовательно соединенные задатчик частот вращения, yпpaвляe lь й генератор опорной частоты , второй коммутатор, блок совпадения , делитель частоты и инвертор подключенный через элемент задержки к входу первого триггера, причем второй вход второго коммутатора соединен с первым выходом второго триггера , второй выход которого соединен с вторыми входами первого коммутатора и инвертора и с входом ключа преО ) рывистого вращения, а вход - с выходом делителя частоты, второй вход с блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового .управляемого ключа, соединенного последовательно ю с реле реверса. о 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3603726/24-07 (22) 09. 06. 83 (46) 23.10.84. Бюл. Р 39 (72) Е.С. Бондарь, Н.Ф. Тимошенко ,.и И.А..Алексеев (71) Всесоюзный научно-исследовательский экспериментально-конструкторский институт электробытовых машин и приборов (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Патент Франции Ф 2253121, кл. D 06 F 33/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 792221, кл. G 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 триггер, ключ реверса и реле реверса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения пределов регули 1д) Н 02 P 5/06, G 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 выходу мультивибратора, и последовательно соединенные задатчик частот вращения, управляемый генератор опорной частоты, второй коммутатор, блок совпадения, делитель частоты и инвертор подключенный через элемент задержки к входу первого триггера, причем втброй вход второго коммутатора соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с вторыми входами первого коммутатора и инвертора и с входом ключа прерывистого вращения, а вход - с выходом делителя частоты, второй вход блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового. управляемого ключа, соединенного последовательно с реле реверса.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения как прерывистого реверсирования, так и непрерывистого вращения электродвигателей переменного и постоянного тока.

Известно устройство для управления электродвигателем, содержащее реле реверса и последовательно соединенные мультивибратор, ключ и ре- fO ле прерывистого вращения электродвигателя $1) .

Недостатком данного устройства является то, что оно обладает невы сокими функциональными возможностя- fS ми. При управлении электродвигателем

1 устройство обеспечивает только .один режим, вращение электродвигателя в одну сторону — 5 с, затем пауза10 с и вращение электродвигателя в 20 другую сторону - 5 с.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления электродвигателем, содержащее мультивибратор, ключ прерывистого вращения., соединенный последо- вательно с реле прерывистого вращения, и последовательно включенные первый триггер, ключ реверса и репе ЗО реверса (2J .

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не поз- воляет изменять в широких преде- 35 лах временной режим работы электродвигателя. Это объясняется тем, что в известном устройстве формирование длительности времени вращения и паузы осуществляется от одного и 4р того же мультивибратора. Кроме того, применение одного мультивибратора не позволяет производить коммутацию обмоток электродвигателя во время формирования паузы, что приводит к его д низкой надежности вследствие того, что коммутация обмоток электродвигателя происходит во время, когда через контакты реле проходит пусковой и . рабочий ток электродвигателя, т.е. когда он подключен к источнику питания, а это вызывает искрение, подгорание и разрушение контактов реле реверса, что приводит к преждевременному выходу их из строя и всего уст" 55 ройства в. целом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

71 2 и повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электродвигателем, содержащем мультивибратор, ключ прерывистого вращения, соединенный последовательно с 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 выходу мультивибратора, и последовательно соединенные 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 второй вход второго коммутатора соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с вторыми входами. первого коммутатора и инвертора и с входом ключа прерывистого вращения, а вход — с выходом делителя частоты, второй вход блока совпадения подключен к выходу первого коммутатора, выход реле .прерывистого вращения соединен с управляющим входом силового управляемого ключа, соединенного последовательно с реле .реверса.

На чертеже представлена структурная схема устройства управления электродвигателем.

Оно,содержит мулвтивибратор 1, ключ 2 прерывистого вращения, соединенный последовательно с реле 3 прерывистого вращения, последовательно включенные триггер 4, ключ 5 реверса и реле 6 реверса, .а также силовой управляемый ключ 7, элемент задержки 8, второй триггер 9, первый коммутатор 10, подключенный первым входом к выходу мультивибратора 1, и последовательно соединенные задатчик

l1 частот вращения, управляемый генератор опорной .частоты 12, второй коммутатор 13, блок 14 совпадения, делитель 15 частоты и инвертор 1б, подключенный через элемент задержки 8 ко входу триггера 4. Второй вход второго коммутатора 13 соединен с первым выходом второго триггера 9, второй выход которого соединен со вторыми входами первого коммутатора

1120471

10 и инвертора 16 и с управляющим входом ключа 2 прерывистого вращения, а вход — с выходом делителя 15 частоты. Второй вход блока 14 совпадения подключен к выходу первого коммутатора 10. Выход реле прерывистого вращения 3 соединен с управляющим входом силового управляемого ключа 7, выходом подключенного к электродвигателю 17, в цепь питания 10 которого последовательно включено реле 6 реверса. Выход выпрямителя,18, соединенного с источником питания (не показан), подключен ко входу стабилизаторов 19 и 20, выход пер- 15 вого Hs которых подключен ко второму входу управляемого генератора 12 опорной частоты, а выход стабилизатора 20 — ко входу мультивибратора

1 и к шинам питания ключа 2 прерывис- 20 того вращения, триггера 4, ключа 5 реверса, триггера 9, коммутаторов

10 и 13,. блока 14 совпадения, делителя 15 частот и инвертора 16.

Устройство для управления электро-25 двигателем работает следующим образом.

При включении устройства управляемый. генератор 12 опорных частот вырабатывает непрерывную последова- gp 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 логический потенциал, присутствующий на вто., ром входе этого коммутатора, разре. шает 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.

На выходе делителя 15 частоты в - 59 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.

С 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 встречнопараллельных 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 потен1120471 циал, который разрешает прохождение прямоугольных импульсов мультивибратора 1 на его выход и,на вход блока

14 совпадения.

Блок 14 совпадения пропускает на выход импульсы или от управляемого генератора 12 опорных частот, или от мультивибратора 1 только в том случае, если совпадают логические потенциалы на его входах. С выхода блока 14 совпадения прямоугольные импульсы мультивибратора 1 .поступают на вход делителя 15 частоты. Импульсы мультивибратора 1 имеют противоположную полярность импульсам управляе- 15 мого генератора 12 опорных частот.

Поэтому при поступлении импульсов мультивибратора 1 на вход делителя 15 частоты Hà его выходе начинает формироваться импульс паузы, имеющий 20 противоположную полярность по отношению к импульсу вращения. Кроме того, при опрокидывании триггера 9 логический потенциал с его второго выхода отпирает 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 обмотки

40 возбуждения происходит в обесточенном состояния, когда электродвигатель

17 отключен от источника питания и через контакты реле 6 реверса не про45 ходит ток, ° Элемент задержки типа реле времени образован конденсатором и входным сопротивлением триггера 4 и обеспечивает задержку включения триггера 4 на величину, равную половине длитель-50 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- 5S 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, который 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 диск 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.

B процессе коммутации резисторов происходит изменение периода повторения импульсов, т.е. изменение опорной частоты на выходе управляемого.

1120471

ВНИИПИ Заказ 7757/43 Т аж 666 Нопписное

ИР

Фллаал tHE "Патеат, т.улторол, .Ул.Проеатлал, 4 генератора 12 опорных частот. Кроме того, данное устройство позволяет осуществлять непрерывный режим вращения электродвигателя 17 в зависимости от конкретных условий его эксплуата- 5 ции. Осуществляется это путем закорачивания информативного входа управляемого генератора 12 опорных частот с помощью задатчика 11 частот вращения.

Предлагаемое 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 подается разрешение на включение первого триггера 4, который управляет ключом 5 реверса. Только при этом условии может сработать реле 6 реверса и произойдет коммутация обмотки возбуждения в однофазном электродвигателе или переключение 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 службы, повышает надежность работы всего устройства.