Результат интеллектуальной деятельности: Система управления двигателем постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники и управления двигателя постоянного тока и может быть использовано в контуре управления приводом стопорения конструкций с большим моментом инерции.

В качестве прототипа нами принята система управления двигателем постоянного тока и трехфазного переменного, описанная в книге «Общая электротехника» под редакцией А.Т. Блажкина (издание второе, переработанное, Ленинградское отделение «Энергия», 1971 г.). Данная система содержит включенные в цепь питания двигателя переключатель и цепь торможения, содержащую параллельно соединенный с двигателем резистор.

В качестве «тормоза» в данной системе применяются нагрузки и дополнительные резисторы, на которых рассеивается энергия, накопленная двигателем во время разгона. При подаче питания электрический ток через переключатель запускает вращение двигателя, в определенный момент времени переключатель переводится в противоположное положение, что приводит к разрыву цепи питания и замыканию обмотки статора через резистор на ротор, что переводит двигатель в режим генератора, полученная энергия переводится в тепловую и рассеивается на резисторе. Для повторного разгона двигателя необходимо перевести переключатель в исходное положение.

Недостатком данной системы является то, что переключения режимов разгона и остановки происходят вручную, что, в свою очередь, приводит к нестабильной работе привода.

Задачей предполагаемого изобретения является автоматическое переключение режимов остановки и запуска привода в нужный момент времени с целью повышения надежности работы.

Поставленная задача решается системой управления двигателем постоянного тока, которая содержит включенные в цепь питания двигателя переключатель и цепь торможения, содержащую параллельно соединенный с двигателем резистор, при этом новым является то, что переключатель состоит из пускового реле и реле выключения двигателя, реле выключения двигателя включено в цепь питания двигателя последовательно, а на входе реле выключения двигателя параллельно установлены соединенные последовательно токоограничивающий резистор и конденсатор. При этом пусковое реле и реле выключения двигателя выполнены среднеточными. Также параллельно реле выключения двигателя подключен транзистор с шунтирующим диодом, который подключен через контактную группу к конденсатору одним выводом последовательно через резистор.

В предлагаемой системе управления двигателем постоянного тока динамическое торможение осуществляется подачей только одного сигнала на вращение двигателя, а перевод с режима торможения на разгон происходит автоматически.

Предполагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на рис. 1 изображена электрическая схема предлагаемой системы управления двигателем постоянного тока, а на рис. 2 изображена данная схема с применением другой элементной базы.

Система, изображенная на рис. 1, содержит:

1 - переключатель, включающий слаботочную цепь;

2 - пусковое реле;

3 - 1-я контактная группа реле 2;

4 - двигатель постоянного тока;

5 - контактная группа реле 8;

6 - резистор;

7 - токоограничивающий резистор для зарядки конденсатора 10;

8 - реле;

9 - 2-я контактная группа реле 2;

10 - конденсатор.

Система управления двигателем постоянного тока содержит два участка - слаботочный и силовой. Слаботочный участок включает в себя пусковое реле 2. Силовой участок содержит контактную группу 3 реле 2 и при подаче питания с помощью переключателя 1 она переходит в положение «замкнуто».

Данная система работает следующим образом. В момент времени t, при подачи питания путем перевода переключателя 1 в положение замкнуто, пусковое реле 2 переводит контактную группу 3 реле 2 в положение «замкнуто» и двигатель постоянного тока 4 начинает вращение, при этом через параллельно подключенный токоограничивающий резистор 7 начинает протекать ток который через контактную группу 9 заряжает конденсатор 10. В момент времени t₁ происходит снятие питания, контактные группы 3 и 9 реле 2, переходят в первоначальное положение и конденсатор 10 начинает разряжаться, замыкая реле 8 соединенного последовательно с конденсатором 10. Контактная группа 5 реле 8 переходит в положение «замкнуто». При этом двигатель 4 переходит в режим генератора, накопленную кинетическую энергию переводит в электрическую и через резистор 6, соединенный параллельно с двигателем 4, энергия переводится в тепло, которое может быть рассеяно как на корпус блока, в котором смонтирована схема, так и в окружающую среду. В момент времени t₂ конденсатор 10 разряжается и реле 8 переходит в первоначальное состояние.

Это же решение можно реализовать с применением транзистора с шунтирующим диодом вместо реле поз. 8, которая изображена на рис. 2.

Система, изображенная на рис. 2 содержит:

1 - переключатель, включающий слаботочную цепь;

2 - пусковое реле;

3 - контактная группа реле 2;

4 - двигатель постоянного тока;

5 - резистор;

6 - токоограничивающий резистор для зарядки конденсатора 10;

7 - реле;

8 - транзистор;

9 - контактная группа реле 7;

10 - конденсатор.

Как и в случае, изображенном на рис. 1, система управления двигателем постоянного тока содержит два участка: слаботочный и силовой. Слаботочный содержит пусковое реле 2, соединенное последовательно с двигателем постоянного тока 4, которое при подаче питания переводит силовую контактную группу 3 пускового реле 2 в положение «замкнуто», и двигатель начинает вращение, при этом через контактную группу 9 реле 7 и токоограничивающий резистор 6 протекает ток, который заряжает конденсатор 10. В момент времени t₁, при снятии питания, контактные группы 3 реле 2 и 9 реле 7 переходят в первоначальное положение и конденсатор 10 начинает разряжаться, подавая потенциал на транзистор 8, соединенный последовательно с конденсатором 10, который «открывается» и двигатель накопленную кинетическую энергию переводит в электрическую, далее через резистор 5, соединенный параллельно с двигателем 4, в тепло, которое может быть рассеяно как на корпус блока, в котором смонтирована схема, так и в окружающую среду. В момент времени t₂ конденсатор 10 разряжается и транзистор 8 «закрывается», система переходит в первоначальное состояние.

Таким образом, данное изобретение позволяет осуществлять переключение режимов разгона и остановки двигателя автоматически, что приводит к стабильной работе привода.