УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для защиты электрических двигателей постоянного тока от аварийных режимов работы.
Известно устройство защиты двигателя постоянного тока, описанное в кн. Терехов В.М., Осипов О.И. Система управления электроприводов - М: Академия, 2005 г. с.115-121, которое содержит источник питания, плюсовой вывод которого соединен с одним электродом силового управляемого ключа, включенного последовательно с двигателем постоянного тока, выход которого соединен с одним входом датчика тока, другой вход которого подключен к минусовому выводу источника питания, схему обратной связи, состоящую из последовательно соединенных усилителя и блока сравнения, при этом к другому входу последнего подключен блок уставки. Ток, протекающий через двигатель, снимается с датчика тока, усиливается усилителем и подается на блок сравнения, сравнивающий текущее значение тока двигателя с заданным уровнем предполагаемого тока короткого замыкания. При появлении режима короткого замыкания якорной цепи ток, потребляемый двигателем, достигает уровня тока короткого замыкания, что фиксируется блоком сравнения цепи обратной связи, в результате чего цепь питания двигателя размыкается путем выключения силового ключа.
Недостатком данного способа является низкая надежность, обусловленная зависимостью тока короткого замыкания двигателя от напряжения питания двигателя, параметров электродвигателя и нагрузки на валу двигателя.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы устройства.
Решение технической задачи достигается тем, что известное устройство защиты двигателя постоянного тока, содержащее источник питания, плюсовой
вывод которого подключен с одному электроду силового ключа, управляющий электрод которого соединен с выходом блока сравнения, а другой электрод подсоединен к двигателю постоянного тока, соединенного с одним входом датчика тока, другой вход которого подключен к минусовому выводу источника питания, усилитель, последовательно соединенный с одним входом блока сравнения, другой вход которого подключен к блоку уставки, снабжено дифференциатором, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход подключен к входу усилителя.
Устройство защиты двигателя постоянного тока содержит источник питания 1, плюсовой вывод которого соединен с одним электродом силового ключа 2, другой электрод силового ключа 2 подключен к двигателю постоянного тока 3, соединенному с одним входом датчика тока 4, другой вход которого подключен к минусовому выводу источника питания 1. Выход датчика тока 4 соединен с входом дифференциатора 5, а выход подключен к входу усилителя 6, при этом выход последнего соединен с одним входом блока сравнения 7, другой вход которого подключен к блоку уставки 8, а выход соединен с управляющим электродом силового ключа 2.
Устройство защиты двигателя постоянного тока работает следующим образом.
В процессе работы двигателя постоянного тока 3, ток, потребляемый двигателем постоянного тока 3 от источника питания 1, имеет постоянную и переменную составляющие. Наличие датчика тока 4 в цепи питания двигателя постоянного тока 3, позволяет получить информацию о токе этого двигателя 3. В дифференциаторе 5 производится выделение переменной высокочастотной составляющей выходного сигнала датчика тока 4. Постоянная составляющая выходного сигнала датчика тока 4 двигателя постоянного тока 3 является неинформированной, поэтому она отсекается дифференциатором 5. Вследствие низкой амплитуды, выходной сигнал дифференциатора 5 усиливается усилителем 6.
При вращении ротора двигателя постоянного тока 3 переменная высокочастотная составляющая присутствует в токе двигателя 3, так как она обусловлена особенностями работы двигателя постоянного тока 3, проявляющимися только при вращении ротора.
Таким образом, в блоке сравнения 7, на один вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 6, а на второй - сигнал от блока уставки, фиксируется превышение амплитуды сигнала на выходе усилителя 6 над сигналом от блока уставки 8. Это показывает, что максимальный момент на валу двигателя постоянного тока 3 не превышен и ротор вращается.
При остановке ротора, вызванной превышением максимального момента на валу двигателя постоянного тока 3, переменная высокочастотная составляющая тока которого пропадает, амплитуда выходного сигнала усилителя 6 не превышает сигнала блока уставки 8, что фиксируется блоком сравнения, после чего размыкается силовой управляемый ключ 2 и двигатель постоянного тока 3 отключается от источника питания 1.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет реализовать отключение двигателя постоянного тока от источника питания при остановке ротора, вызванной превышением максимального момента на валу двигателя. Кроме того, использование такого устройства обеспечивает повышение надежности, так как наличие переменной высокочастотной составляющей в токе двигателя постоянного тока зависит только от факта вращения ротора двигателя.