SU817954A1 - Устройство дл управлени реверсив-НыМ ВЕНТильНыМ элЕКТРОпРиВОдОМ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах управлени  реверсивными вентильными электроприводами.

В.промышленности широко примен ютс  реверсивные вентильные электроприводы как с раздельным управлением двухкомплектным вентильным преобразователем, так и с переключателем (реверсором) в цепи  кор  двигател .

Эти электроприводы содержат реверсивный тиристорный выпр митель, выполненный обычно по мостовой схеме с раздельным управлением мостами, либо нереверсивный выпр митель, содержаший один, мост и переключатель (реверсор) в цепи выпр мленного напр жени . При большой мощности привода примен етс  последовательное или параллельное соединение мостов.

В качестве нагрузки выпр мителей используетс  в основном двигатель посто нного тока независимого возбуждени  с однозонным нлидвухзонным регулированием частоты враш.енй . В последнем случае регулирование частоты вращени  двигател  выше номинальной осуществл етс  уменьшением потока возбуждени  двигател . Питание обмотки возбуждени  двигател  осуществл етс  обычно от вентильного (тиристорного ) возбудител . Датчиком частоты вращени  двигател  служит тахогенератор 1.

Недостатком указанного электропривода  вл етс  недостаточна  надежность при инвертировании. Наиболее частой причиной , вызь1вающей срыв инвертировани  (опрокидывание инвертора)  вл етс  внезапное понижение напр жени  сети переменного тока при инвертировании.

Внезапное снижение напр жени  питающей сети переменного тока вызывает увеличение тока преобразовател , работающего в инверторном режиме. Это приводит к увеличению углов коммутации и, если инвертирование происходит при небольших углах Д опережени  включени  инвертора, угол коммутации становитс  больше угла /, и инвертор опрокидываетс .

Claims (2)

1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство управлени  вентильным электроприводом , содержащее реверсивный вентильный преобразователь в цепи  кор  электродвигател , нереверсивный тиристорный преобразователь в цепи обмотки возбуждени  электродвигател . Система управлени  содержит типовые элементы управлени  вентильным приводом: блок импульсно-фазового управлени , усил тель этого блока, компаратор, блок задани  частоты вращени , датчик частоты вращени , выполненный в виде тахогенератора, блок зависимого регулировани  возбуждени  двигател . Кроме типовых элементов управлени , система управлени  содержит датчик инверторного режима. При нарущеНИИ инвертировани  устройство автоматически выдает отпирающие импульсы на последующий по пор дку включени  тиристор, что приводит к увеличению угла Д и воестановлению нормальной коммутации инвертора 2. Недостатком указанного устройства  вл етс  то, что автоматическое увеличение угла при неизменной ЭДС электродвигател  приводит к лавинообразному увеличению инвертируемого тока. Указанное  вление особенно опасно в приводах с двухзонным регулированием частоты вращени  при торможении электродвигател  со скоростью выще номинальной, так как в этом случае одновременно с уменьшением частоты вращени  электродвигател  возрастает его магнитный поток, и ЭДС электродвигател  в течение времени торможени  до номинальной частоты вращени  остаетс  неизменной. Таким образом, устройство обладает недостаточной надежностью при инвертировании , особенно при двухзрнном регулировании частоты вращени  электродвигател . Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства дл  управлени  вентильным электроприводом при инвертировании . Указанна  цель обеспечиваетс  тем, что устройство дл  управлени  вентильным элек троприводом, содержащее реверсивный вентильный преобразователь, включенный в цепь  кор  электродвигател  посто нного тока, нереверсивный вентильный преобразователь , включенный в цепь обмотки возбуждени  упом нутого электродвигател , последовательно соединенные между собой блок задани  частоты вращени  двигател , ком- ., паратор, усилитель и блок импульсно-фазового управлени , выход которого подключен к реверсивному j вентильному преобразователю , к другому входу блока импульсно-фазового управлени  подключен блок коррекции инверторного режима, последовательно 50 соединенные вторые усилитель и блок импульсно-фазового управлени , выходом подключенный к нереверсивному вентильному преобразователю, датчик частоты вращени  электродвигател , блок зависимой регулировки возбуждени  электродвигател , вход которого подключен к реверсивному вентильному преобразователю, а выход - к первому входу второго усилител , и датчик инверторного режима, один вход которого соединен с датчиком частоты врашени  электродвигател  и вторым входом компаратора, а другой вход датчика инверторного режима подключен ко второму входу блока задани  частоты вращени , снабжено датчиком напр жени  сети, логическим элементом И, однофазным мостовым выпр мителем, пороговым элементом и дифференцирующим элементом, причем один вход логического элемента И через пороговый элемент и однофазовый мостовой выпр митель подключен ко второму входу компаратора, второй вход логического элемента И подключен к выходу датчика инверторного режима, третий вход указанного элемента через дифференцирующий элемент соединен с датчиком напр жени  сети, выход логического элемента И соединен со вторым входом второго усилител  и со своим третьим входом. На чертеже изображено устройство дл  управлени  реверсивным вентильным электроприводом , схема. Схема содержит двигатель 1 посто нного тока независимого возбуждени ,  корь которого подключен к реверсивному вентильному преобразователю 2, а обмотка возбуждени  - к нереверсивному вентильному преобразователю 3. Система управлени  содержит блок 4 импульсно-фазового управлени  преобразователем 2 и блок 5 импульсно-фазового управлени  преобразователем 3. К входам упом нутых блоков подключены соответственно выходы усилителей 6 и 7. Кроме того, ко второму входу блока 4 подсоединен выход блока 8 коррекции инверторного режима. Вход усилител  6 подключен к выходу компаратора 9, входы которого присоединены к блоку to задани  скорости и тахргенератору 11, механически св занному с валом двигател  1. Тахогенератор 11 подключен , кроме того, к диагонали переменного тока однофазного мостового выпр мител  12 и к одному из двух входов блока 13 определени  инверторного реж.има. Второй вход блока 13 соединен со вторым выходом блока 10. Выход однофазного мостового выпр мител  12 через стабилитрон 14 соединен с одним из трех входов логического элемента И 15, второй вход которого л 1 сrtrr-f V f l -п-апп .rt « ключен к выходу блока 13, а третий вход через конденсатор 16 св зан с выходом датчика 17 напр жени  питающей сети. Выход логического элемента И 15 соединен с одним из трех входов усилител  7 и собственным третьим входом. Ко второму входу усилител  7 подключен выход блока 18 зависимого управление возбуждением двигател , вход которого включен на зажимы вентильного преобразовател  2. Ко входу блока 10 подключено задающее напр жение Uj, а к третьему входу усилител  7 - эталонное напр женке U. Устройство работает следующим образом. При нулевом сигнале .задани  скорости и О вентильный преобразователь 2 заперт и выпр мленное напр жение на  коре двигател  1 равно нулю. На вход усилител  7 подано посто нное напр жение U, под действием которого выходной сигнал усилител  обеспечивает открытие вентильного преобразовател  3 с углом iC, соответствующим номинальному напр жению возбуждени  двигател . Таким образом, в состо нии готовности к работе по обмотке возбуждени  двигател  протекает номинальный ток. По вление отличного от нул  сигнала задани  Uj т О на входе блока 10 вызывает формирование по линейному закону напр жени  на его выходе, т. е. блок 10 представл ет собой задатчик ускорени  привода (задатчик интенсивности),  вл ющийс  типовым элементом систем вентильного привода . Сигнал с блока 10 сравниваетс  в компараторе 9 с сигналом обратной св зи по скорости, снимаемым с тахогенератора 11, и их алгебраическа  сумма поступает на вход усилител  6. Усилитель 6 управл ет работой блока импульсно-фазового управлени  4, следовательно, выходной сигнал усилител  6 определ ет величины углов elf в обоих комплектах вентилейпреобразовател  2, т. е. определ ет величину и пол рность подводимого к  корю двигател  1 напр жени . Кроме описанного выше канала регулировани  скорости привода обычно предусматриваетс  в канал регулировани  тока, тоже  вл ющийс  ти повым элементом системы регулировани . Разгон привода до скорости, близкой к номинальной, происходит при неизменной величине тока возбуждени  двигател . Когда напр жение на  коре достигнет 90- 95% от номинального, на выходе блока 18 зависимого управлени  возбуждением двигател  по вл етс  сигнал, действующий встречно сигналу Us. В результате усилитель 7 измен ет свой выходной сигнал в сторону уменьшени  тока возбуждени  - происходит разгон двигател  до максимальной скорости. Таким образом, в схеме предусмотрено зависимое регулирование возбуждени  двигател , что также  вл етс  типовым решением и примен етс  в серийных электроприводах. При частоте вращени  двигател  выще 0,9 от номинальной, сигнал с тахогенератора 11, поступающий на стабилитрон 14 через однофазный мостовой выпр митель 12, выполненный на диодах, становитс  вы-, ше напр жени  стабилизации стабилитрона , т. е. на первом входе логического элемента И 15 по вл етс  напр жение. При переходе двигател  в тормозной режим (инвертирование) соотношени  между модул ми сигналов на входе блока 13 таковы , что на его выходе по вл етс  напр жение , поступающее на второй вход логического элемента И (при инвертировании модуль сигнала с тахогенератора больше модул  сигнала с блока 10, т. е. фактическа  скорость больше заданной). При стабильном или превышающемс  в процессе инвертировани  напр жении еети сигнал на выход.е датчика 17 напр жени  равен нулю, поэтому логический элемент И 15 остаетс  выключенншм. Однако даже кратковременное снижение напр жени  в сети переменного тока вызывает по вление напр жени  на выходе датчика 17, которое через дифференцирующий конденсатор 16 попадает на третий вход логического элемента И. Совпадение сигналов на всех тре. входах логического элемента И приводит к по влению логической единицы на его выходе и одновременному блокированию по треьему. входу наличи  обратной св зи с выхода на вход. Единица на выходе логического элемента И будет до тех пор, пока не исчезнет сигнал на одном из двух первых входов его. Это произойдет в двух случа х: при прекращении инвертировани  (выход блока 13 равен нулю), либо при уменьшении частоты вращени  двигател  до 0,9 от , номинальной стабилитрон 14 заперт. ГГрк такой частоте вращени  углы инвертировани  уже Достаточно велики и возможность опрокидывани  инвертора даже при 10- 15% колебани х напр жени  сети практически исключена. По вление логической единицы на выходе логического элемента И 15 вызывает мгновенное изменение сигнала усилител  7, перевод щее преобразователь 3 в инверторный режим. В результате форсированно уменьшаетс  ток возбуждени  работающего в тормозном режиме двигател . Как известно, ток  кор  двигател  в тормозном режиме равен .H RS где Ijl - ЭДС двигател  (Eg6 Kef- «0; -противоЭДС инвертора (Ес1и EdM cosjg); -эквивалентное .сопротивление  корной цепи; магнитный поток; -частота вращени  двигател ; -максимальна  ЭДС инвертора; Д - угол опережени  включени  инвертора . Уменьшение пр жени  питающей сети ызывает уменьщение и, как видно из приеденной формулы, увеличение тока  кор    торм ч™ свою очередь, может вывать нарущение коммутации инвертора, так ак при большом токе угол коммутации танотатс  больше yrnajf. В этом случае блок 8 срабатывает и выдает импульс на включение очередных тиристоров инвертора , что приводит к увеличению угла. Однако , как видно из формулы, увеличение вызывает еще больший рост тормозного тсЛа, что может привести к повторному нарушению инвертировани , либо просто к недопустимым дл  двигател  и преобразовател  токам. Устройство одновременно со срабатыванием блока 8 переводит преобразователь 3 в инверторный режим, что обеспечивает форсированое уменьшение потока возбуждени  а значит и ЭДС двигател . При одновременном увеличении угла f и уменьшении I торм. не увеличиваетс . Таким образом, предлагаема  схема повышает надежность инвертировани . Формула изобретени  Устройство дл  управлени  реверсивным вентильным электроприводом, содержащее реверсивный вентильный преобразователь, включенный в цепь  кор  электродвигател , нереверсивный вентильный преобразователь, включенный в цепь обмотки возбуждени  электродвигател  посто нного тока, последовательно соединенные между собой блок задани  частоты вращени , компаратор, уси литель и блок импульсно-фазового управлени , выход которого подключен к реверсив ному вентильному преобразователЪ, к другому входу блока импульсно-фазового уп равлени  подключен блок коррекции инверторного режима, последовательно соединен ные между собой вторые усилитель и блок импульсно-фазового упавлени , выходом подключенный к нереверсивному вентильному преобразователю, датчик частоты вращени  электродвигател , блок зависимой регулировки возбуждени  электродвигател  посто нного тока, вход которого подключен к реверсивному вентильному преобразователю , а выход - к первому входу второго усилител , и датчик инверторного режима, один вход которого соединен с датчиком час тоты вращени  электродвигател  и вторым входом компаратора, а другой вход датчика инверторного режима подключен ко второму входу блока задани  частоты вращени  отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежности работы устройства, оно снабжено датчиком напр жени  сети, логическим элементом И, однофазным мостовым выпр мителем, пороговым элементом и дифференцирующим элементом, причем один вход логического элемента И через пороговый элемент и однофазный мостовой выпр митель св зан со вторым входом компаратора , второй вход логического элемента И подключен к выходу датчика инверторного режима, третий вход указанного элемента через дифференцирующий элемент подключен к датчику напр жени  сети, выход логического элемента И соединен со вторым входом второго усилител  и со своим третьим входом. Источники ин.ф€)рмации, при-н тые во внимание при экспертизе 1.Солодухо Я. Ю. и др. Тиристорные электроприводы с реверсорами. М. «Энерги , рис. 13,а.
2. 2.IAS, 12th Аппи. Meet, Los Angless galif, 1977, New York, NY 1977, 280-288.