SU991569A1 - Устройство дл защиты электропривода - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к регулируемому электроприводу, и может найти применение в электроприводах металлорежу1ЦИХ станков и других механизмов.

Известно устройство дл  защиты электропривода, выполненного по системе регулируемый преобразователь двигатель , содержащее блок сравнени , входы которого соединены с датчиком скорости и задатчикрм, а выход подключен к регул тору скорости, и блок определени  неисправности, состо щий из двух цепей, одна из которых образована первым выпр мителем и логической схемой совпадени , а друга  - вторым выпр мителем, по .роговым элементом и инвертирующим логическим элементом, выход которого соединена со вторым входом логической схемы совпадени  l.

Однако такое устройство обладает . недостаточной избирательностью, так как не определ ет, от чего произошло пропадание напр жени  обратной св зи: от неисправности-цепи обратной св зи (когда необходимо отключение электропривода) или от провала частоты вращени  двигател  вследствие резкого увеличени  статического

момента на вал двигател , что приводит к ложному срабатыванию защиты. Наиболее близким техническим

5 решением к изобретению  вл етс  устройство дл  защиты электропривода, содержащее регулируемый преобразователь , снабженный выводами дл  подключени  к электродвигателю, пос  ледовательно соединенные задатчик

10 скорости, блок сравнени , регул тор скорости, выход которого подключен к регулируемому преобразователю, датчик скорости, установленный на валу электродвигател  и подключенный

к блоку сравнени , нуль-орган, подключенный к датчику скорости fz J.

Недостатком известного устройства  вл етс  малое быстродействие обус

  ловленное тем, что врем  от подачи команды на разгон двигател  до момента нарастани  скорости до величины , соответствующей порогу чувствительности устройства преобразовани  амплитуд сигналов с усилител  в

25 логический сигнал, зависит от величины емкости в RC-цепи регул тора скорости, от степени форсировки; от величины маховых масс двигател  и механизма, а также от величины

30 статического момента на валу. Поэтому выдержка времени элемента, выбир ема  по наихудшему случаю, может дказатьс  слишком большой, что приведет к понижению быстродействи  защиты и возрастанию выброса скорос ти в случае обрыва цепи обратной св зи, который не всегда допустим. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что дополнительно введены импульсный датчик, механически св зан ный с датчиком скорости, индикатор направлени  вращени , блок определени  уровн  скорости с основным и двум  блокирующими входами и датчик режима работы, причем основной вход блока определени  уровн  скорости подключен к импульсному датчику, а блокирующие входы подключены соот ветственно квыходу нуль-органа и к выходу датчика режима работы, вхо ды которого подключены к регул тору скорости и к индикатору направлени  вращени , выход которого подключен к импульсному датчику, триггер защи ты и счетный блок со счетным и блокирующим входами, счетный вход кото рого подключен к выходу импульсного датчика, блокирующий вход - к выходу блока определени  уровн  скорост а выход через триггер защиты подклю чен ко входу регулируемого преобразовател . На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит регулируемый преобразователь 1, снабженный выводами , дл  подключени  к электродвигателю 2, последовательно соединенные задатчик 3 скорости, блок 4 сравнени , регул тор 5 скорости, выход ко торого подключен к регулируемому преобразователю 1. Датчик 6 .скорости . установлен на валу электродвигате-л  2 и подключен к блоку 4 сравнени . Нуль-орган 7 подключен к блоку 4 сравнени . С датчиком 6 скорости механически св зан импульсный датчик 8. Основной вход блока 9 определени  уровн  скорости подключен к импульсному датчику 8, а блокирующие входы подключены соответственно к выходу нуль-органа 7 и к выходу датчика 10 режима работы, входы которого подключены к регул тору 5 скорости и к индикатору 11 направлени  вращени , выход которого подключен к импульсному датчику 8. Счетный вход счетного блока 12 подключен к выходу импульсного датчика 8, блокирующий вход - к выходу блока 9 определени  уровн  скорости, а выход через триггер 13 защиты подключен ко входу регулируемого преобразовател  1. Нуль-орган 7 содержит усилитель 14 и блок 15 преобразовани  сигнала на выходе усилител  14 в логический сигнал с инверсией. Блок 9 определени  уровн  скорости содержит, одновибраторы 16 и 17 (ширина выходных импульсов одновибратора 17 больше, чем у одновибратора 16), RC-цепочку с конденсатором 18 и резистором 19, статический триггер 20, логические схемы И-НЕ 21, 22, 23. Дл  фороировки переходных процессов может быть также установлен реверсивный нуль-орган 24, выход которого через ключ 25 подклю чен к общей точке резистора и конденсатора RC-цепочки регул тора 5 скорости. Устройство защиты работает следующим образом. В исходном состо нии сигнал на выходе задатчика 3 скорости равен нулю, сигнал на выходе регул тора 5 скорости также равен нулю, углы управлени  преобразовател  1 таковы, что на его выходе напр жение отсутствует , и двигатель 2 находитс  в неподвижном состо нии. При этом сигнал на выходе датчика 6 скорости отсутствует, что соотт ветствует нулевому сигналу на выходе усилител  14, по переходам эмиттер - база транзисторов блока 15 ток не протекает и они наход тс  в згисрытом состо нии, что соответствует логической единице на выходе блока 15. При отсутствии скорости двигател  одновибраторы 16 и 17 не запускаютс , а имекадиес  на их выходах логические единицы не вли ют на состо ние статического триггера 20j установленного при подаче напр жени  питани  в положение, когде на его выходе существует логическа  единица . В этом случае на выходе логической схемы И-НЕ 23 имеетс  логический нуль, и счетный блок 12 находитс  в исходном положении, его выход не вли ет на состо ние триггера 13 и работу преобразовател  1. При по влений сигнала управлени  на выходе задатчика 3 скорости на выходе регул тора 5 скорости по вл етс  напр жение, углы управлени  преобразовател  1 измен ютс , по обмоткам двигател  начинает протекать ток, и его ротор начинает вращатьс . На выходе датчика 6 .скорости по вл етс  напр жение, а на выходе импульсного датчика 8 две последовательности импульсов, сдвинутые друг относительно друга, например, на 90 эл. град. При этом выход индикатора 11 направлени  вращени  фиксирует вращение двигател , например, Вперед, а датчик 10 режима работы, сравнива  логичеекие сигналы с выходов регул тора 5 скорости и индикатора 11 направлени  вращени , имеет на выходе логическую единицу, соответствующую двигательному режиму работы привода.

Сигналами с датчика 8 периодически запускаетс  одновибратор .16, логический нулевой сигнал с выхода которого поступает на первый вход статического триггера 20 и через RS-цепочку (конденсатор 18 и резистор 19) и логические схемы И-НЕ 21, 22 - на вход второго одновибратора 17.

Если частота следовани  импульсов с датчика 8 мала, то конденсатор КС-цепочки успевает разр дитьс , запускаетс  второй одновибратор 17, выход которого подключен на второй вход статического триггера 20. При этом на обоих входах триггера 20 присутствуют логические нули. Но поскольку длительность логического нул  на выходе второго одновибратор больше, чем первого, то статический триггер 20 находитс  в прежнем положении Низка  скорость, когда на его выходе логическа  единица, и с выхода блока 9 поступает запрет на работу счетного блока 12.

В этом положении триггера 20 сигнал с. нуль-органа и датчика режима работы не вли ет на работу блоко 9 и 12 триггера 13 и преобразовател  1, что обеспечивает нормальную работу электропривода на малых скорост х , при которых уровень сигнала с датчика б скорости ниже чувствительности нуль-органа 7. I

С ростом скорости двигател  на выходе усилител  14 по вл етс  напр жение , а на выходе блока 15 логический нуль, который поступает на вход триггера 20, запреща  его переключение от, сигналов с первого одновибратора 16 при исчезновении сигналов со второго одновибратора 17. Последние исчезают при росте частоты следовани  импульсов с датчика 8 свыше заданной, когде конденсатор 18 RC-цепочки до прихода следующего импульса с одновибратора 16 уже не успевает разр дитьс  и одновибратор 17 не запускаетс .

Параметры блока 9 подбираютс  таким образом, чтобы граница скорости при которой сигнал с одновибратора 16 не проходит на вход одновибратора 17, была несколько выше (на 1020% ) скорости четкого срабатывани  нуль-органа 7, подключенного на выход датчика 6 скорости.

Если при работе привода в двигательном режиме на фкорости выше граничной , определ емой и параметрами кС-цепочки блока 9, произойдет обрыв цепи датчика скорости, то на выходе нуль-органа 7 по витс  логическа  единица, блокировка со входа блока 9 снимаетс , и сигналом с одновибратора 16 статический триггер 20 переключаетс , на его выходе по вл етс  логический нуль, а на выхо де схемы И-НЕ 23 логическа  единица, разрушающа  работу счетного блока 12. После прихода нескольких импульсов с датчика 8, если на выходе нул органа 7 не по витс  логический нуль, и не сниметс  разрешение на работу счетного блока 12, на выходе счетного блока 12 по вл етс  логический нуль, и триггер 13 защиты

5 переключитс , отключа  преобразователь 1.

Информаци  на вход статического триггера 20 об уровне скорости поступает дискретно один раз в период

0 частоты следовани  импульсов с датчика 8., а на вход нуль-органа 7 с датчика 6 скорости непрерывно. Поэтому в динамических режимах при пуске и торможении электропривода наблюдав етс  несоответствие между сигналом

5 с выхода нуль-органа 7 и уставкой пере ключени . блока 9 (информаци  на вход блока 9 может поступать с запаздыванием на период частоты импульсов с датчика 8).

0

При пуске привода более быстрое по вление блокирующего сигнала с нуль-органа 7 не оказывает вли ни  на работу блока 9 и электропривода в целом. При торможении же более

5 быстрое снижение напр жени  с датчика скорости до пределов чувствительности нуль-органа, чем разр д конденсатора 18, может привести к ложному срабатыванию защиты от обрыва

0 цепи обратной св зи по скорости. Устранить это.  вление можно увеличива  частоту переключени  блока 9, что однако снижает чувствительность защиты в целом и повышает степень возрастани  скорости при обрыве це5 пи датчика скорости.

В предлагаемом устройстве дл  исключени  ложного срабатывани  зал щиты при торможении электропривода при максимальной чувствительности , блока 9, второй блокирующий выход блока 9 подключен на выход датчика 10 режима работы, который нулевым логическим сигналом в тормозном

5 режиме запрещает переключение триггера 20. Выходы нуль-органа 7 и датчика 10 режима работы, нулевые сигналы на которых запрещают работу счетного блока 12, могут быть под0 ключены непосредственно на блокирующий вход счетного блока 12,

Claims (2)

1. Применение счетного блока 12 позвол ет четко фиксировать наличие вращени  двигател  после исчезнове5 ни  нулевого сигнала с блока 9 и отключать преобразователь при повороте ротора двигател  на несколько угловых градусов, что повышает быст родействие защиты, устран ет большо перерегулирование скорости в случае обрыва цепи датчика скорости и умен шает веро тность повреждений в механизме станка или порчи обрабатыва мой детали. Формула изобретени  Устройство дл  защиты электропри вода, содержащее регулируемый преобразователь , снабженный выводами дл  подключени  к электродвигателю, последовательно соединенные задатчик скорости, блок сравнени , регул тор скорости, выход которого подключен к регулируемому преобразователю, датчик скорости, установленный на валу электродвигател  и подключённый к блоку сравнени , нуль-орган, подключенный к датчику скорости, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  защиты , в него дополнительно введены импульсный датчик, механически св занный с датчиком скорости, индикатор направлени  вращени , блок опре- делени  уровн  скорости с основным и двум  блокирующими входами и датчик режима работы, причем основной вход блока определени  уровн  скорости подключен к импульсному датчику, а блокирукицие входы подключены соответственно к выходу нуль-органа и к выходу датчика режима рабсэты, входы которого подключены к регул тору скорости и к индикатору направлени  вращени , выход которого подключен к импульсному датчику, триггер защиты и счетный блок со счетным и блокирующим входами, счетный вход которого подключен к выходу импульсного датчика, блокирующий вход - к выходу блока определени  уровн  скорости , а выход через триггер защиты подключен к входу регулируемого преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3577648, кл. 318-434, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2706517/24-07, кл. Н 02 Р 5/06, 1979.