Электропривод бурового станка

Электропривод бурового станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизирован ному электроприводу (Э) и позволяет повысить надежность его работы в инверторных режимах. Для этого Э снабжен блоком 28 защиты от прорыва инвертора и пятым ключом 34. При работе Э в, двигательном режиме ключи 10 и 14 замкнуты, а ключи 12 и 15 разомкнуты, т.е. присутствует сигнал на первом и третьем выходах блока 20 переключений . При положительном напряжении на выходе задатчйка 6 интенсивности сигнал с выхода одномерного компаратора 29 через первый элемент И-НЕ 31 не попадает на первый вход третьего элемента И-НЕ 33. Сигнал на выходе второго элемента И-НЕ 32 присутствует, поэтому на выходе элемента И-НЕ 33 сигнал есть. Ключ 34 замкнут и формирование электромеханических харак

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1641969 (21) 4785880/03 (22) 23.01.90 . (46) 29.02.92. Бюл. 1Ф 8 (71) Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Н.B. Поваров, В.А, Дегтярев, P.M; Рахматулин; А.П. Сивкова, Л.И. Кантиус и В.Ф, Лопуленко (53) 622.242.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М. 1641969, кл. Е 21 В,З/00, 1989. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД БУРОВОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к автоматизирО-. ванному электроприводу (Э) и позволяет по.у .1

„„!, К „„. 1716065 А2 высить надежность его работы в инверторных режимах. Для этого Э снабжен блоком

28 защиты от прорыва инвертора и пятым ключом 34. При работе Э в,. двигательном режиме ключи 10 и 14 замкнуты, а ключи 12 и 15 разомкнуты, т.е. присутствует сигнал на первом и третьем выходах блока 20. переключений. При положительном напряжении на выходе задатчика 6 интенсивности сигнал с выхода одномерного.компаратора 29 через первый элемент И-HE. 31 не попадает на первый вход третьего элемента И-НЕ 33.

Сигнал на выходе второго элемента И-НЕ

32 присутствует, поэтому на выходе элемента И-НЕ 33 сигнал еать. Ключ 34 замкнут и формирование электромеханических харакЧ ос

О

Qt !

> Ю

1716065

45 теристик осуществляется вторым нелинейным элементом 21. При рекуперативном торможении блок 20 переключений размыкает ключи 10 и 14, а замыкает ключи 12 и

15. Уровень сигнала на выходе компаратора

29 сохраняется, На втором входе элемента

И-НЕ 31 сигнал отсутствует, появляется сигнал на его выходе. Появление сигнала на втором входе элемента И вЂ” НЕ 32 приводит к

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и может быть использовано при автоматизации технологических процессов, например при построении систем управления электроприводами станков геологоразведочного бурения.

Целью изобретения является повышение надежности работы электропривода в ин ве рта р н ых режимах.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы некоторых узлов устройства; на фиг. 4— временные диаграммы работы блока защиты от прорыва инвертора.

В состав электропривода бурового станка входит трансформатор 1 тока:, выход которого подключен к датчику 2 тока, выход которого подключен к блоку 3 токовой отсечки, причем выход задатчика 4 частоты вращения подключен одновременно к входу первого нелинейного элемента 5 и к входу задатчика 6 интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 7, к второму входу которого подключен датчик 8 напряжения, а выход первого сумматора 7 подключен к входу регулятора 9 напряжения, первый выход которого через первый ключ 10 подключен к первому входу второго сумматора 11, а второй выход регулятора 9 напряжения через второй ключ 12 подключен к первому. входу второго сумматора 11, к второму входу которого подключен выход блока 3 токовой отсечки, а выход второго сумматора 11 через первый блок 13 управления подключен. к входам третьего 14 и четвертого 15 ключей, выход третьего ключа 14 подключен к управляющему входу первого управляемого выпрямителя 16, а выход четвертого ключа 15 подключен к управляющему входу второго управляемого выпрямителя 17. Первый и второй управляемые выпрямители включены встречно и входами подключены через трансформатор 1 тока к сети питания, а выходами через датчик 18 тока якоря — к якорю появлению сигнала на его выходе и исчезновению сигнала на выходе элемента И вЂ” НЕ

33. Ключ 34 размыкается и исключает возможность появления положительной обратной связи по ЭДС двигателя. Указанная последовательность взаимодействия элементов сохраняется и при работе Э с отрицательным напряжением на выходе задатчика 6. 4 ил. двигателя 19. Выход первого сумматора 7 подключен к первому входу блока 20 переключений, к второму входу которого подключен выход датчика 18 тока якоря.

Первый и второй выходы блока 20 переключений подключены соответственно к управляющим входам первого 10 и второго 12 ключей, третий и четвертый выходы блока 20 переключений подключены к управляющим входам соответственно третьего 14 и четвертого 15 ключей, а выход первого нелинейного элемента 5 подключен к первому входу второго нелинейного элемента 21, к второму входу которого подключен выход датчика 2 тока. К третьему входу второго нелинейного элемента 21 подключен выход источника порогового напряжения Uncs.

Первый выход переключателя 22 режимов работы подключен к второму входу датчика

20 2 тока, второй и третий выходы переключателя 22 режимов работы подключены соответственно к четвертому и пятому входам второго нелинейного элемента 21. Выход первого нелинейного элемента 5 подключен к второму входу третьего сумматора

23, к третьему входу которого подключен выход источника уставки номинального тока возбуждения Ui >H., а выход третьего сумматора 23 подключен к входу регулятора 24 напряжения возбуждения, выход которого через второй блок 25 управления подключен к третьему управляемому выпрямителю 26, выход которого подключен к обмотке 27 возбуждения двигателя. Устройство содержит также блок 28 защиты от прорыва инвертора,в состав которого входит однополярный компаратор 29, вход которого подключен к выходу задатчика 6 интенсивности, а выход подключен к элементу НЕ 30 и первому входу первого элемента И вЂ” НЕ 31, второй вход которого подключен к третьему выходу блока 20 переключений, четвертый выход которого подключен к второму входу. второго элемента И-НЕ 32, к первому входу которого подключен выход элемента НЕ 30. Выходы первого 31 и второго 32 элементов И вЂ” НЕ

1716065 подключены соответственно к первому;и второму входам третьего элемента И-НЕ 33, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа 34, вход которого подключен к выходу второго нелинейного элемента 21, а его выход подключен к первому входу третьего сумматора 23.

Датчик 2 тока предназначен для выпрямления выходного сигнала трансформа10 тора 1 тока. В состав датчика 2 тока введен контакт ручного переключателя 22 режимов работы электропривода, который предназначен для изменения коэффициента перЕдачи. датчика 2 тока, На фиг. 2,а приведены статические характеристики датчика 2 тока,. i15

В длительном режиме работы электропривода (П В=100%) контакт ручного переключателя 22 режимов работы разомкнут, т.е, Огг-1=0, и датчик 2 тока имеет большой ко20 эффициент передачи, В повторно-кратковременном режиме работы электропривода (ПВ < 100%) контакт переключателя 22 режимов работы электропривода замкнут, т.е.

Uzz-1=1, и датчик 2 тока имеет меньший коэффициент передачи (фиг. 2,а) 25

Блок 3 токовой отсечки представляет собой . пороговый элемент. При достижении выходным сигналом датчика 2 тока значения порога блока,3 (который может. задаваться, например;. с помощью стаби- 30 литрона), на выходе блока 3 появляется сигнал, который поступает на второй сумматор

11. Поскольку блок 3 токовой отсечки имеет большой коэффициент усиления, при дальнейшем увеличении сигнала сдатчика 2 тока

35 выходной сигнал блока 3 быстро нарастает, что приводит к компенсации выходного сиг.нала регулятора 9 напряжения. На фиг.,2,б приведена статическая характеристика блока 3 токовой отсечки

Первый. нелинейный элемент 5 с зоной нечувствительности и насыщением предназначен для выделения из выходного сигменение тока возбуждения. На фиг..3;а представлена его статическая характеристика, где (-А, +А) — зона нечувствительно. сти.

Задатчик 6 интенсивности разгона, и

50 торможения представляет собой интегратор с регулируемыми интенсивностями нарастания и спадания сигнала. Установив- шийся выходной сигнал задатчика 6 по уров55 ню всегда равен входному

Блоки 13 управления относятся к узлам с вертикальным управлением. Входнымй сигналами для блоков 13 и 25 являются вйходные аналоговые сигналы сумматора 11 и регулятора 24 напряжения соответственно. нала задатчика -4 частоты вращения . положительного сигнала задания Ug на из-. 45

На выходах блоков 13 и 25 формируются управляющие импульсы, предназначенные для открывания тиристоров в управляемых выпрямителях 16, 17 и 26 соответственно.

При этом амплитуда и ширина управляющих импульсов, формируемых на выходах блоков 13 и 25, являются неизменными параметрами, а их фаза определяется амплитудой входного сигнала. При изменении выходного сигнала блоков 11 и 14 меняется фаза управляющих импульсов на выходе блоков 13 и.25, что приводит к изменению момента включения тиристоров в управляемых усилителях 16, 17 и 26. В результате этого меняется напряжение на зажимах. якорной обмотки 19 и обмотки 27 возбуждения, Блок 20 переключений предназначен . для управления ключами,10, 12, 14 и 15.

Переключение блока осуществляется в функции полярности выходного сигнала первого сумматора 7, если в якорной цепи двигателя 19 отсутствует ток (сигнал запрета с датчика 18 нулевого тока). Если полярность выходного сигнала первого сумматора 7 положительная, на первом и третьем выходах блока 20 переключения появляются выходные сигналы, и ключи 10 и

14 замыкаются. На втором и четвертом выходах сигналы отсутствуют, и ключи 12 и 15 разомкнуты. При изменении полярности выходного сигнала первого сумматора 7 с положительной на отрицательную блок 20 должен переключиться, но не переключится до тех пор, пока ток в якорной цепи исполнительного двигателя 19 не станет равным нулю. В этот момент времени сигнал запрета с выхода датчика 18 тока якоря становится равным нулю, и блок 20 переключается.

Сигналы на первом и третьем выходах становятся равными нулю, и ключи 10 и 14 размыкаются. С другой стороны, на втором .и четвертом .выходах блока 20 появляются сигналы, и ключи 12 и 15 замыкаются.

Второй нелинейный элемент 21 с зо- . ной нечувствительности насыщением и переменным коэффициентом усиления предназначен для корректировки сигнала задания на изменение тока возбуждения в функции этого сигнала и выходного сигнала датчика 2 тока. На вход элемента 21 заведены три сигнала: пороговый Опор., выходной сигнал блока первого измерительного элемента 5 и сигнал с .датчика 2 тока.

Кроме того, в состав второго нелинейного элемента 21 введены два контакта ручного переключателя 22 режимов работы. В длительном режиме работы электропривода (ПВ=100%) контакты переключателя 22 режимов работы разомкнуты, и второй нели1716065 I нейный элемент 21 имеет большой коэффициент усиления.

Поэтому при превышении сигналом с датчика 2 тока порогового сигнала Unop. на выходе элемента 21 появляется выходной 5 сигнал, который поступает на третий сумматор 23. В длительном режиме работы выходной сигнал блока 5 не оказывает влияния на работу второго нелинейного элемента 21, так как из-за разомкнутого контакта пере- 10 ключателя 22 режимов работы сигнал блока

5 на вход элемента 21 не поступает, В повторно-кратковременном режиме работы электропривода (ПВ< 100 ) контакты ручного переключателя 22 режимов рабо- 15 ты замкнуты. Второй нелинейный элемент

21 имеет небольшой коэффициент усиления, и через замкнутый контакт на его вход поступает выходной сигнал первого нелинейного элемента 5. На фиг. 3,6 приве- 20 дены статические характеристики второго нелинейного элемента 21 для длительного (пунктирная линия) и повторно-кратковременного (сплошные линии) режимов работы. 25

Электропривод работает следующим образом, При перемещении рукоятки управления задатчика 4 частоты вращения двигателя на его выходе формируется сигнал задания, ко- 30 тарый поступает одновременно на входы задатчика 6 интенсивности первого нелинейного элемента 5 с зоной нечувствительности.

На выходе первого нелинейного эле- 35 мента 5 сигнал равен нулю до тех пор, пока величина сигнала с выхода задатчика 4 частоты вращения двигателя не превысит зоны нечувствительности (-А, +А, фиг. З,а) элемента 5. 40

Напряжение на выходе задатчика 6 интенсивности изменяется при этом от нуля до некоторого установившегося значения. Зона нечувствительности элемента 5 выбирается равной амплитуде выходного сигнала 45 задатчика 4 частоты вращения двигателя, при которой на якоре двигателя 19 номинальное напряжение.

При дальнейшем перемещении рукоятки управления задатчиком 4 частоты враще- 50 ния двигателя амплитуда выходного сигнала с выхода задатчика 6 интенсивности остается неизменной, а выходной сигнал первого нелинейного элемента 5 начинает увеличиваться от нуля до некото- 55 рого значения, величина которого определяется углом поворота рукоятки управления задатчиком 4 частоты вращения двигателя.

До тех пор, пока исполнительный двигатель 19 не разгонится до номинального числа оборотов, выходной сигнал элемента 5 равен нулю, Поэтому входной сигнал регулятора 24 напряжения возбуждения определяется сигналом установки номинального тока возбуждения Ui >H., йоступающим на третий сумматор 23 вместе с сигналами элементов 5 и 21, которые равны нулю. При этом по обмотке 27 возбуждения протекает номинальный ток.

Задатчик 6 интенсивности формирует линейно изменяющееся напряжение, интенсивность изменения которого определяет темп разгона (торможения) двигателя 19.

Регулятор 9 напряжения совместно с датчиком 8 напряжения и первым сумматором 7 образуют контур стабилизации напряжения на якоре двигателя 19 на уровне, определяемом выходным сигналом задатчика 6 интенсивности. Под воздействием выходного сигнала задатчика 6 интенсивности и датчика 8 напряжения на выходе сумматора 7 появляется сигнал, пропорциональный их разности. B результате на прямом и инверсном выходах регулятора 9 напряжения также формируются сигналы.

Ключи,10 и 12 не могут быть одновременно замкнуты, т.е. когда один из них замкнут, то другой обязательно разомкнут.

Аналогичным образом работают ключи 14 и 15.

Поскольку в первый момент времени напряжение на якоре двигателя 19 равно нулю, сигнал с датчика 8 напряжения также равен нулю, то весь сигнал с выхода задатчика 6 интенсивности поступает на вход регулятора 9 напряжения. Силовой ток в якорной цепи отсутствует, поэтому сигнал запрета на переключение блока 20 переключений с датчика 18 отсутствует. Под действием разностного сигнала с выхода первого сумматора 7 блок 20 включает или ключи 10 и 14, или ключи 12 и 15.

В зависимости от того, какой ключ замкнут, на вход первого блока 13 управления поступает сигнал с прямого или инверсного выходов регулятора 9 напряжения после второго сумматора 11, так как на втором входе второго сумматора 11 сигнал с выхода блока 3 токовой отсечки равен нулю. Блок 13 управления обеспечивает формирование управляющих импульсов для выпрямителей

16 или 17 и их фазовый сдвиг пропорционален входному сигналу, поступающему с выхода регулятора 9 напряжения.

Через ключи 14 или 15 управляющие импульсы поступают на выпрямители 16 или

17 и на выходе одного из них формируется напряжение питания якорной обмотки двигателя 19.

1716065

На выходе датчика 8 напряжения поя.вится сигнал, который поступает на сумма-, тор 7. Однако, поскольку на выходе задатчика 6 интенсивности формируется нарастающий сигнал, его амплитуда будет 5 больше, чем амплитуда сигнала с датчика 8 напряжения, Поэтому полярность разйостного сигнала на выходе сумматора 7 не из-. менится. Следовательно, блок 20 сохранит свое состояние, и ключи 10, 12, 14.и 15 10 останутся в прежнем состоянии; т.е. двигатель 19 будет продолжать разгоняться в ту же сторону.

В установившемся режиме всегда существует разница сигналов задания и обрат- 15 ной связи, под воздействием которой будет поддерживаться заданное положением рукоятки задатчика 4 значение частоты вращения двигателя, В случае, если интенсивность разгона 20 исполнительного двигателя 19 будет определяться задатчиком 6 интенсивности достаточно высокой, тогда ток якоря двигателя

19 достигнет такой величины, что выходное напряжение датчика 2 тока может достиг- 25 нуть порога нечувствительности блока 3 токовой отсечки. На выходе блока 3 появится напряжение, которое будет вычитаться из напряжения регулятора 9 напряжения во втором сумматоре 11, Напряжение управле- 30 ния блока 13 за счет этого снизится и будет поддерживаться на таком уровне, чтобы ток якоря двигателя 19 не превышал заданной величины в зависимости от режима работы привода. Интенсивность разгона двигателя 35

19 в данном случае станет ниже заданной задатчиком 6 интенсивности и будет опре- . деляться только нагрузкой на валу двигателя 19. Разгон двигателя в этом случае будет осуществляться по предельной электроме- 40 ханической характеристике, имеющей вид экскаваторной.

В случае, если рукояткой управления задатчиком 4 частоты вращения задана противоположная полярность сигнала задания, 45 алгоритм работы электропривода аналоги-, чен вышеприведенному с той разницей, что полярность разностного сигнала на выходе сумматора 7 будет противоположной, блок .

20 переключения включит другие ключи, 50 блок 13 управления будет подключен к другому выходу регулятора 9 напряжения; а импульсы с выхода блока 13 будут поступать на другой выпрямитель 16 или 17, напряжение на якорной обмотке двигателя 19 будет 55 другой полярности.

Какуже вышеупоминалось, вдвигательном режиме ключ 34 всегда замкнут.

Допустим теперь, что после окончания разгона двигателя 19 до номинальной частоты вращения момент сопротивления на валу двигателя отсутствует, а рукоятка управления задатчиком 4 установлена в такое положение, что на выходе первого нелинейного элемента 5 также формируется сигнал задания. При этом, поскольку сигнал задания на выходе задатчика 6 интенсивности не меняется, напряжение на якоре двигателя 19 также неизменно.

Сигнал задания с выхода первого нелинейного элемента 5 поступает на третий сумматор 23, На выходе третьего сумматора

23 формируется сигнал и поступает на вход регулятора 24 напряжения возбуждения.

Под действием этого сигнала регулятор 24 изменяет (уменьшает) свой выходной сигнал, блок 25 управления меняет фазу управляющих импульсов, поступавших на управляемый выпрямитель 26. B результате этого изменяется (уменьшается) напряжение на выходе выпрямителя 26, следовательно, и ток возбуждения.

Двигатель 19 начинает разгоняться до частоты вращения, определяемой потоком возбуждения, а следовательно, сигналом задатчика 4, т.е. частота вращения двигателя

19 во второй зоне регулирования определяется положением рукоятки управления задатчиком 4 частоты вращения, Если момент сопротивления на валу двигателя увеличивается, то под его воздействием начинает увеличиваться ток в якорной обмотке двигателя 19, а следовательно, увеличивается сигнал с трансформатора 1 тока.

Второй нелинейный элемент 21 с зоной нечувствительности, насыщением и переменным коэффициентом усиления предназначен для изменения токовой уставки электропривода во второй зоне регулирования при ПВ,<100 и реализации режима постоянства мощности при ПВ=100 .

Функционально элементом 21 осуществляется изменение сигнала управления регулятора 24 напряжения возбуждения таким образом, чтобы ток якоря возбуждения увеличивался пропорционально превышению током якоря номинального значения, Изменение вида характеристик, реализуемых электроприводом, осуществляется ручным переключателем 22 режимов работы, который осуществляет коммутацию как элемента 21, так и датчика 2 тока.

При П В<100 0>

Uz, а порог срабатывания определяется напряжениями источника Unop., а также напря1716065

12 ный элемент 21 имеет значительно меньший коэффициент передачи по входу Ог, поэтому электромеханическая характеристика имеет более пологий вид. В этом режиме работы

35 электропривода на вход элемента 21 кроме напряжения источника Unop. также поступает сигнал Ов, который необходим для изменения результирующего порога срабатывания элемента 21. 40

В этом случае результирующий порог срабатывания второго нелинейного элемента 21 является функцией выходного сигнала первого нелинейного элемента 5, который по второй зоне регулирования пропор45 ционален частоте вращения двигателя 19, за счет чего электромеханическая характеристика является предельно допустимой для исполнительного двигателя при ПВ < 100 .

B соответствии с вышеизложенным, элементом 21 осуществляется формирование участка характеристики электропривода, как при изменении напряжения задания на ослабление тока возбуждения, так и,изменении нагрузки на.валу двигателя.

На фиг. 4 приведены временные диаграммы блока 28 защиты от прорыва инвертора.

Допустим, электроп ривод работает в установившемся режиме, т.е, на выходе задат55 жением на выходе первого нелинейного элемента Us.

В режиме llB=100 при достижении током якоря исполнительного двигателя 19 номинального значения на выходе элемента 5

21 появляется напряжение Ог, которое за счет большого коэффициента передачи элемента 21 становится большим при малейшем увеличении тока якоря. При этом результирующий сигнал на выходе суммато- 10 ра 23 (пятый ключ 34 разомкнут только в инверторном режиме работы управляемых выпрямителей 16 и 17) изменится таким образом, что ток возбуждения станет возрастать, частота вращения двигателя 19 15 снизится, а момент, развиваемый электроприводом, увеличится за счет увеличения потока возбуждения двигателя 19. В результате электропривод будет развивать возросший момент на валу за счет увеличения 20 потока возбуждения двигателя 19 при снижении частоты вращения практически без увеличения тока якоря.

В результате элемент 21 обеспечивает стабилизацию тока якоря на уровне номи- 25 нального за счет усиления потока возбуждения в функции превышения током якоря номинального значения, За счет этого обеспечивается работа двигателя 19 с номинальной мощностью. 30

В режиме l1B<100 второй нелинейчика 6 интенсивности присутствует положительное напряжение,(фиг. 4,а). На выходе регулятора 9 напряжения формируется сигнал, который поступает на вход второго сумматора 11, на выходе которого также присутствует сигнал. Блок 13 управления формирует и сдвигает углы управления пропорционально этому сигналу. Поскольку на выходе одного из управляемых выпрямителей есть напряжение, датчик 8 напряжения формирует сигнал, который .поступает на вход первого сумматора 7. Сигнал с выхода сумматора 7 поступает на вход блока 20 переключений. Поскольку электропривод находится в статическом состоянии, сигнал с выхода задатчика-6 интенсивности больше сигнала обратной связи с датчика 8 напряжения, т.е. их разница положительна, поэтому на первом .и третьем выходах блока 20 переключений формируется сигнал "Лог. 1" (ключи 10 и 14 замкнуты), а на втором и четвертом выходах блока переключений—

"Лог. 0" (ключи 12 и 15 разомкнуты).

B момент времени ц (фиг. 4,а) сигнал на выходе задатчика 6 интенсивности начинает линейно спадать. Сигналы на выходах блоков 9, 11 и 13 также уменьшаются, разностный сигнал на выходе сумматора 7 меняет знак, вследствие чего блок 20 переключается. На его первом и третьем выходах формируются сигналы

"Лог. 0" (ключи 10 и 14 размыкаются), а на втором 20.2 и четвертом 20.4 выходах формируются сигналы "Лог. 1" (ключи 12 и 15 замыкаются), Происходит переключение ключей 10, 12 и 14, 15. Электродвигатель 19 переходит в генераторный режим работы (II квадрант), т,е. происходит рекуперативное торможение электропривода.

В момент времени tz сигнал на выходе задатчика 6 интенсивности станет равным нулю, электродвигатель остановится, Если сигнал на выходе задатчика 6 и дальше будет линейно изменяться (будет нарастать по ам плитуде отрицател ь ное нап ряжение), электродвигатель 19 будет разгоняться до частоты вращения, соответствующей уровню сигнала на выходе задатчика 6. При этом напряжение на:выходе задатчика 6 имеет отрицательный знак, на первом и третьем выходах блока 20 переключении — "Лог. 1" (ключи 10 и 14 разомкнуты), а на втором и четвертом выходах — "Лог. 1" (ключи 12 и 15 замкнуты).

В момент времени t1 (фиг. 4,и) сигнал на выходе задатчика 6 начинает линейно возрастать, и электродвигатель переходит в генераторный режим (IV квадрант). Алгоритм работы электропривода аналогичен вышеприведенному, т,е. происходит переключе13

1716065

14 ние ключей 12, 10 и 15, 14, и электропривод осуществляет рекуперативное торможение.

Очевидно, что в I квадранте сигнал Нв выходе датчика 6 интенсивности положительный, а на третьем 20.3 выходе блока 20 переключений — сигнал "Лог. 1" (ключ 14 замкнут). При переходе электродвигателя

19 в генераторный режим работы (II квадрант), при положительном сигнале на выхо10 де задатчика 6, на третьем 20.3 выходе будет "Лог. 0" (ключ 14 разомкнут), а на четвертом 20.4 выходе — "Лог, 1" (ключ .15 замкнут).

В III квадранте сигнал на выходе задатчика 6 будет отрицательного знака, на третьем 20.3 выходе — "Лог. 0" (ключ 14 разомкнут), а на четвертом 20,4 выходе — "Лог.

1" (ключ 15 замкнут). При переходе электро.двигателя 19 в генераторный режим работы

{И квадрант) при отрицательном сигнале на выходе задатчика 6 на третьем 20.3 выходе—

"Лог, 1" (ключ 14 замкнут), а на четвертом

20.4 выходе — "Лог. 0" (ключ 15 разомкнут).

Таким образом, алгоритм работы электропривода позволяет установить следующие однозначные соответствия.

Двигательный режим работы электропривода;

1) 0е положительное и ключ 14 замкнут (Uzo.4 — "Лог. 1").

Генераторный режим работы электропривода (инверторный режим работы уп35 равляемых выпрямителей) 1) 0з положительное и ключ 15 замкнут (Uzo,4 — "Лог. 1");

2) Us отрицательное и ключ 14 замкнут (Uzo.з — "Лог. 1").

На основании этих соответствий построен блок 28 защиты от прорыва инвертора.

Рассмотрим работу этого блока, На отрезке времени, предшествующем моменту ц (фиг. 4,а), электропривод рабо- 45 тает в двигательном режиме, На выходе задатчика 6 положительное напряжение, поэтому на выходе однополярного компаратора 29 сигнал по уровню, равный "Лог. 1" (фиг. 4,б), на выходе элемента НЕ 30 — "Лог

1" (фиг. 4,в). На третьем 20.3 выходе блока

20 переключений — "Лог. 1" (фиг. 4,г), а на четвертом 20.4 — "Лог. 0" (фиг. 4,д). Таким образом, на входах первого элемента И-НЕ

31 два сигнала "Лог. 1" и, следовательно. на

55 его выходе сигнал "Лог. 0" (фиг, 4,е). На входах второго элемента И вЂ” НЕ 32 два сигнала "Лог. 0" и, следовательно, íà его выходе — "Лог. 1" (фиг. 4,ж). Таким образом, на входах третьего элемента И вЂ” Н Е 33 комби(Uzoз Лог, 1 );,30

2) 0е отрицательное и ключ 15 замкнут нация сигналов из "Лог, 1" и "Лог. 0", а на его выходе — "Лог. 1" (фиг. 4,з}.

До тех пор, пока электропривод работает в двигательном режиме, пятый ключ 34 замкнут (фиг. 4,з), и формирование электромеханических характеристик осуществляется с помощью второго нелинейного элемента 21.

В момент времени t< электропривод переходит в режим рекуперативного торможения, при этом на выходе компаратора 29 сигнал сохраняет свое состояние (фиг. 4,а), так как выходной сигнал задатчика 6 положительного знака. Элемент НЕ 30 также сохраняет свое состояние "Лог. 0".

В этот момент времени на третьем

20.3 выходе блока 20 переключений сигнал "Лог, 0", а на четвертом 20.4 — "Лог, 1", т.е, в момент времени т< на входах первого элемента И вЂ”,НЕ 31 комбинация из "Лог. 0" и

"Лог, 1", и он меняет свое состояние на "Лог, 1". Второй элемент И-НЕ 32 не меняет свое выходное состояние, так как на его входах комбинация из "Лог. 1" и "Лог. 0". В результате в момент времени и третий элемент И вЂ” НЕ

33 меняет свое состояние на "Лог. 0". Пятый ключ 34 размыкается (фиг. 4,з).

B момент времени tz сигнал на выходе задатчика 6 интенсивности станет равным нулю, В случае, если сигнал на выходе задатчика 6 и дальше будет линейно нарастать по амплитуде отрицательного знака, элементы

29 и 30 меняют свое выходное состояние.

На третьем 20.3 и четвертом 20.4 выходах блока 20 сигналы сохраняют свое предыдущее состояние, электропривод начинает разгоняться в противоположном направлении, Следовательно, на интервале времени т — tz (фиг, 4,а) рекуперативное торможение электропривода сопровождается размыканием шестого ключа 34, что позволяет исключить возможность появления положительной обратной связи по ЭДС двигателя.

В случае, если электропривод работает с отрицательным напряжением на выходе задатчика 6 (фиг. 4,и), алгоритм работы блока 28 защиты от прорыва инвертора аналогичен вышеприведенному. На фиг. 4,и — 4,р приведены временные диаграммы работы элементов блока 28 для этого случая.

Таким образом, введение блока 28 защиты от прорыва инвертора позволяет исключить влияние второго нелинейного элемента 21 на работу электропривода в инверторном режиме управляемых выпрямителей, т.е. исключается возможность появления положительной обратной связи по

ЭДС двигателя при его рекуперативном тор15

1716065 можении. Это позволяет ограничить рост

ЭДС двигателя в допустимых (по условиям защиты от прорыва инвертора) пределах.

Поскольку существенно уменьшается возможность неограниченного роста ЭДС двигателя в инверторном.режиме, уменьшается возможность возникновения аварийных ситуаций, и следовательно, повышается надежность работы электропривода в целом.

Формула изобретения

Электропривод бурового станка по авт. св. hh 1641969, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы электропривода в инверторных режимах, электропривод снабжен пятым ключом и блоком защиты от прорыва инвертора, при этом выход второго нелинейного элемента соединен с первым входом третьего сумматора через пятый ключ, а блок защиты от прорыва инвертора содержит однополярный компаратор, элемент Н Е и три элемента

И вЂ” НЕ, при этом выход однополярного компаратора соединен с первым входом перво5 го и через элемент HE с первым входом второго элементов И вЂ” НЕ, выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ подключены к соответствующим входам третьего элемента

И вЂ” HE, вход однополярного компаратора яв10 ляется первым входом блока, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно вторым и третьим входами блока, а выход третьего элемента И вЂ” НЕ является выходом блока защиты от прорыва

15 инвертора, причем выход задатчика интенсивности, а также третий и четвертый выходы блока переключений соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока защиты от прорыва инверто20 ра, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа, 1716065

Uqg

Б нц

Ьч

Ъфж

Составитель В.Шилов

Техред М.Моргентал

Корректор Q.Êðàâöîâà

Редактор Э.Слиган

Заказ 591 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

> /га-4

Цр е З2 ж

Е

ЦГО-Э щ