Реверсивный вентильный электропривод

Реверсивный вентильный электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

сь;

O H Й.

ИЗОБРЕТЕйИЯ

<>782108

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 281178 (21) 2689393/24-07 (51)М. Кл.з

Н 02 Р 5/06 с присоединением заявки Но Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180. бюллетень N9 43

Дата опубликования описания 02. 12. 80 (53) УДК 621. 316. . 718. 5 (088. 8) P2) Автор, изобретения

Г. Г«Магазинник (73) Заявитель

Горьковский политехнический институт им. A.A.Æäàèoâà (54 ) РЕВЕРСИВНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД где 0- — максимальное выпрямленное о напряжение преобразователя при d.мин=0.

Таким образом, использование по напряжению известных реверснвных вен1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к реверсивным вентильным электроприводам с раздельным, управлением двухкомплектным преобразователем, либо с однокомплектным преобразователем и реверсором..

Известен реверсивный вентильный электропривод, содержащий двигатель постоянного тока, подключенный к двухкомплектному вентильному пре- 10 образователю с раздельным управлением, с двумя системами импульснофазовоГо управления, и блок искусственной коммутации )1j, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реверсивный вентильный электропривод, содержащий двигатель постоянно го тока, подключенный к двухкомплектному вентильному преобразователю 2О с раздельным управлением, с двумя . системами импульсно-фазового управления, блок искусственной коммутации, включаюе1ий разделительные диоды, подключенные анодами к фазам 25 сети, питающей преобразователь, в кажцую из которых включен датчик тона, два коммутирующих тиристора, подключенные катодами к нагрузке, анодами — к конденсатору, ко второ- 30 му выводу которого подключены катоды разделительных диодов, а параллельно конденсатору подключен контур перезаряда с перезарядным тиристором (2).

Недостатком известных устройств является плохое использование преобразователя по напряжению, ограничиваемое в большинстве случаев условиями безопасного инвертирования.

Обычно по условиям безопасного инвертирования угол опережения включения инвертора должен быть не менее Ъ мин = 30-40 эл. град. В мощных вентильных электроприводах угол запаздывания d. включения выпрямителя практически равен углу опережения включения инвертора (с . минх, Ъмин), Следовательно, использование преобразователя по напряжению иэ условий безопасного инвертирования составляет

О * "" «ооь Ь ь„„-овьь-о.Ы до

782108

-тильных преобразОвателей в среднем

- не превосходит 80%.

Цель изобретения - повышение надежности и "увеличение использования йреобразователя по напряжению.

Указанная цель достигается "тем, что в электроцривод дополнительно введены датчик инверторного режима с двумя отсекающими диодами, шесть элементов И, два элемента ИЛИ, семь элементов задержки времени, причем управляющие входы коммутирующих тиристоров подключены к прямым выходам элементов ИЛИ, инверсные выходы -которых объединены.и через элемент временной задержки подключены к управ ляющему входу переэарядного тиристора, три входа каждого иэ элементов

ИЛИ подключены к выходам шести эле-ментов И, а к трем входам каждого элемента И подключены выходы датчиков тока соответствующих фаз преобразователя, через шесть элементов задержки времени — вспомогательные каналы очередных фаз соответствующей системы импульсно-фазового управления и, через отсекающие диоды, соответствующий выход датчика инверторного режима.

На чертеже приведена схема электропривода.

Устройство содержит реверсивный мостовой трехфазный преобразоваТель (возможна и любая другая схема выпрямленин) в составе мостов 1 и 2, якорь двигателя 3 постоянного тока в качестве нагрузки преобразователя, две системы импульсно-Фазового управления 4 и 5 (по одной на каж дый комплект преобразователя) блок

Р ! искусственной коммутации в составе разделительных диодов 6, подключенных анодами к фазам сетй, питающей преобразователь., коммутирующие тиристоры 7 и 8, йсдкЛюченные катойа -" ми к разным зажимам нагрузки 3, а анодами — к коммутирующему конденсатору 9, к другой обкладке которого подключены маломощный источник 10 заряда конденсатора; диоды 6 и анод перезарядного тирйстора 11. Катод тиристора 11 присоединен к одному выводу дросселя 12, второй вйвод коТорого объединен с источником 10 заряда конденсатора, правой обкладкой конденсатора и общей точкой коммутирующих тиристоров 7, 8. Логичес" кая схема содержит два элемента ИЛИ

13 и 14, прямые выходы которых подключены к управляющим входам ком мутирующих тиристоров 7, 8, а инверсные выходы объединены и-через элемент

15 временной задержки соединены с управляющим выходом тиристоре 11.

Ко входам" элементов ИЛИ 13 и 14 подключейы выходы соответствующих элементов И 16 и 17 (по три элемента

И на каждый комплект преобразователя). К йервам вхоДам каждого "элемейта И подсоединены выходы соответству. ющих датчиков тока 18,,содержащих трансформаторы тока и диодные выпря-, "мительные мосты, ко вторым входам— два выхода датчика 19 инверторного режима (через отсекающие диоды 20 и

21), и к третьим входам — вспомога-, тельные каналы систем импульсно-фазового управления 4 и 5 {через элементы 22 и 23 задержки времени), причем к. каждому третьему входу эле0 мента И подключен канал не своей, а очередной фазы, что отмечено буквенной маркировкой. На вход датчика

19 инверторного режима через компаратор 24 йоданы сигналы, пропорциональные заданной и фактической

t5 скорости.

Схема работает следующим образом.

В выпрямительном режиме работы любого из двух комплектов преобразощ вателя, т.е. в двигательном режиме работы привода, на вход компаратора

24 поступают два сигнала: О з - сигН ал, пропорциональный. заданной скорости, и О@ - сигнал, пропорциональный фактической скорости. Их разность дО служит, во=первых, для управления напряжением преобразователя как и во всех известных системах вентиль - "його привода, т.е. @U подается как

30 управляющий сигнал в блоки 4 и 5 (на схеме эта связь не показана, так как она является типовой). Bo-вторых, ьV поступает на вход датчика

19 инверторного режима. На второй вход этого датчика поступает сигнал .

З5 фактической скорости Оэ. Совпадение полярностей Оф и ьО характеризует выпрямительный режим; Если Оф и 6U имеют противоположные полярностирежим инверторный.

40 В качестве датчика 19 может быть использовайо стандартное трехпозиционное транзисторное реле. При сбвпадении полярностей U@ и aU реле выключено, т.е. в выпрямительном режиме

45 работы преобразователя блок 19 выключен и йа выходах всех элементов

16 и 17 {элементы И) сигнал отсутствует, даже при наличии сигналов с датчиков 18 тока и с элементов 22

$0 и 23 задержки.

Следовательно, в выпрямительном режиме работы *преобразователя сигнал на прямых выходах элементов 13 и 14 равен нулю и коммутирующие тиристоры 7 и 8 заперты. Конденсатор 9 заряжен от источника 10 плюсом на йравой- обкладке.

При переходе привода в инверторный режим работы полярности сигналов Оф

60 и аU противоположны,, причем полярность Оф определяется направлением . вращения привода, поэтому датчик 19 включается с плюсом на одном из двух его выходов, например на верхнем. В б5 этом случае через диод 20 постоянный

782108 первоначального заряда конденсатора

9 и компенсации потерь, т.е. может быть весьма малой мощности с большим внутренним сопротивлением.

Выше рассмотрена работа схемы при инвертировании. через комплект 2 преобразователя. Работа схемы при инвертировании через комплект 1 аналогична. Разница лишь в том, что с датчика 19 сигнал поступает через диод

21 на элемент 16, что приводит к отпиранию тиристора 8 н принудительной коммутации силовых вентилей в пре-. образователе 1.

Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы длительность импульсов, 15 поступающих на силовые тиристоры с системы импульсно-фазового управления, была больше времени коммутации.

В совремейных системах это условие обычно выполняется. При необходимости щ "рабочие" отпирающие импульсы могут быть дублированы повторным "аварийным" импульсом.

Предлагаемая схема обеспечивает надежное инвертирование при внезапном снижении напряжения в сети переменного тока, поэтому преобразователь может быть полнее использован по напряжению: угол Ъ можно выбирать из условия Jb„ „,„ > о +Ф, где d - угол, учитывающий асимметрию

30 импульсов в системе импульсно-фазового управления и асимметрию в сети;

Ч вЂ” угол восстановления запирающих свойств тиристоров.

35 Пля промышленных установок сГ +9 10 эл. град. Следовательно, использо дание преобразователя по условиям безопасного инвертирования составляет соь 10 » 0,98.

40 формула изобретения

Таким образом, схема восстанавливает нормальную коммутацию и опрокидывание инвертора предотвращается.

При вь|ключении элемента 14 на его инверсном выходе появляется напряже- gp ние и через элемент 15 временной задержки включается тиристор 11. Происходит резонансный нерезаряд конден- сатора 9 по цепи: левая обкладка тиристор 11, дроссель. 12 — правая обкладка. Схема возвращается в исходное положение и при очередном срыве коммутации цикл работы схемы повторяется. Задержка времени необходи- ., ма, чтобы включение тиристора 11 . произошло после выключения тиристора 60

7, т.е. после восстановления коммутации. Заметим, что ток от источника

10 должен быть меньше тока удержания тиристора 7, что легко достигается, так как источник 10 нужен лишь для 65 сигнал поступает на входы элементов

17. На другие два входа этих элементов поступают сигналы с датчиков 18 тока и со вспомогатеЛьных. каналов блока 4 (системы импульсно-фазовОго управления). Однако .при .нормальном инвертировании токовый сигнал, например с фазы A никогда не совпадает по времени с сигналом, поступающим на тот же элемент И со вспомогательного канала Фазы В через элемент 22 временной задержки. Действительно, при нормальной коммутации ток в Фазе A должен спадать после подачи отпирающего импульса на тиристор очередной фазы (В). Временная задержка имеет время срабатывания больше, чем время коммутации тока из работавшей фазы в очередную при лю- . бом нормальном режиме. Поэтому сиг" налы с датчика 18 и элемента 22 задержки не совпадают во времени.

Нарушение коммутации в инвертор-. ном режиме вследствие, например сни-. жения напряжения в питающей сети переменного тока, неизбежно приводит к "затяжке" тока в работающей фазе и совпадению во времени сигналов с датчика 18 тока и блока 22 задержки. Элемент И включается и сигнал с его выхода поступает на вход элемента ИЛИ 14., на прямом выходе которого появляется напряжение, что приводит к включению тнристора 7 и переходу тока нагрузки в конденсатор . После спаДа тока в раббтавшей фазе А до нуля элемент 14 выключается (исчеза т сигнал с датчика 18 тока) и появляется ток в очередной

Фазе, так как на соотвегствующие силовые тиристоры поданы отпирающие импульсы по основным каналам блока

4 (на чертеже. показано пунктиром), а напряжение на конденсаторе 9 в процессе перезаряда током нагрузки сменило полярность.и препятствует дальнейшему протеканию тока нагрузки через конденсатор.

Реверсивный вентильный электрапривод, содержащий двигатель гостоянного тока, подключенный к двухкомплектному вентильному преобразователю с раздельным управлением, с двумя сиСтемами импульсно-фазового управления> блок искусственной коммутации, включающий разделителЬные диоды, подключенные анодами к фазам сети, питающей преобразователь, в каждую из которых включен датчик тока, два коммутирующих тиристора, подключенные катодами к нагрузке, анодами — к конденсатору, Ко второму выводу которого подключены катоды разделительных диодов,а параллельно конденсатору подключен контур перезаряда с перезарядным тиристором, о т л и-. ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью повышения надежности и увелйчения использования йреобразователя по напряжению, в него дополнительно введены датчик инверторнаго режима с двумя отсекающими диодами, шесть элет

\ г Ф

° ю

782108

ВНИИПИ Заказ 8163/70 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП " Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4 ментов И, два элемента ИЛИ, семь эле ментов задержки времени, причем упра-, вляющие входы коммутирующих тиристо- ров подключены к прямым выходам эле,ментов ИЛИ, инверсные выходы .которых объединены и через элемент временной задержки подключены к управляющему входу перезарядного тиристора, трн входа каждого иэ элементов ИЛИ подключены к выходам шести элементов И, а, к трем входам каждого элемента И подключены выходы датчиков тока соответствующих фаэ преобразоватепя, через шесть элементов задержки времени вспомогательные каналы очередных фаз соответствующей системы импульс-. но-фазового управления и, через отсекающие диоды, соответствующий выход датчика инверторного режима.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертйзе

1. Каган В.Р., Кочубиевский Ф.Д. и шугрин В.М. Нелинейные системы с тиристорами. М., "Энергия", 1968, с. 24.

2. Комплектное тиристорное устройство серии КТУ. Каталог Информэлектро 1974, 08.08 ° 02-74