Устройство для защиты электропривода

Устройство для защиты электропривода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ С ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к ввт. саид-ву(22) Заявлено 040179 (21) 2706517/24 07

1 с присоединением заявки й9 (51)М. Кл

Н 02 P 5/06

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150%81. Бюллетень Н9 34

Дата опубликования описания 150981 5З) Уд 62" 831621..314,5(088.8) (72} Авторы изобретения

Н. В. Донской, В. Н. Никитин и И.A. С (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано, например, в автоматизированном вентильном электроприводе т остоянного тока с широким диапазоном регулиы рования частоты вращения.

Известно устройство содержащее задающий потенциометр, тахогенератор, реверсивный регулирующий усилитель с корректирующей обратной связью, блок логики, формирователь управляющих импульсов двух вентильных групп преобразователя и блок ограничения тока двигателя, в котором корректирующая цепь в реверсивном регулирующем усилителе 1ПИ-регуляторе частоты вращения) подключена через реверсирующий мостик геркоиного реле, катушка которрго подключена к выходу нульоргана (порогового элемента), вход 2О последнего подключен к выходу эадатчика частоты вращения (1).

Такое устройство хорошо работает при реверсе двигателя с неизменным статическим моментом на валу двигателя.

Однако в данном устройстве при пуске двигателя под нагруэкой на пониженную скорость быстродействие электропривода не увеличивается, так как заряд конденсатора в корректирующей цепи реверсивного регулирующего усилителя происходит с той же скоростью что и в приводе без реверсирующего мостика; при набросе нагрузки в режиме работы на пониженной частоте враще ния возникает провал частоты вращения двигателя до нуля, обусловленный временем нарастания тока, двигателя до тока статической нагрузки (заряд конденсатора корректирующей цепи), которое может достигать 2-3 с и более в зависимости от параметров корректирующей цепи регулирукщего усилителя и цепи нагрузки, при реверсе двигателя на пониженной частоте вращения возникает перерегулирование, которое может достигатв значительной величины, особенно с возрастанием разницы величин 6 статического момента при противоположных направлениях вращения двигателя, что в некоторых случаях недопустимо, например в следящих приводах.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для защиты электропривода выполненного по системе регулируемый преобразователь-двигатель, содер. жащее блок сравнения, входы которого

864475 соединены с задатчиком и датчиком частоты вращения, а выход подключен к регулятору частоты вращения, выполненному в виде операционного усилителя с включенными в цепь его обратной связи резистором и конденсаI тором и блок определения неисправI ности, состоящий из двух последовательных цепей, одна иэ которых образована первым выпрямителем и логичес-. ким элементом И, а другая — вторым выпрямителем, пороговым элементом и логическим элементом HE выход которого соединен со вторым входом логического элемента И f2 (.

Однако такое устройство обладает недостаточной. избирательностью, так как не определяет, отчего произошло пропадание напряжения обратной связи. ,от неисправности цепи обратной связи (Когда необходимо отключение электропринода), или от провала частоты вращения двигателя вследствие резкого увеличения статического момента на валу двигателя, что приводит к ложному срабатыванию защиты. Кроме того, при работе на пониженной частоте вращения (при большом диапазоне регулирования) из-за наличия статического момента на валу двигателя значительно ухудшается быстродействие электропривода вследствие медленного заряда конденсатора корректирующей цепи регулятора при низком уровне задающего напряжения.

Целью изобретения является унеличение избирательности защиты и повышение быстродействия электропривода при большом диапазоне регулирования частоты вращения.

Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены управляемый ключ с блоком управления, о резистор, реверсивный нуль-орган и элемент выдержки, времени, причем входы элемента выдержки времени и блока управления управляемого ключа подключены к выходу логического элемента

И, выход элемента выдержки времени связан со входом регулируемого преобразователя, вход первого выпрямителя соединен с выходом реверсивного нуль-органа, а вход второго выпрямителя — .с выходом датчика частоты вращения, вход реверсивного нульоргана подключен к задатчику частоты вращеыия, а его выход через последовательно соединенные резистор и управляемый ключ подключен к общей точкФ резистора и конденсатора в цепи обратной снязи регулятора частоты вращения.

На чертеже приведена блок-схема электропривода.

В устройстве выход задатчика 1 частоты вращения подключены к блоку сравнения 2 и ко входу реверсивного нуль-органа 3. Выход блока сравнения

2 подключен ко нхсцу регулятора 4

4 частоты вращения, выход которого н свою очередь, соединен со входом преобразователя 5, к которому подключен двигатель постоянного тока 6 с датчиком 7 частоты вращения. Выход датчика 7 частоты вращения соединен со вторым входом блока сравнения 2 и со входом блока 8 определения неисп« равности, ВТорой вход блока 8 определения неисправности подключен к выходу реверсивного нуль-органа 3, выход которого, кроме того, через управляемый ключ 9 и резистор 10 сое. динен с общей точкой резистора 11 и конденсатора 12 в цепи обратной связи регулятора 4 частоты вращения, причем второй вывод резистора 11 подключен ко входу операционного усилителя 13, а второй вывод конденсатора

12 — к выходу операционного усилителя 13 регулятора 4 частоты враще20 ния. Блок 8 определения неисправности содержит выпрямители 14 и 15, входы которых являются входами блока при этом выпрямитель 15, пороговый элемент 16 и логический элемент HE

17 соединены последовательно и выход последнего подключен ко вХоду логического элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом выпрямителя 14. Выход логического элемента 18 соединен с блоком 19 управления ключа 9 и с элементом 20 выдержки времени, ныход которого через триггер 21 подключен ко входу преобразователя 5.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режима напряжение задатчика 1 поступает на блок 2 сравнения, где сравнивается с напряжением с датчика 7 частоты вращения

40 С блока 2 сравнения результирующее напряжение, соответствующее разнице между вышеуказанными напряжениями, поступает. на регулятор частоты вра" щения, сигнал с которого управляет работой преобраэонателя 5.

При пуске напряжение с задатчика

1 частоты вращения поступает на ре-. версинный нуль-орган 3, который определяет знак сигнала и подает постоянное напряжение соответствующей полярности на выцрямитель 14 блоКа 8 определения неисправности, который через логический элемент 18 и блок 19 управления замыкает управляемый ключ 9 и пропускает напряжение реверсивного нуль-органа 3 через резистор 10 на регулятор 4 частоты вращения и форсирует процесс заряда конденсатора 12 до величины, соответствующей току трогания двига® теля 6, после чего появляется сигнал на выходе датчика 7 частоты вращения, который поступает на выпрямитель 15 блока 8 определения неисправности, в результате чего ключ 9

65 размыкается, прекращается форсиров864475 ка заряда конденсатора 12 и дальнейший разгон двигателя 6 происходит в нормальном режиме °

Реверс двигателя 6 происходит аналогичным образом, только включение управляемого ключа 9 происходит не в момент подачи команды на реверс, а в момент остановки двигателя 6, когда становится равным нулю напряжение на выходе датчика 7 частоты вращения и блок 8 определения неисправности выдает команду на замыкание ключа 9. В случае, если по истечении определенного промежутка времени задаваемого элементом выдержки времени, сигнал с датчика 7 частоты вращения не поступает (например, в случае отказа датчика 7), то блок 8 определения неисправности отключает преобразователь 5 и предотвращает аварийный режим. Если сигнал обратноР связи пропадает при установившемся режиме работы электропривода, то блок 8 определения неисправности замкнет ключ 9 и таким образом подает форсирующее напряжение нульоргана 3 на регулятор 4 частоты вра- 25 щения на короткий промежуток времени, который определяется лишь временем заряда конденсатора 12 до величины, соответствующей току трогания двигателя в данном электроприводе.3О

Если. за это время сигнал обратной связи с датчика 7 не восстановится, .то блок 8 определения неисправности отключает преобразователь 5, как и в предыдущем случае. 35

Для исключения режима многократного включения ключа 9 за счет исключения из выходного сигнала регулятора

4 частоты вращения составлякщей, обусловленной пропорциональной частью регулятора, выход нуль-органа 3 через 40 ключ 9 ц резистор 10 подключен к общей точке резистора 11 и конденсатора 12, что обеспечивает прохождение форсирующего напряжения с выхода нуль-органа 3 только через интеграль- 45 ную часть регулятора 4. Резистор 10 может быть подключен непосредственно ко входу регулятора 4, тогда при замыкании ключа 9 выходное напряжение регулятора скачком уменьшается на 5р величину пропорциональной составляющей, что вызывает снижение тока двигателя ниже тока трогания, остановку двигателя и повторное включение ключа 9 и т.д., что приводит к снижению эксплуатационных характеристик привода.

В случае, если задатчик 1 частоты вращения выполнен в виде переменного резистора, включенного по схеме dO потенциометра, напряжение на которыЯ поступает от контактов "вперед"

В или "назад" — Н, форсирующее напряжение на блок 8 определения неисправности и ключ 9 подается непосредствен-45 но с общей точки контактов В и Н упомянутого резистора.

Преимуществом предлагаемого уст ройства является то, что в нем осуществляется контроль за причиной от- . сутствия сигнала обратной связи по частоте вращения (путем подачи форсирующего напряжения на ПИ-регулятор частоты вращения) за счет подключения выхода нуль-органа через ключ и резистор к общей точке резистора и конденсатора, вследствие чего повышается избирательность защиты, При широком диапазоне регулирования увеличивается быстродействие электропривода, так как при пусках и реверсах привода во время отсутствия сигнала обратной связи по частоте вращения на вход регулятора частоты вращения подается форсирующее напряжение.

Формула изобретения

\ устройство для защиты электропри,вода, выполненного по системе регулируемый преобразователь-двигатель, содержащее блок сравнения, входы ко" торого соединены с задатчиком и датчиком частоты вращения, а выход подключен к регулятору частоты вращения выполненному в виде операционного усилителя с включенными в цепь его обратнбй связи резистором и конденсатором, и блок определения неисправности, составленный из двух последовательных цепей, одна из которых образована последовательно соединенными первым выпрямителем и логическим элементом И, а другая — последовательно соединеннымн вторым выпрямителем пороговым элементом и логическим элементом НЕ, выход которого соединен со вторым входом указанного логическо го элемента И, о т л и ч а ю щ е е -. с я тем, что, с целью увеличения избирательности защиты и повышения быстродействия электропривода при большом диапазоне регулирования, в него введены упраляемый ключ с блоком управления, резистор, реверсивный нуль-орган и элемент выдержки времени, причем входы элемента выдержки времени и блока управления управляемого ключа подключены к выходу логического элемента И, выход элемента выдержки времени связан со входом регулируемого преобразователя, вход первого выпрямителя соединен с выходом реверсивного нуль-органа, а вход второго выпрямителя — с выходом датчика частоты вращения, вход реверсивного нуль-органа подключен к задатчику частоты вращения, а его выход через последовательно соединенные резистор и управляемый ключ подключен к общей точке резистора и

864475

Составитель В.Кузнецова

Редактор П.Коссей Техред Т,Маточка Корректор М.Иарощи

Заказ 7824/81 . Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиаг ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсатора в цепи обратной связи регулятора частоты вращения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе авторское свидетельство СССР.

9 535700, кл. Н 02 Р 5/12, 1971.

2 ° Патент CQIA М 3576485, ул. 318-434, 1976.