Способ ограничения тока якоря реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

 

СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА ЯКОРЯ РЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕК- ТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА, согласно которому уставку токоограничения в выпрямительном режиме поддерживают постоянной, определяют направление и величину ЭДС двигателя, величину ЭДС преобразователя и величину и направление тока якоря, выявляют инверторный режим работы путем сравнения направлений ЭДС и тока якоря и изменяют уставку токоограничения в инверторном режиме, отличающийся тем,что, с целью повышения производительности и -энергетических показателей электропривода, уставку токоограничения в инверторном режиме изменяют в зависимости от величины ЭДС двигателя, причем при ЭДС двигателя, равной максимальной ЭДС преобразователя, уставку лв токоограничения устанавливают равной (/) нулю, а при уменьшении ЭДС двигателя уставку токоограничения. увеличивают по линейному закону до величины, равной уставке, токоограничеяия в инверторном режиме. о: ел М

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) 1(511 Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5мн

CIA) (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (21) 2720715/24-07 (22) 05.02.79 (7 ) М.Э.Гольденталь, И.В.Гольдрин и В.Б.Рабинович (71) Ленинградское проектно-экспериментальное отделение"ВНИИПроектэлектромонтаж" (53) 62-83г621.314.5(088.8) (56) 1. Барский В.A. Раздельное управление реверсивными тиристорными преобразователями. М., Энергия, .1973, с. 63-65.

2, Данкыевская Е.Ю. Тиристорные реверсивные электроприводы постоянного тока., М., Энергия, 1970, с, 28, 3. Авторское свидетельство СССР

9 512549, кл. Н 02 Р 13/16, Н 02 М 7/537, 1972. (54)(57) СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА

ЯКОРЯ РЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕК

ТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА, согласно которому уставку токоограничения в выпрямительном режиме поддерживают постоянной, определяют направление и величину ЭДС двигателя, величину ЭДС преобразователя и величину и направление тока якоря, выявляют инверторный режим работы путем сравнения направлений ЭДС и тока якоря и изменяют уставку токоограничения в инверторном режиме, о т л и ч аю шийся тем,что, с целью повышения производительности и .энергетических показателей электропривода, уставку токоограничения в инверторном режиме изменяют в зависимости от величины ЭДС двигателя, причем при ЭДС двигателя, равной максимальной ЭДС преобразователя, уставку (й токоограннчения устанавливают равной нулю, а при уменьшении ЭДС двигателя ) уставку токоограничения. увеличивают по линейному закону до величины, равной уставке. токоограничения в инверторном режиме °

1086533

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к управлению реверсивными вентильными электроприводами постоянного тока, и может найти применение, например, в приводах прокатных станов.

Известно, что допустимый ток якоря вентильного электропривода инверторном режиме ограничен не только коммутационной способностью электродвигателя, но и коммутационной способностью преобразователя.

Для обеспечения надежного инвертирования ограничивают угол опережения зажигания инвертора p . Так, например, если ток якоря ограничивают на уровне двойного номинального тока 3 =23, „ то при напряжении короткого замыкания преобразовательного трансформатора О =10% величина

P,„=37 о. При этом трансформатор и вентили недоиспользуются по напря жению на 20В 1 .

Известен способ ограничения тока якоря обеспечивающий более полное использование преобразователя и заключающийся в установлении зависимого от тока инвертора 3 угла опережения, т.е. р„,.„=Цз„„):

Недостатком этого способа является наличие положительной обратной связи н режиме инвертирования при

p= щ . Возрастание тока инвертора ведет к увеличению p,.„, что, в свою очередь, увеличйвает ток инвертора. Для исключения этого явления максимальную ЭДС двигателя приходится выбирать существенно меньшей максимальной ЭДС преобразователя.

Таким образом, поставленная цель наиболее полного использования преобразователя по напряжению достигается лишь частично. Кроме того, способ характеризуется сложностью реализации, обусловленной наличием . построителя для кусочно-линейной аппроксимации функции.

Существует класс реверсивных электроприводов, для которых уставка токоограничения в инверторном режиме может быть выбрана ниже чем в ныпрямительном. Например, в главных электроприводах непрерывных листовых станов, где инверторный режим используется лишь для подтормаживания привода, уставка токоограничения в выпрямительном режиме может быть установлена на уровне 21д„ „, а в инверторном — 0,5+„, . Это дает возможность улучшить йспользование преобразователя по напряжению. Так как в выпрямительном режиме всегда работает группа вентилей направле5

65 ния вперед, а в инверторном— назад, то применяют несимметрич ное токоограничение 2 . Оно позволяет улучшить использование преобразователя по напряжению путем установки меньшего углами,.„, однако при этом преобразователь не используется полностью. Кроме того, данный способ неприменим для электроприводов, у которых каждая из групп работает как в выпрямительном, так и инверторном режимах (например главные электроприводы реверсивных обжимных станов) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ограничения тока якоря реверсивного вентильного электропривода постоянного тока, согласно которому уставку токоограничения в выпрямительном режиме поддерживают постоянной,определяют величину и напранление ЭДС двигателя, величину ЭДС преобразователя и величину и направление тока якоря,выянляют инверторный режим работы путем сравнения направлений

ЭДС и тока якоря и изменяют уставку токоограничения в инверторном режиме.

При этом в инверторном режиме устанку токоограничения скачкообразно снижают до установленного уровня, что дает возможность установить меньший уголь,„и тем самым несколь-: ко улучшить исйользование вентильного преобразователя по напряжению, Этот уровень устанавливают исходя из условий обеспечения надежного инвертирования при выбранном соотношении между значениями максимальных ЭДС двигателя и вентильного преобразователя (3), Данному способу присуще противоречие: с одной стороны, желательно улучшить использование вентильного преобразователя по напряжению путем приближения значения максимальной ЭДС преобразователя к максимальной ЭДС двигателя, а с другой стороны, такое приближение требует снижения устанки токоограничения s инверторноМ режиме, что приводит к снижению производительности привода.

Целью изобретения является повышение производительности и энергетических показателей реверсивного нентильного злектропривода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ограничения тока якоря реверсивного вентильного электропривода постоянного Тока, заключающемуся в том, что уставку токоограничения в выпрямительном режиме поддерживают. постоянной, определяют величину и направление

ЭДС двигателя, величину ЭДС преобразователя и величину и направление тока якоря, выявляют иннерторный

1086533 режим работы путем сравнения направлений ЭДС и тока якоря и изменяют уставку токоограничения в инверторном режиме, последнюю изменяют в зависимости от величины ЭДС двигателя, причем при ЭДС двигателя, 5 равной максималь и ЭДС преобразователя, уставку .окоограничения устанавливают равной нулю, а при уменьшении ЭДС двигателя уставку токоограничения уьеличивают по 1 линейному закону до величины, равной уставке токоограничения в выпрямительном режиме.

На фиг. 1 графически изображены зависимости, иллюстрирующие комму- 15 тационную способность преобразова : теля; на фиг. 2-схема устройства, . реализующего способ.

Известно что

25 откуда

Эта зависнмость имеет вид прямой

AB (фиг.1) и характеризует коммута35 ционную способность преобразователя., Прямая СД изображает предельно допустимый ток двигателя. Ток якоря в инверторном режиме ограничивают в соответствии с ломаной линией ..4О

СДВ. Отрезок СД представляет собой независимый участок характеристики и соответствует 23„О : Зависимый участок характеристйки ДВ совпадает с участком прямой AB. Уставка 45 токоограничения в выпрямительном режиме совпадает с независимым участком характеристики. В указанном примере при0„=10% и максимально допустимом токе якоря 2 Эд„ 5() точка Д сопряжения участков характеристики соответствует

Е, coS P= — — =0,8

d ном

М I à.

Cos айном

C другой стороны, Ed

СОэ p=

d ном где Е> и Е (— соответственно ЭДС двигателя и максимальная ЭДС преобразователя.

Устройство, реализующее указанный способ (фиг.2), содержит управляемый пороговый элемент 1, входы которого подключены к узлу 2 управления уставкой токоограничения, выполненному в виде пропорциональных операционных усилителей 3 и 4 с цепями ограничения выходного напряжения (показаны в виде стабилитронов) . К входу узла 2 управления уставкой

О токоограничения подключен датчик

5 ЭДС двигателя, а входы операционных усилителей 3 и 4 соединены также с источниками 6 и 7 опорного напряжения. Управляемый пороговый элемент

1 содержит транзисторы 8 и 9 типов, р-,п-р и и-р- и -соответственно, диоды

10 и 11, включенные в цепь обратной связи регулятора 12 скорости (на чертеже он условно показан пропорционально-интегральным). На входы регулятора 12 скорости подаются сигналы 13 и 14 задания на скорость и обратной связи по скорости, а выходной сигнал 15 регулятора 12 служит заданием на ток якоря.

В исходном состоянии (при Е=.О) напряжения на выходах операционных усилителей 3 и 4 равны по величине и противоположны по знаку. В выпрямительном режиме при укаэанном направлении вращения двигателя напряжение на выходе регулятора 12 скорости отрицательно и ограничивается с помощью транзистора 9 и диода 11 на неизменном уровне напряжения выхода операционного усилителя 4, соответствующего уставке токоограничения в выпрямительном режиме. В инверторном режиме работы гривода при том же направлении вращения двигателя напряжение на выходе регулятора

12 скорости становится положительным и ограничивается с помощью транзистора 8 и диода 10 на уровне напряжения выхода операционного усилителя 3 в соответствии с линией СДВ (фиг.1) ° При противоположном направлении вращения двигателя..уставка токоограиичения в выпрямительнсм режиме определяется неизменным уровнем напряжения выхода операционного усилителя З,.а в инверторном — переменным уровнем напряжения выхода операционного усилителя 4.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить энергетические показатели и производительность.

1086533

Составитель В.Кузнецова

Редактор Л,Повхан Техред C. ryHoaa КорректорС. Шекмар

Заказ 2264/51 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4