Система управления вентильным многодвигательным электроприводом
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТВДЬНЫМ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЬМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ , содержащая управляемый базовый вьшрямитель, выпапненный по трех фазной схеме с нулевЬм выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя , два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующих дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового вьшрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов , два нул.ь-органа управления и нуль-органы ограничения максимального ,и минимального УГЛОВ ре1зулирования , первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соеди , п: « V(.,-i; ;:(.,| нены соответственно с источниками управляющих напряжений i: с источниками задания ограничений максимального и минимального углов регулирования , два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нуль-органов управления, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования , два логических элемента И, первые входы которых соединены с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые - с выходом нульоргана ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены к выходам логических элементов И, (Л а вькоды соединены с анодами разде-г с лительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнит ьных тиристоров, отличающаяс я тем, что, с целью повьшения надежности , в нее введены датчик тока базового вьшрямителя. Включенный между нулевым вьшодом и общей тонкой 0 анодов шунтирующих электродвигатели 00 диодов, релейный элемент, овход кото--4 со рого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исхслючения аварийного режима , первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй - с источником постоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа исключения аварийного режима, а второй вход - с выходом релейного элемента , логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента К, а входы - с входами формирова
СОК)З СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. SU„„1109849 рш Н 02 P 7/68 фр, <. " I
Н ABTOPCHGIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРОЙ (21) 3368775/24-07 (22) 22. 12.81 (46) 23.08.84. Бюл. № 31 (72)- Н.Н. Михеев, А.P. Околов и В.Н. Сацукевич (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 621.3.062.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 672717, кл. Н 02 P 7/68, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 1007179, кл. Н 02 Р 7/68, 1983.. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬК МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащая управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трех.фазной схеме с нулевйм выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующих дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового выпрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа управления и нуль-органы ограничения максимального,и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соддииены соответственно с источниками управляющих напряжений и с источниками задания ограничений максимального и минимального углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нуль-органов управления, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соедине-, ны с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые — с выходом нульоргана ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены Е а к выходам логических элементов И, а выходы соединены с анодами разделительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров, о т л и ч а ю щ à а- а с я тем, что, с целью повышения надежности, в нее введены датчик тока
laeaL базового выпрямителя, Включенный между нулевым выводом и общей тонкой анодов шунтирующих электродвигатели © диодов, релейный элемент, овход кото- ©О рого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исключения аварийного ре-. жима, первый вход которого соединен
| с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй — с источником постоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа исключения аварийного режима, а второй вход - с выходом релейного элемента, логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента И, а входы - с входами формирова1 телей импульсов, R5 -триггер, 5 -вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И, а инверсный выход соединен с третьими входами первых двух логических элементов И, а также коммутирующий аппарат,вклю109849 ченный в силовую цепь базового выпрямителя, управляющий вход коТорого соединен с прямым выходом RS-триггера, при этом R -вход RS -триггера является управляющим входом системы.
1
Изобретение относится к электротехнике, а именно к многодвигатель" ным электроприводам, и может быть использовано в различных отраслях промышленности: бумагоделательной, 5 текстильной и т.д.
Известна система управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащая управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два разделительных. диода, катоды которых объединены и подклю- >5 чены к управляющим электродам тиристоров базового выпрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, блок управления, выходы которого связаны с анодами разделительных 20 диодов и управляющими электродами дополнительных тиристоров 1j.
Недостатком такого устройства является невысокая надежность вследствие возможности потери управления дополнительными тиристорами при углах регулирования, близких к пре,дельным.
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система управления вентильным мно1 годвигательным электроприводом, содержащая управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующих 40 дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового
2 выпрямителя, генератор синхронизируюнр х импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа и нуль-органы ограничения максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соединены соответственно с источниками управляющих напряжений и с источниками задания ограниченнй максимального и минимального углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нульорганов управления, а вторые — с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соединены с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые— с выходом нуль-органа ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены к выходам логических элементов И, а выходы Формирователей импульсов соединены с анодами разделительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров 2 .
Недостатком известного устройства является невысокая надежность из-за возможности возникновения аварийных режимов, характерных для подобных силовых схем. Характерным для таких преобразователей является
"гашение" (закрывание) дополнительных тиристоров при переходе синусоиды питающего напряжения через ноль. В эти моменты происходит коммутация вентилей — переход тока
1109849 с дополнительного тиристора на шунтирующий диод. Для нормальной работы преобразователя необходимо, чтобы коммутация закончилась и дополнительные тиристоры закрылись до момента .очередного открывания вентиля. базового выпрямителя, при открывании которого .(совместно с одним из дополнительных т оисторов) к остальным закрытым дополнительным тиристорам прикладывается прямое напряжение. Если дополнительные тиристоры за прошедшее время не восстановили своих запирающих свойств, то происходит открывание этих дополнительных тиристоров и нарушение управления электроприводами. Аварийные режимы могут возникнуть при коммутации токов больше расчетных или при изменении величины анодной индуктивности, что приводит к увеличению углов коммутации токов. В этом случае дополнительные тиристоры не успевают восстановить свои запирающие свойства и при появлении на выходе базового выпрямителя импульса напряжения происходит открывание дополнительных тиристоров, т.е. будет наблюдаться потеря управляемости выпрямителя. Аварийные режимы могут возникнуть также в результате выхода иэ строя вентиля базового выпрямителя, дополнительного тиристора или обрыва цепи шунтирующего диода. Во всех этих случаях ток базового выпрямителя будет протекать после момента прохождения анодного напряжения через ноль в течение промежутка времени большего, чем расчетный промежуток в нормальном режиме работы.
Цель изобретения — повышение надежности системы управления путем блокирования системы управления и отключения преобразователя до момента потери управляемости или развития аварии.
Поставленная цель достигается тем, что в систему управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащую управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соот4 ветствуюшпх дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового выпрямителя, генератор синхронизнрующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения. вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа управления и нуль-органы ограничения максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соединены соответственно с источниками управляющих напряжений и с источниками задания ограничен ний максимального и минимального углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нульорганов управления, а вторые — с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соединены с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые — с выходом нуль-органа ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы котс ых подключены к выходам логических элементов .И, а выходы соеди35 нены с ано ами разд83IиTG1lьнь ио ов и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров, введены датчик тока базового выпрямителя, включенный между нулевым
4О выводом и общей точкой анодов шунтирующих электродвигатели диодов, релейный элемент, вход которого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исключения аварийного режима
45 первый вход котоРого соедннен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй — с источником постоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа исключения аварийного режима, а второй вход — с выходом релейного элемента, логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим т входом третьего логического элемента И, а входы — с входами формирователей импульсов, RS -триггер, 5 -вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И, 25
110984 а инверсный выход соединен с третьими входами первых двух логических элементов И, а также коммутирующий аппарат, включенный в силовую цепь базового выпрямителя, управляющий вход которого соединен с прямым выходом PS -триггера, при этом
К-вход RS -триггера является управляющим входом системы.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 линейные диаграммы, поясняющие работу системы управления.
Система управления вентильным многодвигательным электроприводом содержит базовый выпрямитель 1, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора 2 и 3, подключенных анодами к выходу выпрямителя 1, два шунтирующнх электродвигатели 4 и 5 диода 6 и 7, катоды которых соединены с катодами дополнительных тиристоров 2 и 3, а аноды соединены в общую точку, разделительные диоды 8,1 и 8.2, генератор 9 синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор 10 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора 9 синхронизирующих импульсов, два нуль-орагана 11 и 12 управления, нуль-органы 13 и 14 ограничения соответственно максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соедине35 ны с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, вторые выходы соединены соответственно с источниками 15 и 16 управляющих напряжений и с источниками задания ограничений максимального О, „ и минимального
U „„„ углов регулирования, два логических элемента ИЛИ 17 и 18, первые входы которых соединены с выходами нуль-органов 11 и 12 управления, 45 а вторые — с выходом нуль-органа 13 ограничения максимального угла регу- . лирования, два логических элейено та И 19 и 20, первые входы которых соединены с выходами логических элементов ИЛИ 17 и 18, а вторые — с выходом нуль-органа 14 ограничения минимального угла регулирования, два формирователя 21 и 22 импульсов, входы которых подключены к выходам 55, логических элементов И 19 и 20, а вы-, ходы формирователей 21 и 22 соединены с анодами разделительных диодов 8.1
9 б и 8.2 и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров 2 и 3.
В систему управления введены датчик 23 тока базового выпрямителя 1, включенный между нулевым выводом и общей точкой анодов шунтирующих диодов 6 и 7, релейный элемент 24, вход которого соединен с выходом датчика 23 тока, нуль-орган 25 исключения аварийного режима, первый вход которого соединен с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, а второй — с источником 26 постоянного напряжения, третий логический элемент И 27, первый вход которого соединен с выходом нульоргана 25 исключения аварийного режима, в торой вход - с выходом релейного элемента 24, логический элемент ИЛИ-НЕ 28, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента И 27, а входы — с входами формирователей 21 и
22,импульсов, R5 -триггер 29, 5 -вход
30 которого соединен с выходом третьего логического элемента И 27,а инверсный выход 31 соединен с третьими входами первых двух логических элементов И 19 и 20, коммутирующий аппарат 32, включенный в силовую цепь базового выпрямителя 1, управляющий вход которого соединен с прямым выходом 33 RS --триггера 29. Р -вход
34 RS -триггера 29 является управляющим входом системы.
Система работает следующим образом.
Генератор 9 синхронизирующих импульсов вырабатывает импульсы частотой ЗХ, где — частота сети.
Генератор 10 пилообразного напряжения, управляемый этими импульсами, формирует пилообразное напряжение (фиг.2, U ) поступающее на первые входы нуль-органов 11-14 и 25, где оно сравнивается с напряжениями: задания момента начала контроля тока базового выпрямителя Upp 26 управления 0 „„ и Ну2 16, задания максимального U Äz и минимального Н . углов регулирования. С мо»»»1» ментов равенства указанных напряжений пилообразному напряжению 011 на выходах нуль-органов 11-14 и 25 формируются соответственно сигналы
0, U><, U>< U 22 импульсов при наличии разрешающего сигнала на третьих входах элементов И 19 и 20 с инверсного выхода 31 триггера 29. Импульсы формируются по переднему фронту сигнала U 1 (Uyg ) если угол регулиро вания о .„ Ы4Ы „т.е. в момент равенства пилообразного и управляющего напряжений. При с(>о(„, „ ймпульсы управления формируются по переднему фронту сигнала U „, „ с выхода нуль-органа 13, т.е. в момент равенства пилообразного напряжения и напряжения задания максимального угла регулирования. При cL (с(„,„ импульсы формируются по переднему фронту сигнала U,„ с выхода нуль-органа 14, т.е. в момент равенства пилообразного напряжения за- 2р дания ограничения минимального угла регулирования U „„,,Цо момента появления импульса на выходе одного из логических элементов И 19,20 на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 28 имеется сигнал "1", который поступает на вход третьего логического элемента И 27. В моменты наличия на выходе нуль-органа 25 исключения аварийного режима сигнала "1" - Urð 3р этот сигнал поступает на первый вход третьего логического элемента И 27. При наличии сигналов "t" на первом и третьем входах элемента И 27 разрешается контроль тока базового 35 выпрямителя. Если на выходе датчика 23 тока существует сйгнал наличия тока базового выпрямителя, то на выходе релейного элемента 24 появляется сигнал "1". При этом на всех4 трех входах элемента И 27 будут сигналы "1" и на выходе элемента И 27 также появится сигнал "1". Сигнал "1" с выхода элемента И 27 поступает на S -вход 30 триггера 29 и переклю45 чает его. На инверсном выходе 31 триггера 29 появится сигнал "0", который поступает на третьи входы элементов И 19 и 20 и блокирует их выходы. Если на указанном интервале ток базового выпрямителя 1 отсутствует, то на третьи входы элементов И 19 и 20 поступит сигнал "1" с инверсного выхода 31 триггера 29 (фиг.2 U ). р В этом случае элементы И 19 3 20 будут пропускать сигналы на формирователи 21 и 22 импульсов. С момента появления на выходе одного из эле49 8 ментов И l9, 20 сигнала "1" элемент ИЛИ-НЕ 28 формирует на своем выходе сигнал "О" и на 5 -входе триггера 29 независимо от срабатывания нуль-органа 25 и релейного элемента 24 существует сигнал "0". Триггер 29 при этом сохраняет свое рабочее состояние. Интервал времени контроля тока базового выпрямителя является переменным, зависящим эт углом регулирования дополнительных тиристоров 2 и 3. В устройстве этот интервал реализуется сигналом интервала контроля тока базового выпрямителя U унт > представляющего логическое произведение сигналов U r> с выхода нуль-органа 25 исключения аварийного режима и сигналов с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28. Операция логического произведения выполняется элементом И 27 по первому и третьему входам. Так как минимальный угол регулирования ограничен сигналом U т6ь то наименьший интервал времени контроля тока базового выпрямителя определяется с момента срабатывания нуль-opra «a 25 и до момента срабатывания нуль-органа 14. Однако наименьший интервал контроля тока будет иметь место только в редких случаях, при работе с минимальными углами открывания вентилей. Во всех остальных случаях интервал контроля тока будет больше наименьшего значения. Выполнение интервала контроля тока переменным с изменением конца интервала от момента срабатывания нуль-органа 14 до мо мента срабатывания одного из нульорганов 11 и 12 управления позволяет не только проконтролировать спадание тока до нуля за расчетный интервал времени (до момента срабатывания а нуль-органа 25), но и возможность появления тока от аварийной ситуации до момента открывания первого дополнительного тиристора (до мо- мента появления сигнала на входе формирователя импульсов). При появлении на инверсном выходе триггера 29 сигнала "0" — U, блокирующего выходы логических элементов И 19 и 20, на прямом выходе триггера появляется сигнал отключения U и и . втк 1, который поступает на управляющий вход коммутирующего аппарата 32 и отключает его, тем самым разрывая силовую цепь базового выпрямителя. Отключение необходимо. применять 1109849 1О для прерывания аварийного режима, который уже имеет место. В качестве коммутирующего аппарата можно применять автоматический выключатель с дистанционным отключением, т.е. 5 сигнал с прямого выхода триггера 29 подавать на отключающую обмотку через соответствующий усилитель. Повторное включение системы управления в работу осуществляется подачей импульса "Пуск" с пульта управления на Й -вход 34 триггера 29, что приводит к снятию блокировки импульсов управления. Таким образом, система управления обеспечивает высокую надежность работы вентильного многодвигательного электропривода, так как она не только контролирует и отключает ripàêãè+ чески все аварийные режимы, но и в большинстве случаев исключает аварийные режимы или их развитие за счет контроля . тока базового выпрямителя до момента открывания дополнительного тиристора. 1109849 Заказ 6097/39 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР î делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 б Составитель В. Поспелов P едактор С. Пекарь Техред С. Мигунова Корректор В. Бутяга.
