Реверсивный электропривод

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН () 9) ((!) 4(5() Н 02 Р 5 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3592613/24-07 (221 04.04.83 (46) 23.05.85. Бюл, Ф 19 (72) А.М. Водовозов и И.В, Родиманов (711 Вологодский политехнический институт (531 62-83: 621. 314. 5 (088. 8 ) (56)1:Зимин Е.Н., Кацевич В.л., Козырев С.K. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями

М., Энергоиздат, 1981, с. 161.

2. Солодухо Я.Ю. и др. Тиристорные электроприводы с реверсорами.

М., Энергия, 1977, с. 41, (54) (57 ) РЕВЕРСИВНЦЙ ЭЛЕКТУОПРИВОД, содержащий электродвигатель, подключенный к реверсивному тиристорному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные пропорционально-интегральный регулятор частоты вращения, пропорционально-интегральный реryлятор тока и устройство импульснофазового управления, датчики частоты вращения н тока, подключения к входам соответвествующих регуляторов и логическое переключающее устройство, первый вход которого соединен с выходом регулятора частоты вращения, второй вход — с выходом датчика тока якоря, а выход — с входом блокировки устройства импульснофазового управления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью.повы- щения надежности путем исключения зоны неустойчивой работы электропривода на малых скоростях и уменьшения бросков тока при пуске н реверсе, в него введены коммутирующий элемент и модель силовой части электропривода, включающая последовательно соединенные модели тиристорного преобразователя, якорной цепи и механической части электро..- . двигателя, при этом вход модели силовой части электропривода соединен с выходом регулятора тока через коммутирующий элемент, управляющий вход которого подключен к выходу логическо"o переключакщего устрой ства, выход модели якорной цепи электродвигателя подключен к входу регулятора тока, а выход модели механической части электродвигателяк входу регулятора частоты вращения.

3 1 i 57t337

Изобретение относится к электротехнике и может быт;- использовано цри построении вентипьньгх электроприводов с широким диапазоном регули40

Однако иэ-за зоны нечувствительности логического переключающего устройства привод иейстойчиво работает .на малых скоростях. Это вызвано тем, что до момента включения логического переключающего устройства система является разомкнутой, при этом пропор:,иснально-интегральный регулятор скорости интегрирует сигнал задания, нарастает напряжение на г»шкоде регулятора тока. К моменту нкцючения логического пере50

55 г»одаггия скорости, например, электро— приводон следящих систем.

Известен реверсивный электро-. ггривод, содержащий пропорциональноинтегральные регупяторы частоты вращения и тока, устройство импульсно- tO фазового управления, тиристорный преобразователь с совместным управлением группами вентилей, двигатель, датчики частоты вращения и тока якорной цепи И

Недостатками электропринода являются большие потери электроэнергии и низкий КПД иэ-за необходимости ограничивать уравнительные токи преобразователя, а также боль- щ шая вероятность опрокидывания иннертора вспедстние постоянной работы одной вентильной группы преобразователя в иннерторном режиме.

Наиболее близким к изобретению 25 по технической сущности янпяется ренерсивный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к реверсивному тиристорному преобразователю, в цепь упранления которого включены последовательно, соединенные пропорционально-интегральный регулятор частоты вращения, пропорционально-интегральной регулятор тока и устройство импульсно=

35 фазового управления, датчики частоты вращения и тока, подключенные к входам соответствующих регуляторон, и логическое переключающее устройство, первый вход которого .соединен с выходом регулятора частоты вращения, второй вход— с выходом датчика тока якоря, а выход — с входом блокировки устройстна импульсно-фазового управления ключающего устройства .регулятор тока уже, как правило, находится н яасьпяении. При включении логического переключающего устройства происходит бросок тока в якорной цепи дмгг «теля, двигатель начинает вращаться, но за счет обратных связей ток уменьшается, и логическое переключающее устройство отключается.

Далее процесс повторяется. Из-за дрейфа пропорционально-интегральных регуляторог» такой процесс наблюдается даже при нулевом сигнале задания.

При болыгом задании отключения логическо го включения переключающего устройства не происходит, однако преждевременное насыщение регуляторон по прежнему принодит к перегрузкам электродвигателя, что снижает надежность vcтройстна.

Кроме того, при реверсе электропривода, в период бестоконой паузы тиристорного преобразователя система также является разомкнутой. Это приводит к резкому изменению напряжения на выходе регулятора тока, и при включении в работу новой г-,.уппы тиристоров преобразователя возникает бросок тока н якорной цели, что также снижает надежность электропринода.

Цель изобретения — повышение надежности путем исключения зоны неустойчиности работы электропринода на малых скоростях и уменьшение бросков тока при пуске и реверсе.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к реверсивному тиристорному преобразователю, в цень управления которого включены последовательно соединенные пропорциональноинтегральный регулятор частоты вращения, пропорционально-.интегральный регулятор тока и устройство импульсно-фазового управления, датчики частоты вращения и тока, подключенные к входам соответснующих регуляторов, и логическое переключающее устройств, первый вход которого соединен с выходом регулятора частоты вращения, второй вход - с. выходом датчика тока якоря, а выходс нходом блокировки устройства импульсно-фазового управления, введены коммутирукю»гий элемент и модель силОВОЙ части электроприг»ода

7 4

1 электропривода соединен с выходом регулятора 4 тока через коммутирующий элемент 9, управляющий вход которого подключен к выходу логическогопереключающего устройства 8, выход модели 12 якорной цели электродвиг 1теля подключен к входу регулятора 4 тока, а выход модели 13 механической час-. ти электродвигателя — к входу регулятора 3 частоты вращения, Конкретная схема модели зависит от параметров и характеристик устройства импульсно-фазового управления тиристорным преобразователеи. Иодель

II тиристорного преобразователя, изображенная на чертеже, соответствует безынерционной системе импуль сно-фазовЪго управления с арккосинусоидальной статической характеристикой.

Включение коммутирующего элемента и модели силовой части в состав электропривода позволяет постоянно поддерживать систему в замкнутом состоянии. Благодаря этому не происходит накопления ошибок в регуляторах в моменты времени, когда под действием логического переключающего устройства блокируется поступление .управляющих импульсов на тиристорный преобразователь.

На чертеже приведена структурная схема электропривода.

Злектропривод содержит электро30 двигатель 1, подключенный к реверсивному тиристорному преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные пропорционально-интегральный регулятор 3 частоты вращения, пропорционально-интегральный регулятор

4 тока и устройство 5 импульснофазового управления, датчики б и 7 частоты вращения и тока, подключенные к входам соответстнующиХ регуляторов, и логическое переключаюцее устройство 8, первый вход Которого соецйнен с выходом регулятора

3 частоты вращения, второй входс выходом датчика 7 тока якоря, а выход с входом блокировки устройства 5 импульсно-фазово..о управления.

Электропривод содержит также коммутирующий элемент 9 и модель 10 силовой части электропривода. Иодель силовой части электропривода включает в себя последовательно соединенные модель 11 тиристорного преобразователя с устройством импульсно-фазового управления, модель 12 якорной цепи и модель 13 механической части электродвигателя. При этом вход модели l0 силовой части

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания 03 пос1упает вход регулятора 3 частоты вращения.

В исходном положении логическое переключающее устройство 8 блокирует выход устройства 5 импульсно-фазового управления и одновременно замыкает коммутирующий элемент 9.

Сигнал 0рт с выхода регулятора 4 тока проходит на вход модели 10.

С выхода модели 12 якорной цепи, сигнал 0 поступает на вход регулят тора 4 тока с выхода модели 13 механиче ской час ти электродвигателя сигнал 0< поступает на вход регулятора 3 частоты вращения. Передаточная функция .модели 10 соответствует передаточной функции системы, состоящей из устройства 5 импульсно-фазового управления, тиристорного преобразователя 2, двигателя 1 Сигнал 0, поступающий на вход регулятора 3 частоты вращения,-изменяет напряжения на выходах регуляторов и на выходах модели. Если выходное напряжение регулятора 3 частоты вращения не достигает порога срабатывания логического переключающего устройства 8, то напряжение на двигатель не Hîäàåòñÿ.. В результате при малых и нулевом сигналах задания электродвигатель находится в покое и, тем самым, исключается область неустойчивой работы привода на ползучих скоростях.

При íî".ðHñòàíèè сигнала задания напряжения 0 „ Hil ныходе регулято3 15763 включакпцая последовательно соединенные модели тиристорного нреобразователя, якорной цепи и мехаиическои части элек. родвигателя, при этом вход модели силовой части электропривода соединен с выходом регулято-.. ра тока через коммутирующий элемент, управляющий вход которого подключен к выходу логического переключающего устройства, выход модели якорной !О цепи электродвигателя подключен к входу регулятора тока, а выход модели механической части электродвига теля к входу регулятора частоты вращения. f5!

15763 ра 3 частоты вращения превышает по-, рог срабатывания логического переклю чакнцего устройства 8, и последнее подключает выход устройства 5 импульсно-фазового управления к тиристорно" 5 му преобразователю 2, и, одновременно. размыкая коммутирующий элемент

9, устанавливает нулевое значение сигнала 0 О на входе модели 10.

Сигналы Цт H U на выходах модели начинают уменьшаться. На электродвигатель 1 поступает питающее напряжение с выхода тиристорного преобразователя 2. Пусковой ток электродвигателя определяется напряжением 15 на выходе регулятора 4 тока в момент включения логического переключающего устройства 8. По скольку регулятор тока до момента включения работал в замкнутой системе,то напряжение на ® выходе его и момент включения незначительно, и пусковой ток электродвигателя мал. Следовательно, включение модели в схему электропривода ограничивает броски пускового тока, вызванные дрейфом пропорциональноинтегральных регуляторов.

При реверсе электродвигателя уменьшается напряжение задания, Зп изменяется знак сигнала 0 „ на выходе регулятора 3 частоты вращения, уменьшается U на выходе регулятора 4 тока, уменьшается выходное напряжение тиристорного преобразова3S теля 2, электродвигатель переходит в режим торможения, ток якорной цепи падает. В момент достижения нулевого значения тока логическое переключакщее устройство 8 по сигналу с дат7 б чика 7 тока снимает. импульсы управления с работающей группы вентилей тиристорного преобразователя на период бестоковой паузы..Одновременно, через коммутирующий элемент 9 сигнал с выхода регулятора тока поступает на вход модели 12 якорной цепи электродвигателя, на вход регулятора 4 тока, и препятствует возрастанию отрицательного напряжения на выходе регулятора тока. Сигнал

О с выхода:моцели !3 механической части электродвигателя поступает иа регулятор 3 частоты вращения.

Он имеет полярность, противоположную полярности сигнала. U „ датчика

6 частоты вращения. Поэтому включение модели на период бестоковой паузы приводит к уменьшению по абсолютной величине напряжение

L „ на выходе регулятора 3 частоты вращения, что в свою очередь ведет к уменьшению (по абсолютной величине) ,сигнала U< на выходе устройства импульсно-фазового управления. Об щим результатом действия модели в период паузы является уменьшение напряжения на выходе включающейся в работу группы вентилей тиристорного .преобразователя. Это приводитк уменьшению бросков тока при реверсе.

Таким образом, введение в схему реверсивного электропривода коммутирующего элемента и модели силовой части электропривода позволяет исключить зону неустойчивой работы привода с малыми сигналами задания, уменьшить броски тока в якорной цепи в периоды пуска и реверса.

1157637

Составитель В. Кузнецова

Редактор Р, Цицика Техред И.Надь Корректор В. Вутяга

Заказ 3388/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, ужгород, ул. Проектная, 4