Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. № 1123082, .отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности,в него введены блок контроля, дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и элемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый . выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первьй, второй входы и выход блока управления торможением S подключены к соответствукицим входам элемента И-НЕ, вьтход которого подсл ключен к второму входу второго ключевого элемента. со 1С 5 ft в Н

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (si)4 Н 02 P 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ (61) 1123082 . (21) 3710585/24-07 (22) 16.03.84 (46) 30.08.85. Бюл. М - 32 (72) Л.Н.Тетиор, M.À.Êîñòåíêî и Г.В.Фишбейн (71) Опытное производственно-техническое предприятие "Уралчерметавтоматика" (53) 621 ° 3 16.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1123082, кл. H 02 P 3/24, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКО ГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. В 1123082, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в него введены блок контроля, дополнитель„„SU„„1176432 А ный ключевой элемент, элемент ИЛИ и элемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый . выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первый, второй входы и выход блока управления торможением

:подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента.

1176432

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными электродвигателями, в частности для торможения электродвигателей в устройст- 5 вах, где необходим точный останов электроприводов.

По основному авт. св. № 1123082 известно устройство для динамического торможения асинхронного электро-1О двигателя, содержащее управляемый выпрямитель, подключенный к обмотке статора электродвигателя, блок фазового управления, один вход которого соединен с выходом компаратора, сое- 15 диненного одним входом с выходом блока задания опорного напряжения, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления торможением, дополнительный управляемый выпрямитель, один вход которого подключен к фазе источника питания и к соответствующему входу блока фазового управления, другой вход — с выходом блока фазового

25 управления и входом ключевого элемента, а выход — с выходом блока фазового управления и входом ключевого элемента, а выход — с соответствующим входом компаратора, выход 30 ключевого элемента соединен с входом управляемого выпрямителя.

Однако известное устройство имеет низкую надежность, поскольку при неправильной установке задания вели- 35 чины напряжения торможения, торможение электродвигателя проходит с интенсивностью, отличной от оптимальной. При этом, если напряжение мало, двигатель тормозится недоста- 40 точно, если же оно велико — двигатель перегревается завышенным тормозным током, что приводит к его ускоренному износу и выходу из строя.

Наиболее критичными с точки зрения надежности работы электропривода являются предельные режимы, когда напряжение торможения отсутствует полностью, либо равно полному напряжению сети, В первому случае, тормо- 5О жение электропривода отсутствует, и после окончания режима пуска двигатель значительное время вращается на свободном выбеге. Нз ряде приводов в металлургической промышленнос- 55 ти такой режим может привести к аварии и выходу из строя механизмов.

Во втором случае, когда на двигатель в режиме торможения подается полное выпрямленное напряжение сети, ток торможения в 15-20 раз превышает номинальный, двигатель испытывает сильные динамические удары и перегрев, что в конечном итоге приводит к быстрому выходу его из строя.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателяя введены блок контроля, дополнительный ключевой элемент, элемент

ИЛИ и иэлемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первый, второй входы и выход блока управления торможением подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства для динамического торможения асинхронного электродвигателя.

Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя содержит управляемый выпрямитель

1, через который обмотки статора электродвигателя 2 соединены с источником переменного тока U блок 3 фазового управления, дополнительный управляемый выпрямитель 4, компаратор 5, ключевой блок 6 блок 7 задания опорного напряжения, блок 8 уп— равления торможением, блок 9 контроля, второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 И вЂ” НЕ.

Входы управляемого выпрямителя 1, дополнительного выпрямителя 4 и один вход блока 3 фазового управления подключены к источнику переменного тока U, выход управляемого выпрямителя 1 соединен с обмоткой статора асинхронного электродвигателя 2, выход блока 3 фазового управления подключен к управляющему входу дополнительного управляемого выпрямителя 4 и через ключевой элемент 6

11 76432 за период значение напряжения на его нагрузке равно

1 к входу управления управляемого выпрямителя 1, выход дополнительного управляемого выпрямителя 4 подключен к одному из входов компаратора

5 и к входу блока 9 контроля, другой вход компаратора 5 соединен с выходом блока 7 задания опорного напряжения, а выход компаратора 5 подключен к второму входу блока 3 фазового управления, вход ключа 6 соединен с выходом блока 8 управления торможением, первый выход блока

9 контроля через второй ключевой элемент 10 подключен к первому входу элемента 11 ИЛИ, второй выход блока контроля 9 подключен к второму входу элемента 11 ИЛИ, входы элемента 12 И-НЕ подключены к входам и выходу блока 8 управления, а выход элемента 12 И-НŠ— к управляющему входу второго ключевого элемента 10, выход элемента 11 ИЛИ соединен с входом защиты ключевого элемента 6.

Устройство работает следующим образом.

Электродвигатель 2 в режим торможения переводится при срабатывании ключевого элемента 6, когда на его вход поступает единичный сигнал

U из блока 8 управления торможением. 30

При этом сигналы с выхода блока 3

1 фазового управления подаются на вход управления выпрямителя 1 и выпрямленное напряжение от источника

U подается на обмотку электродвигателя 2, создавая на его валу тормозной момент. При этом средняя за период величина напряжения торможения равна

ПЫП 1 П (">

5 где К, — коэффициент пер (2) К пып 2 on (3) тап К Uon (4) Из этого выражения видно, что напряжение для данной схемы не зависит от уровня, частоты и формы напряжения сети и определяется только величиной опорного напРяжения. Так как наU пряжение на выходе дополнительного маломощного выпрямителя стабилизи РУ ется всегда, фаза ф всегда соответствует стабильному значению на40 пряжения торможения, если даже режим торможения отсутствует, вследствие чего устройство обладает особенностью — готовностью к подаче стабильного торможения в любой

45 момент

U =П - f (4I V) Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность торможения, и тем самым повьппение точности останова электродвигателя при изменениях на50 пряжения его питания и/или при изменении частоты питающего напряжения.

Из выражений (3) и (4) U в,,п 2

"тдв (5) 55 где U n, — амплитудное значение напряжения источника U

f (w, Ч) — функция, значение которой зависит от формы, частоты напряжения сети, параметров сигнала с выхода блока

3 фазового управления.

На вход дополнительного управляемого выпрямителя 4 подается напряжение U от сети непосредственно, либо через понижающий трансформатор, а на управляющий вход подаются те же сигналы с выхода блока 3, что и на управляющий вход управляемого выпрямителя 1, следовательно, среднее едачи понижающего трансформатора.

В случае подачи на вход выпрямителя 4 непосредственно напряжения сети Uс „ численное значение К„=1.

Компаратор 5, сравнивая выходное напряжение на дополнительном управляемом выпрямителе 4 с опорным напряжением U „ блока 7 задания опорного напряжения, воздействует на управляющий вход блока 3 фазового управления, определяя параметры сигналов на его выходе таким образом, что среднее sa период значение напряжения на нагрузке дополнительного выпрямителя 4 равно где К z — постоянный коэффициент.

Из выражений (1), (2) и (3) находим U»e, обозначив = К

К2

К

Из выражения следует, что на выходе дополнительного управляемого выпрямителя 4 в любой момент времени, 1176432

Составитель Е.Перемыслова

Редактор С.Лисина Техред Ж.Кастелевич

Корректор М.Максимишинец

Заказ 5374/54 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 независимо от режима работы устройства, присутствует напряжение U><<я, пропорциональное величине напряжения торможения двигателя U „в . При нахож- дении завью в заданном д™опуске, на выходах блока 9 контроля нулевые сигналы, которые через второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ подаются на вход защиты ключевого элемента 6, не влияя на его работу., Если в результате неправильной регулировки величины напряжения торможения, либо .на выходе;из строя узлов устройства, напряжение торможения и пропорциональное ему напряжение на выходе дополнительного выпрямителя 4 Ь в,ш выходят за пределы допуска, то на одном из выходов блока

9 контроля появляется единичный сигнал, в зависимости от того, в какую сторону отклонилась величина напряжения.

В случае, если величина Uврл уменьшается и UâÛï / (/Ъш pq / 25 то единичный сигнал появляется на втором выходе блока 9 контроля и на выходе элемента 11 ИЛИ, который, поступая на вход защиты ключевого элемента 6, запрещает подачу сигналов управления на вход выпрямителя

1. Двигатель 2 сразу отключается от сети на все время, пока Бв,,„ не примет снова допустимое значение. Если величина Бв,ш увеличивается и

/Пвып / 7 /Ugq,ï,@on / сигнал появляется на первом выходе блока 9 контроля. При этом, если двигатель вращается,.либо тормозится, т.е. в. данный момент в устройстве присутствуют нулевые сигналы

"В" или "Н" на входе блока 8 управления или сигнал торможения U на его выходе., то на одном из входов элемента 12 И-НЕ присутствует нуле- 45 вой еигнал, на выходе второго ключевого элемента 10 сигнал "0" и сигнал на вход защиты ключевого элемента 6 не поступает, пока не закончится пуск и последующее торможение двигателя 2. После окончания торможения на входах элемента 12 И-HE появляется сигнал "1", и единичный сигнал с выхода элемента 11. ИЛИ, посгупая на вход защиты ключевого. элемента 6, снимает сигналы управления с тиристоров выпрямителя 1. При выходе напряжения торможения за пределы заданного допуска в результате неправильной регулировки, либо выхода из строя элементов устройства, происходит. снятие сигналов управления с тиристоров выпрямителя 1, причем, если напряжение торможения уменьшилось, . то сигналы управления снимаются сра- ь зу в момент его уменьшения, если напряжение торможения увеличилось, то снятие сигналов управления про-. изводится только после окончания пуска двигателя 2 и его последующего торможения.

Таким образом, введение блока контроля позволяет обнаружить отклонение величины напряжения торможения за пределы допустимого значения, а введение второго ключевого элемента, элемента И НЕ позволяет произвести однократно торможение двигателя, ес° ли величина напряжения торможения ( превысила допустимое значение. Введение элемента ИЛИ позволяет сформировать в аварийном режиме сигнал защиты, снижающий сигналы управления с тиристоров управляемого выпрямителя, что в целом повышает надежность работы устройства для динамического торможения асинхронного электродви- гателя.