Многодвигательный электропривод

 

. Изобретение оносится к электротехнике . Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Электропривод содержит Группу асинхронных двигателей САД) 1, преобра (Л

(19) (111

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК . (114 Н02 Р 7 42 7 74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3857206/24-07 (22) 20.02.85 (46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) И.И. Кантер., Н.:П. Митяшин, И.И.Артюхов, Ю. Б.Томашевский, С.Ф.Степанов, А.Н.Корнев и А.Н.Жуков (53) 621.318.333(088.8) .(56) Кантер И.И. Статические преобразователи частоты. Изд-во Саратовского университета, 1966, с. 389, рис. 8-33.

Заявка Великобритании У 148320, кл. Н 02 М 1/12, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 902174, кл. Н 02 М 7/515, 1980.

Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода:

Межвуз, научи. сб.. Саратов, 1981 ° с. 61, рис. 1. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭПЕКТРОПРИВОД.

ДВИГАТЩЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.

-,Электропривод содержит группу асинхронных двигателей (АД) 1, преобра124 зователь частоты (ПЧ), выполненный в виде последовательно соединенных между собой выпрямителя 2, ЬС-фильтра 3 и инвертора 4 тока. К инвертору 4 подключены компенсирующий блбк 17 н.через коммутаторы 11 и 12 пусковая конденсаторная батарея (КБ) 5 и группа АД 1. КБ 5 подключена также через коммутатор 13 к входу выпрямителя 2, связанного с сетью. . Управление коммутаторами 1 1 — 13 осуществляется от блока 10 управления, выполненного на логических элементах.

Каждая фаза КБ 5 составлена из последовательно соединенных конденсатора 6 и резистора 7. Резистор 7 шунти9688 рован размыкающим ключом 8, управляемым блоком 10 управления. Блок 10 обеспечивает подключение КБ 5 к входу ПЧ в -период между пусками АД и в период отключения очередных АД 1 подключение КБ 5 к выходу ПЧ, Это позволяет повысить выходной коэффициент мощности. За счет действия конденсаторов входной ток ПЧ оказывается более близким к синусоидальному, т.е. уменьшаются искажения напряжения сети. Включение КБ 5 на входе ПЧ на время между очередными пусками АД 1 позволяет рационально использовать силовое оборудование.

1 з и. ф лы, 3 ил.

1 . Изобретение относится к электротехнике и предназначено для работы в системе группового асинхронного электропривода. Цель изобретения — улучшение энергетических показателей.

На фиг. 1 представлена схема многодвигательного электропривода с преобразователем частоты для питания группы асинхронных двигателей; на фиг. 2 — схема блока управления; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя при пуске электродвигателя.

Иногодвигательный электропривод содержит группу асинхронных двигателей 1, подключенных к преобразователю частоты, состоящему из последовательно соединенных выпрямителя 2, LC-фильтра 3 и инвертора 4 тока, пусковую конденсаторную батарею 5, каждая фаза которой выполнена в. виде последовательно соединенных конденсатора 6 и резистора 7, параллельно которому включен нормально замкнутый ключ 8 с управляющим входом 9, блок 10 управления, коммутаторы 11

13 с управляющими входами соответственно 14 — 16. Через коммутаторы 12 к выходу преобразователя подключены асинхронные двигатели и непосредст- венно вентильно-реакторный компенсирующий блок 17.

Блок 10 управления (фиг. 2) имеет управляющий вход 18 и выпол2 нен на основе N RS- u N D-триггеров соответственно 19 и 20 по числу асинхронных .двигателей, N нормально разомкнутых 21 и нормально замкнутых 22 контактов, 2 N сопротивлений 23 и 24, двух групп по N логических элементов НЕ 25 и 26 и 2И 27 и 28, N элементов 2 ИЛИ 29, двух

Ивходовых элементов ИЛИ 30 и 31, ЬО а также шести элементов 32 — 37 за-, держки, пяти D-триггеров 38 — 42, четырех элементов 2И 43 — 46, двух логических элементов 2 ИЛИ 47 и 48 и элемента НЕ 49.

ЬЗ Блок 10 управления имеет также первый 50, второй 5.1, третий 52 выходы соответственно, N входов 53 по числу асинхронных двигателей. При этом нормально замкнутые 22 и нормально разомкнутые 21 контакты через сопротивления 23 и 24 подключены к питающему напряжению, соответствующие выводы нормально разомкнутых контактов образуют входы логических элементов НЕ первой группы .25, выхо25 ды которых связаны с одним из входов элементов 2И первой группы 27, другими входами подключенных к выхо3$ ду элемента HE 49, а выходами соединенных с S-входами RS-триггеров 19 и с входами первого Й-входового логического элемента ИЛИ 47, выход которого подключен к одному из входов первого элемента 2 ИЛИ, другим входом соединенного с управляющим

3 1249 входом 18 блока управления, а выходом подключенного к R-входам первых четырех D-триггеров 38 — 41, соответ- . ствующие выводы нормально замкнутых контактов соединены с одним из N вхо-. дов логических элементов 2 ИЛИ 29, другие входы которых связаны с управляющим входом 18 блока 10 управления, а также с S-входом пятого D-триггера 43, прямой выход которого образует 10

N+3 выход 50 блока управления, связанный с управляющим входом 16 коммутатора 13, соединяющего выводы пусковой батареи 5 с входом преобразовате, ля (фиг . 1) . Выходы N логических зле- 15 ментов 2 ИЛИ 29 соединены с R-входами N RS-триггеров 19, выходы которых образуют входы второго N-входового элемента ИЛИ 31, выходом связанного с одним из. входов первого логическо- 20

ro элемента 2И 43, другой вход которого соединен с инверсным выходом четвертого D-триггера 4 1, а выход подключен к информационным и через соответственно первый, второй и тре- 25 тий элементы задержки к синхронизирующим входам первых трех D-тригге ров 38 — 40, а также к входу .элемента НЕ 49. Прямой и инверсный выходы соответственно первого и второго

D-триггеров 38 и 39 через второй логический элемент 2И 44 образуют

И+1-выход 51 блока управления, связанного с управляющим входом коммутатора 14, через который выводы пусковой конденсаторной батарей 5 подключены к выходу преобразователя .

Прямой выход второго D-триггера 39 соединен с информационными через соответственно четвертый 35 и пятый 36 элементы задержки с синхронизирую40 щими входами четвертого. 41 и пято"

rî 42 D-триггеров, а также с одним из входов третьего логического элемента 2И 45, другой вход которого связан с инверсным выходом четвертого

45 D-триггера 41, а выход — с одним из входов второго элемента 2 ИЛИ 48, выход которого образует N+2-выход 52 блока управления, соединенный с управляющим входом нормально замкнутых ключей 8 пусковой конденсаторной батареи 5, а другой вход второго элемента 2 ИЛИ подключен к выходу четвертого логического элемента 2И 46, одним из входов соединенного с информационными входами первых трех D-триггеров 38 — 40, а другим — с инверсным входом третьего D-триггера 40, 688 1 прямой выход которого соединен с информационными вкодами N D-триггеров 20 и через шестой элемент 37

/задержки с одним из входов логических элементов 2И второй группы, дру гие входы которых. связаны с прямыми выходами N RS-триггеров 19 и через элементы НЕ второй группы 26 с R-входами D-триггеров 20, а выходы подключены к синхронизирующим входам

N D-триггеров 20, прямые выходы которых образуют N выходов 53 блока управления, соединенных с управляющими входами 15 коммутаторов 17, через которые асинхронные двигатели подключены к выходу преобразователя.

Многодвигательный электропривод работает следующим образом.

При начальном включении преобразователя через управляющий вход 18 блока 10 управления пятый D-триггер 42 устанавливается в единичное состояние, подавая разрешающий сигнал на N+3-выход 50 блока 10 управления, связанный с управляющим входом 16 коммутатора 13, который подключает пусковую конденсаторную . батарею 5 к входу преобразователя.

При этом N RS-триггеров 19 через логические элементы 2 ИЛИ 29, N D-триггеров 20 через элементы НЕ второй группы 26, первые четыре D-триггера 38 — 41, через первый логический элемент 2 ИЛИ 47 устанавливаются в нулевое состояние.

На выходе первого логического, элемента 2И 43 будет сигнал логического нуля, который инвертируется элементом НЕ 49, снимая блокировочный сигнал с логических .элементов 2И 27 первой группы, тем самым разрешая пуск асинхронного двигателя.

При включении электродвигателя замыкается соответствующий контакт 21 и через логические элементы НЕ 25 первой группы и 2И 27 первой группы

RS-триггер 19 устанавливается в единичное состояние, а также через первый N-входовой элемент ИЛИ 30 и первый элемент 2 ИЛИ 47 происходит установка пяти D-триггеров 39 — 42 в нулевые состояния. При этом нулевым сигналом на прямом выходе пятого

D-триггера 42 происходит отключение пусковой конденсаторной батареи 5 с входа преобразователя. Сигнал логической единицы с выхода RS-триггера 19 через второй N-входовой элемент ИЛИ 31 и первый логический эле1249688

10 мент 2И 43 поступает на информационные входы первых трех D-триггеров 38—

40, которые соответственно через длительности времени, - з (фиг. 3) определяемые первым, вторым и третьим элементами 32 — 34 задержки, устанавливаются в единичные состояния. На выходе второго логического элемен,та 2И 44, образующего N+1-выход 51 блока 10 управления, формируется . импульсный сигнал длительности (. „), управляющий коммутатором 11.

На выходе четвертого логического элемента 2 И 46 формируется импульс длительностью Гз, который через второй элемент 2 ИЛИ 48 поступает на

N+2-выход 52 блока 10 управления, соединенный с управляющим входом 9 ключа 8, контакты которого размыкаются, тем самым подключая сопротивле- . ния .7 последовательно конденсато-. рам 6. Через время Г„, достаточное для размыкания- ключа 8, срабатывает коммутатор 11, который подключает пусковую батарею 5 к выходу преобразователя, а также через первый входовов элемент ИЛИ 30 и первый.эле.мент 2 ИЛИ происходит установка пяти

D-триггеров 38 — 42 в нулевые состоя30 . ния.. При этом нулевым сигналом на прямом выходе пятого D-триггера 42 пройсходит отключение пусковой конденсаторной батареи 5 с входа преобразователя.

Длительность времени (L-,) определяется перезарядом части коммутирующих конденсаторов через балластные сопротивления 7, после чего контакты ключа 8 замыкаются, шунтируя сопротивления. На выходе третьего D-триггера 40 устанавливается единичный уровень, который поступает на информационные входы N D-триггеров 20. Через интервал,, определяемый шестым элементом 37 задержки и

45 равный времени переходного процесса после отключения сопротивлений 7, соответствующий D-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, выбор которого определяется состоянием

N RS-триггеров 19, выходы которых связаны с одним из входов логических элементов 2И 28 второй группы. При наличии логической единицы на выходе триггера 19 соответствующий Р-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, подавая разрешающий сигнал на соответствующий выход 53 блока 10 управления, соединенного с управляющим входом 15 одного из коммутаторов 12, который подключает соответст вующий асинхронный двигатель.

После окончания пуска двигателя, время которого определяется интервалом,. происходит переключение пусковой конденсаторной батареи с выхода на вход преобразователя, при этом логическая единица с выхода второго

D-триггера 39 поступает на информационные входы четвертого и пятого

D-триггеров 41 и 42 и через четвертый и пятый элементы 35 и 36 задержки на их синхронизирующие входы. На выходе третьего логического элемента 2И 45 формируется импульс длительностью . который через второй элемент 2 ИЛИ 48 поступает на N+2-выход 52 блока 10 управления, соединенного с управляющим входом 9 ключа 8, подключая последовательно конденсаторам пусковой батареи балластные сопротивления. .С задержкой относительно переднего фронта этого импульса, определяемой временем переключения контактов ключа 8 на N+1-выходе 50 блока 10 управления, образованного выходом пятого D-триггера 42, появляется уровень логической единицы, который поступает на управляющий вход 16 ком,мутатора 13, подключающего выводы пусковой батареи 5 к входу преобразователя. Интервал ((„-7 ) определяется вр еме нем пер езаряда конденсат оров через балластные сопротивления.

По заднему фронту импульса длительностью „. запирается первый элемент 2И 43 и на выходе элемента КЕ 49 появляется уровень логической единицы, снимающий блокировочный сигнал с входа логических элементов 2И 27 первой группы, тем самым разрешая пуск очередного двигателя.

При отключении асинхронного двигателя размыкается контакт 22, и через логический элемент 2 ИЛИ 29 соответствующий RS-триггер 19 устанавливается в нулевое состояние. На выходе соответствующего элемента НЕ 26 второй группы появляется уровень логической единицы, который приводит к обнулению выхода D-триггера 20 и, следовательно, к отключению электродвигателя .

Подключение части коммутирующих конденсаторов к входу преобразователя в период между пусками асинхрон1249688 ных двигателей позволя ет повысит ь входной коэффициент мощности преобразователя, уменьшив потребление реактивной мощности из сети.

При глубоком регулировании напряжения выпрямителем с целью стабилизации выходного напряжения величина этой мощности может быть значительной.

За счет действия конденсаторов вход- 10 ной ток преобразователя оказывается более близким к синусоидальному, следовательно, уменьшаются искажения напряжения сети переменного тока., Включение пусковой конденсаторной батареи на входе преобразователя на время между очередными пусками электродвигателя позволяет рационально использовать силовое оборудование, повысить коэффициент его использования .

Формула изобретения

1. Иногодвигательный электропривод, содержащий группу асинхронных двигателей, подключенных к преобразователю частоты, состоящему из после довательно соединенных выпрямителя, ЬС-фильтра и инвертора тока пуско-

1 30 вую конденсаторную батарею, каждая фаза которой выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора, параллельно которому включен нормально замкнутый ключ, блок управления, N выходами соединенный с управляющими входами коммутаторов, через которые асинхронные двигатели подключены к выходу преобразователя, а N+1- и N+2-выходами подключен соответственно к управляющим входам коммутаторов, через которое выводы пусковой конденсаторной батареи подключены к выходу преобразователя и к управляющему входу нор" мально замкнутого ключа, вентильнореакторный компенсирующий блок, соединенный с выходами инвертора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения электрических пока-. зателей, в него, введен коммутатор, а блок управления снабжен N+3-выходом, при этом коммутатор включен между выводами пусковой батареи и входом преобразователя, его управляющий вход соединен с N+3-выходом блока управления.

2. Электропривод по п. 1, о т л и ч а ю-шийся тем, что блок управления содержит - N RS-триггеров и N D-триггеров, N нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, 2N сопротивлений, две группы по

N логических элементов НЕ и 2И, N . элементов 2 ИЛИ, два N-входовых элементов ИЛИ, а также шесть элементов задержки, пять D-триггеров, четыре элемента 2И, два логических элемента 2 ИЛИ, элемент НЕ, при этом нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты через сопротивления предназначены для подключения к питающему напряжению, соответствующие выводы нормально разомкнутых контактов образуют входы логических элементов НЕ первой группы, выходы которых связаны с одним .из входов элементов 2И первой групны, другими входами подключенных к выходу элемента НЕ, а выходами соединенных с S-входами

RS-триггеров и с входами первого Nвходового логичеекого элемента ИЛИ, выход которого подключен к одному из входов первого элемента 2 ИЛИ, другим входом соединенного с управляющим входом блока управления, а выходом подключенного к R-входам первых четырех D-триггеров, соответствующие выводы нормально замкнутых контактов соединены с одним из входов N .логических элементов 2 ИЛИ, другие входы которых связаны с управляющим входом блока управления, а также с S-входом пятого D-триггера, прямой выход которого образует N+3-выход

l блока управления, выходы N логических элементов 2 ИЛИ соединены с Rвходами N RS-триггеров, выходы которых образуют входы второго N-входового элемента ИЛИ, выходом связанного с одним из входов первого логическаго элемента 2 И, другой вход которого соединен с инверсным выходом чет-. вертого Р-триггера, а выход подключен к информационным и через соответственно первый, второй и третий элементы задержки к синхронизирующим входам первых трех Э-триггеров, а также к входу элемента НЕ, прямой и инверсный выходы соответственно первого и второго D-триггеров через второй логический элемент 2 И образуют N+1 -выход блока управления, прямой выход второго Р-триггера соединен с информационными и соответственно через четвертый и пятый элементы задержки с синхронизирующими входами

1249688 10 четвертого и пятого D-триггеров, а гера, прямой выход которого соединен также с .рдним из входов третьего с информационными входами N D-триггелогического элемента 2 И, другой - ров и через шестой элемент задержки вход которого связаи.с иннерсным вы- с одним из входов логического элеходом четвертого П-триггера, а выход - g м еeнHтTа 2 2 И H в т7о0р о и г р у п пnы, другие вхос одним иэ.входов второго элемента ды которых связаны с прямыми выхода2 ИЛИ, выход которого образует N+2- ми N RS-триггеров и через элементы НЕ выход блока управления, а другой вход второй группы с R-входами N D-триггевторого элемента 2 ИЛИ подключен ров, а выходы логических элемен- к выходу четвертого логического эле- 10 тов 2 И второй группы подключены мента 2 И, одним из входов соединен-. к синхронизирующим входам N Р-трргного с информационными входами пер- геров, прямые выходы которых обвых трех D-триггеров, а другим- разуют остальные выходы блока упс инверсным выходом третьего D-триг-, равления. йуск -.

Составитель В.Тарасов

Редактор А.Шандор Техред д.Олейник Корректор М.Самборская

Заказ 4338 /58 Тираж 631 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 . Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4