Устройство для управления частотно-регулируемым электроприводом
Изобретение относится к области электроте.хники, в частности к устройствам унравления частотно-регулируемыми электроприводами металлорежущих станков, выемочных машин и др. Устройство нозволяет но- В1)1сить надежность электропривода и его производительность нуте.м исключения перегрузки преобразователя частоты и «опрокидывания электродвигателя (ЭД). При превышении токо.м ЭД 2 тока уставки источника 28 опорных напряжений срабатывает компаратор (К) 16. Одновременно сигнал с датчика 7 тока через ключ 24 и уси. пггельограничитель 27 поступает на э.юмент 13 сравнения. Уменьп1аются сигнал задания па входе задатчика 12 интенсивности и частота вращения ЭД 2. При уменьщении сигнала задания до нуля срабатывают К 17. триггер (Т) 18 и pe.-ie 20, изменяя переключателем 15 но, 1ярность cnrna. ia на входе блока 1 1 реверса. Г1роисходит торможение, остановка и разгон ЭД 2 в протнвоно. южном направлении . При снижении тока ЭД 2 до 0,3 0.5 номинального значения срабатывает К 16 II Т 18 и реле 20 перево.яятся к исходное состояние, новторно изменяя полярность сигнала задания. При этом на выходе одновибратора 23 устанав. швается нулсво ровень. Срабатывают Т 19 и реле 21, которое своим контактом в задатчике 12 интенсивности умепьншет интенсивность изменения частоты. При этом происходит остановка ЭД 2 и пуск его в прямом нанравленни с меньн1ей интенсивностью изменения частоты. По окончании пуска срабатывает дискриминатор 22 и Т 19, отключая реле 21. ЭД 2 продолжает вранщться в прямом паправлении с задаппои скоростью. 2 нл. / с yi (Л С со о о го 4 ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) д11 4 Н 02 P 7/42
2<
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3985204/24-07 (22) 09.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева (72) E. Б. Колесников, Г. И. Бабокин, В. И. Серов и А. Б. Колесников (53) 62-83-52:621.313.333.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 499642, кл. Н 02 Р 7/42, 1970.
Авторское свидетельство СССР № !119!55, кл. Н 02 Р 7/42, 1984. (54) УС 1 РО1 1СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРО
11РИВОДОМ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам управления частотно-регулируемыми электроприводаMH металлорежущих станков, выемочных машин и др. Устройство позволяет floвысить надежность электропривода и его производительность путем исключения перегрузки преобразователя частоты и «опрокидывания» электродвигателя (ЭД). При превышении током ЭД 2 тока уставки источника 28 опорных напряжений срабатывает комнаратор (K) 16. ОдновремеHH» сип>а,l с датчика 7 тока через ключ 24 и усилительограничитель 27 поступает на э.!Омент 13 сравнения. Уменьшаются сип!ал задания иа входе задатчика 12 интенсивности I«I;Icf»r f вращения ЭД 2. При уменьшении сигнала задания до н<<,1 я сраоаты на к)т 1, 1 i, Tp HI ер (Т) 18 11 рс.зс 20, HHмсняя !lcpcl . If»
0,5 номинального 31!ачс ния срабаты1)ает К 16 и Т 18 и рслс 20 переводятся в ис»дНОС СОСТОЯНИС, IIOBT»P II» ИЗМЕНЯЯ ИОЛЯРН»(Tl> си ГH3. 13 зад<1 ни Я. 11 plf ЭТОМ на Hl>l )»;fc». 1новибратора 23 ) »T31133ливается нулевой урс>вень. Срабатыва)от 1 9 и реле 21, кот»рос своим конта! т» ">I H 33даTЧ11ке 12 Il llте!I(. ив ности уменьшает интенсивно Tb изменения частоты. При эт»м происходит остановка
ЭД 2 и пуск сг» и ирямох! направлении с меныиеи интенсивн» THK) изменения част»ты.
По окончании пуска срабатывает дискриминатор 22 и Т 19, отклк)чаrl реле 21.
ЭД 2 ll pод О)?I(3(>T H p31113Ть >I в II pH 1309245 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления частотно-регулируемыми электроприводами металлорежущих станков, выемочных и камнерезных машин и др. Цель изобретения — повышение надежности электропривода и его производительности. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления частотно-регулируемым электроприводом; на фиг. 2 — диаграммы работы устройства. Устройство содержит преобразователь 1 частоты, подключенный к асинхронному двигателю 2, включающий соединенные между собой управляемый выпрямитель 3 с фильтром 4 и автономный инвертор 5, датчики 6 — 8 соответственно напряжения, тока и ЭДС двигателя, блоки 9 и 10 регулирования соответственно напряжения и «астоты, выходами подключенные соответственно к управляемому выпрямителю 3 и автономному инвертору 5, блок 11 реверса, задатчик 12 интенсивности, основной вход которого подключен к выходу первого элемента 13 сравнения и первому входу второго элемента 14 сравнения, переключатель 15 полярности сигнала задания, выходом соединенный с первым входом блока 11 реверса, первый 16 и второй 17 компараторы, первый 18 и второй 19 RS-триггеры, первое 20 и второе 21 электромагнитные реле, выходами подключенные соответственно к переключателю 15 полярности сигнала задания и к дополнительному входу задатчика 12 интенсивности, дискриминатор 22, одновибратор 23, управляемый ключ 24, логические элементы И 25 и И-1-!Е 26, выход которого подключен к S-входу первого RS-триггера 18, усилитель-ограничитель 27, источник 28 опорных напряжений, первый выход которого соединен с вторым входом второго компаратора 17, а второй выход— с вторыми входами первого компаратора 16 и усилителя-ограничителя 27. Выход датчика 6 напряжения подключен к первому входу датчика 8 ЭДС и дополнительному входу блока 9 регулирования напряжения. Выход датчика 7 тока присоединен к второму входу датчика 8 ЭДС, к первому входу первого компаратора !6 и через управляемый ключ 24 к первому входу усилителя-ограничителя 27, выход которого подключен к второму входу первого элемента 13 сравнения, первый вход которого присоединен к первому выходу блока 11 реверса. Выход задатчика 12 интенсивности подключен к задающим входам блоков 9 и 10 регулирования соответственно напряжения и частоты, к первому входу второго комггаратора 17 и к второму входу второго элемента 14 сравнения, выход которого через дискриминатор 22 связан с R-входом второго RS-триггера 19. Дополнительный вход блока 10 регулирования частоты и вто5 55 рой вход логического элемента И 25 соединены с вторым выходом блока 11 реверса, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу датчика 8 ЭДС и к дополнительному выходу блока 10 регулирования частоты. Выход первого компаратора 16 присоединен к R-входу первого RS-триггера и к первому входу логического элемента И-HE 26, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора 17. Выход первого RS-триггера 18 подключен к входу первого электромагнитного реле 20, к первому входу логического элемента И 25 и через одновибратор 23 к S-входу второго RS-триггера 19, а выход логического элемента И 25 соединен с управляющим входом управляемого ключа 24. Устройство для управления частотно-регулируемым электроприводом работает следующим образом. При нормальном режиме работы электропривода сигнал на выходе усилителя-ограничителя 27 равен нулю, и частота выходного напряжения преобразователя частоты однозначно определяется величиной сигнала задания, а чередование фаз (направление вращения электродвигателя) полярностью сигнала «а выходе блока 11 реверса. При перегрузке электродвигателя 2 ток, снимаемый с датчика 7 тока, начинает превышать максимально допустимое значение, заданное источником 28 опорных напряжений. В результате этого срабатывает первый компаратор 16 (момент фиг. 2), и на его выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход логического элемента И-НЕ 26 и íà R-вход первого RS-триггера 18. При этом на выходе логического элемента И-HE 26 поддерживается уровень логической единицы, а на выходе первого RS-триггера !8 -- уровень логического нуля. Одновременно сигнал с датчика 7 тока поступает через замкнутый ключ 24 на первый вход усилителя-ограничителя 27 и на его выходе появляется сигнал, который, вычитаясь из сигнала с первого выхода блока 1 реверса в первом элементе 13 сравнения, уменьшает задаювiий сигнал, Iloступающий через задатчик!2 интенсивности в блоки 9 и 10 регулирования соответственно напряжения и частоты. В результате этого скорость вращения электродвигателя 2 начинает снижаться. Частота вращения снижается до тех пор, пока не исчезнет перегрузка электродвигателя 2. В том случае, когда перегрузка не исчезает, что имеет место при жестком стопорении органа резания, частота вращения электродвигателя 2 снижается до нуля. При э-.ом сигнал на выходе задатчика 12 интенсивности становится близким к нулю, в результате чего срабатывает второй компаратор 17 и на его 1309245 55 Форму.!а изобретен!..ч выходе и втором входе логического элемента И-HE 26 устанавливается уровень логической единицы. Сигнал логического нуля, появившийся на выходе логического элемента И-HE 26, поступает на S-вход первого RS-триггера 18, который переводится во включенное состояние. При этом срабатывает первое электромагнитное реле 20 и своими контактами в переключателе 15 полярности сигнала задания изменяет полярность сигнала задания на входе блока 11 реверса. Одновременно на первом входе логического элемента И 25 устанавливается уровень логической единицы. В результате этого происходит торможение и остановка электродвигателя 2. При наличии сигналов разрешения на реверс на трех входах блока 11 реверса, поступающих с выхода переключателя 15 полярности сигнала задания (о команде на реверс), с датчика 8 ЭДС (об остановке двигателя) и с дополнительного выхода блока 10 регулирования частоты (oo отсутствии коммутации в автономном инверторе), с второго выхода блока ll реверСа на дополнительный вход блока 10 регулирования частоты поступает команда на реверс кольцевого распределителя (момент tz, фиг. 2). Одновременно на втором входе и на выходе логического элемента И 25 устанавливается уровень логической единицы и управляемый ключ 24, размыкаясь, снимает выходной сигнал датчика 7 тока с первого входа усилителя-ограничителя 27, тем самым исключается влияние сигнала с выхода датчика 7 тока»а скорость двигателя 2 при реверсе. В результате этого происходит ре верс электродвигателя 2 и его разгон в противоположном направлении, тем самым устраняются условия стопорения исполнительного органа. B тот момент, когда ток электродвигателя 2 снизится до 0,3 — 0,5 номинального тока, срабатывает первый компаратор 16, первый RS-триггер 18 переводится в исходное состояние, отключается первое электромагнитное реле 20 и своими контактами в переключателе 15 полярности сигнала задания изменяет полярность сигнала задания на входе блока 11 реверса (момент tq, фиг. 2). Одновременно на входе одновибратора 23 сигнал изменяется с логической единицы до нуля и, на его выходе устанавливается уровень логического нуля (одновибратор 23 реагирует только на спад импульса) . Срабатывают второй RS-триггер 19 и второе электромагнитное реле 21, которое своим контактом уменьшает интенсивность изменения (увеличения) частоты в задатчике 12 интенсивности. Аналогично при наличии сигналов разрешения на трех входах блока 11 реверса происходит повторный реверс электропривода (момент 4, фиг. 2). Управляемый ключ 24 замыкается, так как на выходе логического элемента И 25 устанавливается уровень логического нуля. В результате этого происходит разгон вперед электродвигателя 2 с меньшей интенсивностью изменения частоты, т. е. проработка режущим органом препятствия, вызвавшего стопорение, осуществляется с меньшей скоростью. Интенсивность разгона выбирается такой, чтобы проработать препятствия без стопорения. По окончании разгона электродвигателя 2 сигналы на основном входе и выходе задатчика 12 интенсивности становятся близкими по величине и на выходе второго элемента 14 сравнения сигнал становится близким к нулю, срабатывает дискриминатор 22, реагирующий на уровни, близкие к нулевым, переключается второй RS-триггер 19, Отключаясь, второе электромагнитное реле 21 устанавливает в задатчике 12 интенсивности исходную интенсивность изменения частоты. Схема приходит в исходное состояние. Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известных при наличии на режущем исполнительном органе момента сопротивления, бо.!ьн!его максимально!.о момента электропривода, первоначально обеспечивает снижение скорости вращения исполнительного органа практически до нуля при сохранении момента электродвигателя, пытающегося преодолеть препятствие, и в случае, если скорость исполнительного органа снизилась до нуля, а препятствие, вызвавшее стопорение исполнительного органа, не преодолено, осуществляется отвод исполнительного органа QT препятствиH с контролем тока электродвигателя и с последующей пода ц и исполнителыгого органа на препятствие, но о меньшей интенсивностью разгон 1. обеспечивающей проработку препятствия llсполнительным орга!гом. Так как устройство исключает работ электропрпво.!а на «у!гор.> в случае труднопреодоли. !ОГО и рс!!ятo BHH, а !!р!.,ц с !ятр!!вает отвод испо 1HliTcльного органа и проработку препятствия с пониженной скоростью, то в этом случае исключаются срыв ннвертора преобразователя частоты, «опрокидывание» асинхронного электродвигателя, т. е. повышается надежность электропрпвода. Так как преодоление препятствия происходит автоматически, без вмешательства оператора, то за счет сокращения времени проработки препятствий повышается производительность электропр!!вода. Эффект повышения надежности и производительности электропривода тем выше, чем больше ра 3рушаемый материал имеет твер..ых включений. Устройство для l llp3I31eния !с!с !!т!!о-регулируемым электроприводом, содерж;!и(ее (309245 д!6 и„ гг Состав{{те. ь В. Гарасов Редактор И. Николайчук 1ехред И. Верее Корректор.l. 1Iплипе {Iio Заказ 1447 52 1 {{р{{ж 661 11одписпое ВНИИПИ Государственного копии гета (.i.(. .Ð по делам пзобретеи{{й п открытии ! 13035, Moc{ II;I, Ж- -З5. Раун{екав паб., д. 4, 5 1 lроизводстве и{{о-п(>ли гp3(I)l{ I(cK {(Il f (;п{р пят ие, г. У>{(l (I f)0 i, .!I. I 1po(I(T){ {я, -1 преобразователь частоты, подключенный к асинхронному двигателю, составленный из соединенных между собой управляемого выпрямителя, фильтра и автономного иивертора, блоки регулирования напряжения и частоты, выходы которых подключены соответственно к управляемому выпрямителю и автономному инвертору, задатчик интенсивности, блок реверса, датчики тока, напряжения и ЭДС двигателя, два элемента сравнения, отличающееся тем, что, с цслью повышения надежности электропривода, и его производительности, в него введены два компаратора, одновибратор, логические элементы И и И-НЕ, два RS-триггера, два электромагнитных реле, управляемый ключ, усилитель-ограничитель, переключатель полярности сигнала задания, дискриминатор, источник опорных напряжений, а задатчик интенсивности снабжен дополнительным входом, причем выход переключателя полярности сигнала задания подкл{очеll к первому входу блока реверса, первый выход которого присоединен к первому входу первого элемента сравнения. выходом подкл{оченного к основному входу задатчика инте{{сивности, выход которого ll()Hcocдинеи к задающим входам блоков регулирования l{Hпряжения и частоты, основной вход и выход задатчика интенсивности присоединены соответственно к первому и второму входам второго элемента сравнения, выход которого через дискриминатор подключен к )хвходу второго RS-триггера, выход датчика тока соединен с первым входом первого компаратора и через управляемый ключ с первым входом усилителя-ограничителя, выход первого компаратора подключен к пер5 вому входу логического элемента И-HE «Rвходу первого RS-триггера, выход которого присоединен к первому входу логического элемента И и через одновибратор к S-входу второго RS-триггера, второй выход блока реверса соединен с вторым входом логическо10 го элемента И, выходом подключенного к управляющему входу управляемого ключа, первое электромагнитное реле входом подключено к выходу первого RS-триггера, а выходом — — к управляющему входу переключателя полярности сигнала задания, второе 15 электромагнитное реле входом подключено к выходу второго Р5-трипера, а выходом -- к дополнительному входу задатчика интенсивности, первыи выход источника опорных напряжений соединен со в.горым входом второго комиаратора, первый вход которого иодк Ilo IOII к выходу за 13T÷èка инт(нсивности, а выход -- к второму входу логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к 5-входу первого RS-триггера, второй выход источника ollopllblx напряжений под25 ключеH к второму ьходу и ()Bol o комиаратора и второму входу усилителя-ограничителя, выход которого îå,äèíåí с вторым входом первого элемента сравнения, выходы датчика ЭДС и регулятора частоты подключены соответственно к второму и третьему входам олока реверса.
