Многодвигательный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров. Целью изобретения является повышение надежности за счет исключения бросков момента электропривода при переключении вьтрямителей. Указанная цель достигается за ачет введения нелинейного блока 15, реализующего функцию Ац , где /ь„ и соответственно управляющий параметр блока 8 регулирования скорости до и после переключения выпрямителей, с помощью которого осуществляется изменение управляющего сигнала блока 8 регулирования скорости, что вызывает изменение тока в обмотках роторов двигателей 1 и 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 P 5/50

ВСЕО)% НА !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4058695/24-07 (22) 18.04.86 (46) 23.02.88.Бюл. У 7 (71) павлодарский индустриальный институт (72) N.Ì.Соколов, В.С.Копырин и Л.И.!Нрейдер (53) 621 331.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 879725, кл. Н 02 P 7/74, 1979.

Электротехника, 1986, Ф 5, с.32-34. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (5?) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

„;SU„„1376206 А 1 для электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров. Целью изобретения является повышение надежности за счет исключения бросков момента электропривода при переключении выпрямителей. Указанная цель достигается за очет введения нелинейного блока 15, реализующего функцию р К 1 а, где р 1, è n „— соответ12 к ственно управляющий параметр блока 8 регулирования скорости до и после переключения выпрямителей, с помощью которого осуществляется изменение управляющего сигнала блока 8 регулирования скорости, что вызывает изменение тока в обмотках роторов двигателей 1 и 2. 2 ил.

1376206

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для электронриводов насосов, вентиляторов и компрессоров.

Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения бросков момента электропривода при переключении выпрямителей.

На фиг.l приведена схема многодви- lp гательного электропривода; на фиг.2— схема нелинейного блока.

Иногодвигательный электропривод содержит два синхронных электродвигателя 1 и 2, валы которых механи- 15 чески связаны между собой и с рабо- чей машиной 3, обмотки статоров двигателей предназначены для подключения к источнику питания переменного тока контактами 4 коммутационного 20 аппарата, обмотки роторов двигателей подключаются к входам неуправляемых выпрямителей 5 и 6, выходы которых подключаются к входам блока 7 переключения выпрямителей 5 и 6 с параллельного соединения на последовательное и обратно, катодный вывод выпрямителя 5 и анодный вывод выпрямителя 6 подключаются к выходу блока

8 регулирования скорости электро- 30 привода, к управляющему входу блока

7 переключения выпрямителей 5 и 6 подключен выход блока 9 управления переключением выпрямителей, а к управляющему входу блока 8 регулирования скорости подключен выход блока

10 управления, вход датчика 11 напряжения подключен к выходу выпрямителя 5, а выход датчика 11 напряжения подключен к первому входу элемента 40

12 сравнения и через компаратор 13 к входу блока 9 управления переключением выпрямителей, блок 14 задания скорости подключен к второму входу элемента 12 сравнения, выход которого подключен к первому входу функционального блока 15, к второму входу которого подключен выход компаратора 13, а выход функционального, блока 15 подключен к входу блока 10 управления.

Обмотки статоров двигателей 1 и

2 предназначены для подключения к источнику переменного тока путем срабатывания коммутационного апнарата и замыкания при этом его силовых замыкающих контактов 4. В момент пуска электропривода блок 7 переключения выпрямителей обеспечивает параллельное соединение выпрямителей 5 и 6. Блоком 14 задания скорости задается требуемая скорость электропривода и сигнал U, пропорциональный заданной скорости, поступает на один из входов элемента 12 сравнения, где алгебраически суммируется с сигналом U„,ïîñòóïàþùèè с выхода датчика 11 напряжения. Сигнал

U« на выходе датчика ll напряжения пропорционален скорости электропривода и поэтому схемой косвенно реализуется обратная связь по скорости электропривода. В момент пуска сигнал на выходе датчика ll напряжения равен нулю. В качестве датчика скорости электропривода может также использоваться тахогенератор, установленный на валу электродвигателей 5 или 6. Сигнал U с выхода элемента

l2 сравнения, равный U = U — U поступает на один из входов функционального блока 15.

При изменении скорости электропривода в диапазоне от нуля до половины синхронной скорости электродвигателей (0,5 ю,) компаратор 13 остается в несработанном состоянии, сигнал на его выходе отсутствует и, следовательно, выпрямители 5 и 6 остаются подключенными параллельно и коэффициент усиления фнукционального блока 15 остается неизменным. Сигнал с выхода функционального блока 15 поступает на вход блока 10 управления, который определяет величину управляющего параметра устройства 8 регулирования скорости электропривода и обеспечивает заданную скорость электропривода в соответствии с saдающим сигналом U в диапазоне ее изменения от нуля до 0,5ы,. Управляющим параметром блока регулиро— вания скорости электропривода являет-. ся активное сопротивление (реостатное регулирование), скважность управляющих импульсов (импульсное управ" ление), противо-ЭДС (каскадное управление).

При работе электропривода со скоростью в диапазоне от нуля до 0,5 ы, выпрямители 5 и 6 включены параллельно и поэтому напряжение на выходе блока 8 регулирования скорости изменяется от 11 до 0,5 U

d1 01 i макс т.е. не превышает максимальное выпрямление напряжения ротора одного

1376206 двигателя, которое оно имеет в момент пуска. При этом ток на выходе блока 8,несмотря на суммирование выпрямленных токов роторов двигате5 леи 1 и 2, также не превьппает максимальный выпрямленный ток одного двигателя, который он имеет при работе с номинальной скоростью и моментом, так как механизмы центробежно—

ro принципа действия обладают вентиляторной механической характеристикой (М„ = ) и момент статического сопротивления в этом диапазоне изменения скорости электропривода не пре- 15 вьппает 0,5 M „, При достижении скорости электропривода 0,5 ы, срабатывает компаратор 13 и на его выходе появляется сигнал управления, который поступа- 2р ет на вход блока 9 управления переключением выпрямителей и на первый вход функционального блока 15. Блок

9 управления переключением выпрямителей переводит блок 7 переключе- 25 ния выпрямителей 5 и 6 во второе состояние, при котором выпрямители

5 и 6 оказываются соединенными последовательно (замыкающий контакт блока 7 переключения замыкается, а размыкающие контакты — размыкаются).

Напряжение на выходе блока 8 регулирования скорости скачком возрастает в два раза (с 0,5 U с, „„до

Если при этом не изменить

1 МаК 35 управляющий параметр, то ток в обмотках роторов также скачком увеличится в два раза. Это вызывает резкое увеличение (бросок) электромагнитного момента, а следовательно, удар динамического момента на валу электродвигателей и колебание скорости электропривода.

Чтобы этого.не произошло необхо L димо изменить во время переключения соединения выпрямителей 5 и 6 вели,чину начального (до переключения) управляющего параметра р блока 8 регулирования скорости до конечногб (после переключения) значения по выражению p„ = р„1/К „, где К,— коэффициент пропорциональности при переключении выпрямителей с параллельного соединения на последовательное. Коэффициент К определяется из

1 55 условия, чтобы при переключении выпрямителей токи в обмотках роторов и статоров двигателей 1 и 2 не изменялись. Выполнение этого условия исключает удары динамических моментов и колебания скорости.

Аналогично можно записать для импульсного и каскадного способов регулирования скорости, учитывая обязательное выполнение условия I н

=I принимая во внимание,что время коммутации блока 7 переключения выпрямителей мало и за это время момент статического сопротивления не меняется.

В устройстве изменение управляющего параметра блока 8 регулирования скорости электропривода реализуется следующим образом. Сигнал с выхода компаратора 13 поступает на

1 первый вход функционального блока

15, который скачком изменяет коэффициент усиления примерно в два раза (зависит от согласования сигналов вход-выход блоков 10 и 8). После переключения выпрямителей 5 и 6 и изменения коэффициента усиления функционального блока 15 управляющий параметр (R „или Е„) блока 8 регу1 лирования скорости изменяется так, что увеличение напряжения U на выходе блока 8 регулирования скорости не вызывает изменение тока в обмотках -роторов двигателей. После чего возможен разгон, регулирование скорости или переход с повышенной на пониженную скорость в диапазоне от 0,5у, до ы . Коэффициент усиления функционального блока 15 в этом диапазоне изменения скорости больше, чем в диапазоне

0 — 0,54 .

При переводе электропривоца для работы из области 0 5 ы — < в

0 0 область 0 — 0,5 ы, например при остановке электропривода, схема функционирует аналогично, так как требуется выполнить то же условие и реализовать функцию „ = К p, где К = 1/К,. Когда скорость электропривода снизится до величины несколько меньшей 0,5 ы„ сигнал на выходе компаратора 13 исчезает, блок

9 управления переключением срабатывает и блок 7 переключения выпгямителей переводит выпрямители 5 и 6 с последовательного соединения на параллельное. При этом исчезновение сигнала на первом входе функциональ— ного блока !5 переводит последний в режим работы с коэффициентом усиления соответствующим работе электропривоца в области скоростей 0-0 5.

1376206

Функциональный блок 15 (фиг,2 ), работающий с переменным коэффициентом усиления выполнен на базе операционного усилителя 16. Выходной сиг5 нал с элемента 12 сравнения поступает на вход U« нелинейного блока и через резистор 17 на инвертирующий вход операционного усилителя 16, который через резистор 18 обратной 10 связи подключен fc выходу операционного усилителя 16. Неинвертирующий вход операционного усилителя 16 подключен через резистор 19 к общей точке источника питания. Для ступенчатого изменения коэффициента усиления параллельно резистору 17 подключена цепь из последовательно соединенных резистора 20 и геркона 21 с обмоткой управления. При работе 20 электропривода в области 0-0,5ы, сигнал на выходе компаратора 13 отсутствует, обмотка управления геркона обесточена, его контакт разомкнут и коэффициент усиления функ- 25 ционального блока 15 определяется величиной резистора 17 и резистора

18 К „= R /R Когда электропривод переходит в область 0,5 ы, — ы,, на выходе компаратора 13 появляется 30 напряжение, подводимое к обмотке управления герконом, геркон 21 срабатывает, замыкается его контакт и резистор 20 оказывается подключенным параллельно резистору 17 ° Вход- 3

35 ное сопротивление операционного усилителя 16 изменяется и становит) у ) 11 о/ ® 1 о и коэффициент усиления функционального блока 15 становится равным

К,, = R „ /R „. Следовательно, расчетом и выбором сопротивлений резисторов 17, 18 и 20 можно обеспечить соответствующие коэффициенты К „„ и

К, Функционального блока 15 для обе-45 их областей работы электропривода.

Приведенная схема нелинейного блока проста и надежна и обладает всеми положительными свойствами, присущи— ми микросхемам и магнитоуправляемым 50 контактам. Нелинейный блок может быть реализован и на другой элементарной базе.

Многодвигательный электропривод ! с реализацией приведенной функции изменения управляющего параметра при переключении выпрямителей с параллельного соединения на последовательное и наоборот обеспечивает исключение бросков момента электропривода и колебаний скорости при пуске, тормо-, жении и переходе с одного значения скорости на другое через скорость

0,5ы,. Многодвигательный электропривод может использовать реостатное

) импульсное и каскадное регулирование скорости.

Использование предлагаемого много двигательного электропривода по сравнению с известными обеспечивает более высокую надежность за счет исключения бросков момента и колебаний скорости электропривода при переключении выпрямителей с параллельного соединения на последовательное и наоборот, что позволяет увеличить срок службы электрического и механического оборудования, обеспечить плавность регулирования технологического процесса, а также .несколько снизить потери электроэнергии.

Формула изобретения

Многодвигательный электропривод, содержащий два механически связанных между собой асинхронных электродвигателя, обмотки статоров которых предназначены для подключения к источнику питания, два неуправляемых выпрямителя, входами подключенные к соответствующим обмоткам роторов двигателей, а выходами соединенные с блоком переключения выпрямителей с параллельного соединения на последовательное и наоборот, вход которого подключен к выходу блока управления переключением выпрямителей, катодный вывод одного и анодный вывод другого выпрямителей соединены с выходами блока регулирования скорости, к входу которого подключен выход блока управления, датчик напряжения, вход которого подключен к выходу одного из выпрямителей, а выход подключен к первому входу элемента сравнения и через компаратор — к входу блока управления переключением выпрямителей, блок задания скорости подключен к второму входу элемента сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения бросков момента электропривода при переключении выпрямителей, в него введен функциональный блок с двумя входами, реализую1376206

Фиг.2

Составитель Е.Перемыслова

Редактор М.Бланар Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши

Заказ 796/54 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4

4 щий кусочно-линейную функцию р

К,, |, где 3g

Г. венно управляющий параметр блока регулирования скорости электропривода до и после переключения выпрямителейy К коэффициент пропорциональ

I ности при переключении выпрямителей с параллельного соединения на последовательное, выход элемента сравнения подключен к первому входу нелинейного блока, ко второму входу которого подключен выход компаратора, а выход функционального блока подключен к входу блока управления.