Устройство для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых в станкостроении. Цель изобретения - повышение надежности защиты путем упрощения схемы устройства, В уста-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 7/093

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4127060/24-07 (22) 17. 07. 86 (46) 15. 06. 88. Вюл. К 22 (72) С.С.Шапиро и B.А. Гынин (53) 621. 316. 925 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 273325, кл. Н 02 H 7/093, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 664270, кл. Н 02 P 5/16, 1979, Патент CIIIA Р 4076999, кл. 318-465, 1978.. БО, 1403209 A 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РЕВЕРСИВНОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых в станкостроении. Цель изобретения— повышение надежности защиты путем упрощения схемы устройства. В уста1403209 новившемся режиме работы, когда частота вращения электродвигателя (ЭД) соответствует заданной, на выходе блока сравнения (БС) 12 имеется положительный сигнал, воздействующий на вход нуль-органа 13. На выходе нульоргана 13 также имеется положительный сигнал, который через цепь 28 временной задержки подается на вход блока 29 памяти. Блок 29 памяти вырабатывает на своем выходе 49 единичный сигнал, разрешающий работу ЭД.

Если частота вращения ЭД превысит заданную, на выходе БС 12 формируется сигнал отрицательной полярности, который через нуль-орган 13 и цепь

28 переводит блок 29 памяти в нулеИзобретение относится к электротехнике и предназначено,цля использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых B станкостроении

Цель изобретения — повышение надежности защить| путем упрощения устройства.

На чертеже представлена схема устройства. 10

Устройство 1 для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода 2, включающего в себя регулируемый преобразователь 3 с управляющим входом 4, силовым выходом 15

5 и входом 6 "Запрещение работы", задатчик 7 частоты вращения„ выходом подключаемый к управляющему входу 4 регулируемого преобразователя 3, и исполнительный двигатель 8, подключаемый к силовому выходу 5 регулируемого преобразователя 3, снабженный датчиком 9 частоты вращения, содержит первый 10 и второй 11 преобразователи, блок 12 сравнения, нуль-орган 13, блок 14 контроля торможения и дополнительный источник 15 постоянного тока. Первый преобоазователь

10 имеет входной вывод 16 для подключения к выходу задатчика частоты вращения и вьгходом 17 подключен к первому входу 18 блока 12 сравнения, Второй преобразователь 11 имеет входвое состояние, запрещающее работу ЭД.

При переходе с высокой уставки частоты вращения на низкую и при торможении срабатывает блок 14 контроля торможения, который через замыкающий контакт 43 исполнительного реле 42 подает на вход БС 12 положительный сигнал, предотвращающий формирование на выходе БС 12 отрицательного сигнала, который мог бы вызвать переключение нуль-органа 13 и запретить дальнейшую работу привода. По истече: нии времени, необходимого для торможения ЭД, контакт 43 размыкается, обеспечивая дальнейшую работу ЭД на новой уставке частоты вращения.

2 з.п. ф-лы, i ил.

2 ной вывод 19 для подключения к выходу датчика 9 частоты вращения и выходом

20 подключен к второму входу 21 блока

12 сравнения. Блок 12 сравнения имеет третий вход 22 для подключения к первому выводу 23 дополнительного источ" ника 15, вторым выводом 24 подключаемого к общему токопроводу 25 устройства. Выход 26 блока 12 сравнения подключен к входу 27 нуль-органа !3.

Устройство содержит цепь 28 временной задержки и блок 29 памяти. Первый преобразователь 10 выполнен с полярностью выходного сигнала, совпадающей с полярностью первого вывода

23 дополнительного источника 15. Второй преобразователь 11 выполнен с противоположной полярностью вьгходного сигнала.

Блок 12 сравнения снабжен четвертым входом 30 и выполнен на четырех резисторах 31-34, включенных каждый в блоке сравнения между выходом 26 и соответствующим входом 18, 21 22 и 30. Блок 14 контроля торможения входным выводом 35 подключен к выходу 17 первого преобразователя 10 и выполнен на операционном усилителе

36, пятом 37, шестом 38, седьмом 39 резисторах, первом конденсаторе 40, транзисторе 4 1 и исполнительном реле 42 с замыкающим контактом 43. В блоке 14 контроля торможения вход1403209 ной вывод 35 этого блока через пятый резистор 37 соединен с первым входом операционного усилителя 36, а через последовательно соединенные шестой

38 и седьмой 39 резисторы — с вторым входом этого усилителя, Средняя точка между шестым 38 и .седьмым 39 резисторами через первый конденсатор 40 соединена с общим токопроводом 25. Выход операционного усилителя подключен к базе транзистора 4 1, в коллектор-эмиттерную цепь которого между выводом, предназначенным для подключения к выводу дополнительного источника 15,, и общим токопроводом 25 включена обмотка исполнительного реле 42. Первый вывод замыкающего контакта 43 исполнительного реле 42 соединен с выводом для подключения к первому выводу 23 дополнительного источника 15, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом 30 блока 12 сравнения.

Выход 44 нуль-органа 13 соецинен с входом 45 цепи 28 временной задержки, выходом 46 соедйненной с первым входом 47 блока 29 памяти, второй вход 48 которого соединен с выводом для подключения к первому выводу 23 дополнительного источника 15. Выход

49 блока 29 памяти соединен с выводом для подключения к входу 6 "Запрещение работы" регулируемого преобразователя 3.

Цепь 28 временной задержки выполнена на восьмом 50 и девятом 51 резисторах и втором конденсаторе 52.

Вход 45 цепи временной задержки через последовательно соединенные восьмой 50 и девятый 51 резисторы соединен с ее выходом 46, а средняя точка между восьмым и девятым резисторами через второй конденсатор 52 соединена с общим токопроводом 25.

Блок 29 памяти выполнен на первом

53 и втором 54 двухвходовых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе 55 и десятом резисторе 56. Первый вход первого элемента И-НЕ 53 соединен с первым входом 47 блока памяти, а второй вход первого элемента И-HE 53— с выходом второго элемента И-НЕ 54 и с выходом 49 блока памяти. Выход первого элемента И-НЕ 53 соединен с первым входом второго элемента

И-НЕ 54, второй вход которого через третий конденсатор 55 соединен с общим токопроводом 25, а через десятый резистор 56 — с вторым входом

48 блока 29 памяти.

Устройство работает следующим об5 разом.

Аналоговые сигналы, снимаемые с выхоца эадатчика 7 частоты и датчика 9 частоты, поступают на входные выводы 16 и 19 преобразователей 10 и

1",. Сигнал с выхода преобразователя

10 имеет полярность первого вывода дополнительного источника 15 питания.

Сигнал с выхода преобразователя 11 имеет противоположную полярность. С

i5 выходов 17 и 20 преобразователей 10 и 11 сигналы поступают на входы 18 и 21 блока 12 сравнения через резисторы 31 и 32 соответственно. В блоке

i? сравчения происходит алгебраичес2р кое сложение входных сигналов, снимаемых с выходов преобразователей

10 и 11. На выходе 26 блока 12 вырабатывается сигнал, который подается ка вход 27 нуль-органа 13. Сигнал, 25 полученный на выходе 44 нуль-органа

13, через входной вывод 45 цепи 28 временной задержки управляет блоком

29 памяти. Сигнал с выхода 49 блока

29 памяти поступает на вход 6 "Запре3g щекие работы" регулируемого преобразователя 3 электропривода 2, управ-: ляющего исполнительный двигателем 8.

В установившемся режиме работы, когда фактическое значение скорости

35 вращения двигателя соответствует заданному, положительный сигнал с Bblxo да 17 преобразователя 10 превьппает по абсолютной величине отрицательный сигнал, снимаемый с выхода 20 преобразователя 11.

При этом на выходе 26 блока 12 сравнения появляется положительжп сигнал, который воздействует на вход

27 куль-органа 13, вырабатывая на

45 выходе 44 нуль-органа также положителькый сигнал. Зтот сигнал через цепь 28 временной задержки подается на вход блока 29 памяти, вырабатывая на его выходе 49 единичный сигнал. разрешающий работу привода. Для уст50 ранения ложного срабатывания защиты при нулевых сигналах задатчика 7 частоты и датчика 9 частоты 9 на третий вход 22 блока 12 сравнения через резистор 33 подается напряжение смещения с выхода 23 дополнительного источника 15, Это напряжение поддерживает на положительном уровне выход

44 нуль-органа 13 и тем самым не про1403209 пускает сигнал блокировки привода на вход регулируемого преобразователя

3 электропривода 2.

Одновременно с подачей сигнала на вход блока 12 сравнения сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на входной вывод 35 блока 14 контроля торможения. Этот сигнал синфазно через .резисторы 37-39 подается соответственно на первый и второй входы операционного усилителя 36.

В установившемся режиме работы электропривода, когда входной сигнал, снимаемый с выхода Il7 преобразователя 10, имеет постоянный уровень, в входные резисторы 37-39 определяют отрицательный уровень сигнала на выходе операционного усилителя 36. При этом транзистор 41, база которого соединена с выходом операционного усилителя 36, находится в закрытом состоянии и держит в выключенном состоянии исполнительное реле 42. Блок

14 контроля торможения в этом случае не включается в работу.

Если в процессе работы скорость вращения электродвигателя превысит заданное значение, определяемое уста-. новкой задатчика 7 частоты, то отрицательный сигнал, снимаемый с выхода преобразователя 11 датчика 9 частоты, превысит по абсолютной величине уровень сигнала, снимаемого с преобразователя 10. Б результате на выходе блока l2 сравнения появится сигнал отрицательной полярности, который, воздействуя на вхоц нуль-органа 13, вызовет появление на выходе 44 нульоргана 13 отрицательного сигнала.

Этот сигнал через цепь 28 временной задержки переведет выход двухвходового элемента 54 блока 29 г.амяти в ну= левое состояние, запретив дальнейшую работу реверсивного электропривода 2„

Блок 14 контроля торможения при этом режиме работы не изменит своего состояния, так как уровень сигнала на его входе останется неизменным. Если в процессе работы возникнет необходи-мость перейти на более высокую устав-. ку скорости, то в работе устройства не произойдет никаких изменений.

В случае необходимости перехода с более высокой уставки скорости на более низкую, а также при торможении для предотвращения ложного срабаты-вания защиты вступает в работу блок

14 контроля торможения, При уменьшении устявки скорости задатчика 7 частоты происходит уменьшение входного сигнала по первому входу операционного усилителя 36 блока. 14, в то время как на втором входе уровень сигнала поддерживается

1 неизменным до тех пор, пока не произойдет перезаряд первого конденсатора 40 через шестой резистор 38. Б результате того, что на втором входе операционного усилителя 36 уровень сигнала до момента окончания разряда первого конденсатора 40 остается выше, чем на первом входе, на выходе операционного усилителя 36 появляется сигнал положительного уровня, который, воздействуя на базу транзистора 41„ открывает его и включает исполнительное реле 42. Последнее своим вторым выводом замыкающего контакта 43 подключает к входу 30 блока 12 сравнения сигнал положительчого уровня от дополнительного источ25 ника 15 через первый вывод замыкающего контакта 43 на время, необходимое для торможения исполнительного двигателя 8 и перехода на новую уставку скорости. В результате на чб выходе блока 12 сравнения на время, необходимое для перехода на новую уставку скорости, блокируется появление отрицательного сигнала, который мог бы вызвать переключение нуль35 органа 13 и запретить дальнейшую работу привсда.

Для предотвращения срабатывания защиты во время включения исполнительного реле 42 и замыкания контакта 43, когда на входе 27 нуль-органа

13 кратковременно появляется отрицательный сигнал,, вызывающий появление отрицательного сигнала на выходе 44 нуль-органа 13, служит цепь 28 вре,фБ менной задержки которая на время

" переходного процесса поддерживает на прежнем уровне входной сигнал на входе 47 блока 29 памяти,,что предотвращает возможность переключения двухвходового элемента И-НЕ 54 в нулевое состояние.

Для первоначальной установки двухвходовых элементов И-HE 53 и 54 в рабочее состояние служат дополнительный источник 15, третий конденсатор 55 и десятый резистор 56.

Использование предлагаемого устройства позволяет простыми средства

1403209 ми решить важную для широкодиапазонных промышленных электроприводов задачу защиты реверсивного электропривода от превышения частоты вращения с достаточно высокой точностью и надежностью. Одновременно уменьшается стоимость устройства защиты.

Формула изобретения

1. Устройство для защить1 от превышения -частоты вращения реверсивного электропривода, включающего в себя регулируемый преобразователь с управляющим входом, силовым выходом и входом "Запрещение работы", задатчик частоты вращения, выходом подключаемый к управляющему входу регулируемого преобразователя, и исполнительный двигатель, подключаемый к силовому выходу регулируемого преобразователя, снабженный датчиком частоты вращения, содержащее первый и второй преобразователи, блок сравнения, нуль-орган, блок контроля торможения и дополнительный источник постоянного тока, причем первый преобразователь имеет входной вывод для подключения к выходу задатчика частоты вращения и выходом подключен к первому входу блока сравнения, второй преобразователь имеет входной вывод для подключения к выходу датчика частоты вращения и выходом подключен к второму входу блока сравнения, имеющего третий вход для подключения к первому выводу дополнительного источника, вторым выводом подключаемого к общему токопроводу устройства, при этом выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты путем упрощения устройства, в него введены цепь временной задержки и блок памяти, первый преобразователь выполнен с полярностью выходного сигнала, совпадающей с полярностью первого вывода дополнительного источника, а второй преобразователь — с противоположной полярностью выходного сигнала, блок сравнения снабжен четвертым входом и выполнен на четырех резисторах, включенных каждый в блоке сравнения между выходом и соответствующим вхоцом, блок контроля торможения входным выводом подключен к выходу первого преобразователя и

1с

45 выполнен на операционном усилителе, пятом, шестом, седьмом резисторах, первом конденсаторе, транзисторе и исполнительном реле с замыкающим контактом, при этом в блоке контроля торможения входной вывод этого блока через пятый резистор соединен с первым входом операционного усилителя, а через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы — с вторым входом этоro усилителя, средняя точка между- шестым и седьмым резисторами через первый конденсатор соединена с общим токопроводом, выход операционного усилителя подключен к базе транзистора, в коллектор-эмиттерную цепь которого между выводом, предназначенным для подключения к выводу дополнительного источника, и общим токоподводом включена обмотка исполнительного реле, первый вывод замыкающего контакта которого соединен с выводом для подключения к первому выводу дополнительного источника, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом блока сравнения, выход нуль-органа соединен с входом цепи временной задержки, выходом соединенной с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выводом для подключения к первому выводу дополнительного источчика, а выход блока памяти соединен с выводом для поцключения к входу "Запрещение работы" регулируемого преобразователя.

2. Устройство по п.1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что цепь временной задержки выполнена на восьмом и девятом резисторах и втором конденсаторе, причем вход цепи временной задержки через посЛедовательно соединенные восьмой и девятый резисторы соединен с ее выходом, а средняя

""î÷êà между восьмым и девятым резисторами через второй конденсатор соединена с общим токопроводом.

3 е УстрОиствО пО пе 1 О T л и ч а ю щ е е с я тем, что блок памяти . выполнен на первом и втором двухвходовых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе и десятом резисторе, причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом блока памяти, второй вход первого элемента -HE соединен с выходом второго элемента

И-НЕ и с выходом блока памяти, выход

1403209 конденсатор соединен с общим токопроводом, а через десятый резистор — с вторым входом блока памяти. первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого через третий

Составитель О.Орлов

Техред Л.Сердюкова

Корректор N,Максимищинец

Редактор Е.Копча

Заказ 2874/48 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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