Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными электроприводами , в частности для автоматического переключения электродвигателя с основного источника питания на резервный. Целью изобретения является повышение надежности. За счет введения в структуру электропривода формирователя 9 импульсов и вьтолнения узла 11 контроля синхронизма в виде

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕаЪ ЬЛИН

А1

Па) 11 g> (51)4 Н 02 P 1 26 фР л

ГОСУДАРСТОЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

AG делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 4166904/24-07 (22) 24.12.86 (46) 15.06.88. Бюл. и 22 (71) Новомосковский филиал Московского. химико-технологического института им.Д.И.Менделеева (72) Г.И.Бабакин и В.А.Ставцев (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 296203, кл. Н 02 P 1/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Р 614509, кл. Н 02 P 1/26, 1971. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными электроприводами, в частности для автоматического переключения электродвигателя с основного источника питания на резервный. Целью изобретения является повышение надежности. За счет введения в структуру электропривода формирователя 9 импульсов и выполнения узла 11 контроля синхронизма в виде

1403312 двадцати -.етырех элементов 2И, элемента ИЛИ 13 и двух блоков 14, 15 дискретного контроля фазы напряжения обеспечивается при определенном построении указанных блоков 14, 15 дискретного контроля, каждый из которых включает в себя два трехфаэных трансформатора, усилители-формирователи, фазосдвигающие элементы и дешифратор, точность момента подключения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными электроприводами, B частности для автоматического переключения электродвигателя с основного источника питания на резервный.

Цель изобретения — повышение надежности.

19

HB фиг. 1 показана функциональная

;хема лектропривода: на фиг, 2 .x;"è блока дискрстного контроля фаз- напряжения.,, на фиг. 3 — диаграммы, поясняюъу е работ г устройства, Электропривад и;,ременного тока („,;.г„ ?) содержит асинхронный трехфазный ;-лектр:двигатель 1, первый контактор с. заьыкаюшрнпи контактами

2 и размыкающими контактами 3-5, вто- 20 рой контактор :. замыкающими контактами 6 B раэм 1 кающими KoHTBKTBMII 7 и 8, форми: :ователь 9 импульсов, исполнительный элемент 10 и узел 11 контрОЗ Я синхрОпизмаg ВыпОлненнын

z виде двадцати четырех э.ц ементов

2И 12.1-12.24, элемента «_#_H 13 и двух блоков 14 и 15 дискретного кон":;: Зля фа зы на Г яжения, Статорная 05MQI I B электродвигате.ля 1 через эаыкающие контакты 2 первого контактора соединена с зажимами

ДПЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ОСНОВНОМУ ИСТОЧНИ ку питания, а через эамьгкавщие контакты 6 второго контактора соединена

35 с зажимами для подключения к резерв-ному источнику питания, входы первоI o блока 14 дискретного контроля фазы напряжения через попарно последо:.вательно соединенные первые размыка= 0

ML7pIB K OHTB KT I 3 H 7 IIB pB O I O II BT OpOэлектродвигателя к резервному источо нику питания не хуже 15 относительно оптимального взаимного фазового положения результирующих векторов напряжения резервного источника и

ЗДС электродвигателя. При этом существенно снижаются ударные токи и моменты при включении, за счет чего и повышается надежность электропривода. 3 ил. го контакторов соединены с зажимами для подключения к резервному источнику питания, входы второго блока 15 дискретного контроля фазы напряжения через попарно последовательно соединенные вторые размыкающие контакты

4 и 8 первого и второго контакторов соединены с выводами статорной обмотки электродвигателя 1, Выходы первого и второго блоков 14 и 15 дискретного контроля фазы напряжения соединены соответственно.,; с первьми и вторыми входами соответствующих элементов 2И 12.1-12.24, выходы которых подключены к ьходам элемента ИЛИ 13, выход которо :о через формирователь 9 импульсов соединен со входом исполнительного элемента 10.

Каждый из блоков 14 и 15 дискретного контроля фазы напряжения, :оставлен (фиг.2) из двух трехфазных трансформаторов 16 и 17 фазных и линейных напряжений двенадцати усилителейформирователей 18.1-18.!2, шести фа-зосдвигающих элементо" 19.1-,9.6 и дешифратора 20, выходы которог: Образуют выходы блока дискретного ко.,тРоля Фазы нат;Ряжения. Зажимы перт:кчных обмоток двух трехфазных транс"орматороя 16 я 17 Объединены и образуют входы блока дискретного контроля фазы напря;ения. ыхады усллителейформирават::лей 18.1- i8.1. соединены со входами дешифратсра 20, вхсды ше", "и усилителей Цэорми Ователей 18„1

18.6 непосредственно, а входы составньж усилителей-формирователей 18 7"

18.12 через фазосдвнгающие элем нты

"9,i-19.6 подключены,: "алимам это.:.;.-Нных обмоток транг р;.маторсв (7и 16.

14031

Дешифратор 20 осуществляет преобразование двенадцатиразряднага âõoëного кода в . игнал высокого уровня на одном из 24 своих выходов в саат6 ветствии с алгоритмом, приведенным в таблице истинности, и может быть построен на логических элементах типа 2И и HF..

Исполнительный элемент 10 саста- 1ð ит из элемента 2И 21, управляемого ключа 22 и обмотки 23 второго кантактора с блок- контактом 24.

Электропривод работает следующим образом. 15

При отключении электродвигателя

1 от основного источника питания ввиду его неисправности, первый контактор и его замыкающие контакты 2 отключаются и все размыкающие кон- 2р такты 3-5 переходят в нормальное положение, Так как второй контактор не. включен, то его контакты 6-8 находятся в нормальном положении, На второй вход элемента 2И 21 с источника 25 питания через контакт 5 подается сигнал, подготавливающий исполнительный элемент 10 к работе.

На вход исполнительного элемента IO (на первый вход схемы 2И 21) мо- 30 жет быть подан импульсный сигнал с формирователя 9 импульса, в случае если фаза вращающегося вектора напряжения резервного источника питания, контролируемая блоком 14, и фаза вращающегося вектора затухающей ЭДС статора электродвигателя 1, контролируемая блоком 15, будут отличаться о на угол, равный 180, т. е. находиться в противофазе. 40

Рассмотрим работу блока 15 дискретного контроля фазы.

При отключении электродвигателя

1 от источника питания затухающее магнитное поле вращающего ротора наводит в фазных обмотках статора ЭДС, которые затухают по амплитуде и по частоте. Во вторичных обмотках трансформаторов 16 и 17 возникают симметричные затухающие фазные напряжения Б((,U U,. и линейные напряжения

Up(1(."Эс U<:p, сдвинуть(е по Фазе на

30 (фиг.3). Фазные и линейные напряжения поступают на усилители-формироВатели 18.1-18 ° О, на Выходе KoTopblx получаются прямоугольные импульсы

U .-U< с длительностью полупериода соответствующих напряжений. Импульсы имеют только положительную поляр"

12 ((ость, 111)Я (ау(0 !нные. и((пульсь(пастvпают на входы 1-й и 6-й дешифратара

20. В та же время фазные и линейные апряже (я - д, б, П„удв, Нв=, 11сд поступают на соответствующие фаэасдвигающие элементы 19. 1-19.6 U --V

« 2 поступают на усилители-формирователи

18.7-18.12, с выходов которых прямоугольные импульсы напряжений Uz -Uä поступают на дополнительные 6 входов дешифратора 20. При этом, в каждую

1/24 часть периода на оцнам из выходов у<-у депп(фратора 20 появляется сигна1("1", соответствующий прохождению вращающегося результирующего вектора ЭДС электродвигателя одной из 24-х зон пространства в зазоре электродвигателя 1 в пределах двойного полюсного деления. Если условно принять за начало отсчета эон начало положительной полуволны ЭДС обмотки фазы А — V, то каждый сигнал у, -у из 24-х будет отражать определенное дискретное значение фазы результирующего вектора ЭДС электродвигателя

1 в некоторой неподвижной системе координат. Ширина каждой зоны составо о ляет 360 : 24 = 15 и поэтому тачо ность контроля саставлчет 15

На фиг. 4 показаны комбинации кодов, соответствующие 1,2 3 24 зонам контроля фазы вектора ЭДС ñoo у ставляющие 15 . Таким образом, блок

15 кан-.ðîëèðóåò фазу вектора ЭДС статора электродвигателя 1.

Чтобы при подключении электродвигателя 1 к резервному источнику ударные таки и моменты были минимальными, нужна чтобы вектор напряжения источника и вектора ЭДС электродвигателя 1 в момент подключения находились в противофазе, т.е. в зонах, сдвинутых друг относительно друга на

180 . Момент, когда векторы ЭДС электродвигателя 1 и напряжения источника находятся в противофазе,контролирует узел 11 контроля синхрониэма.

Для этого на входы элемента 2И 12.112.24, подаются сигналы с выходов блоков 14 и 15 — у,-у и у, -у

Причем, на К-ую схему 2И подаются сигналы по следующему закону: при К = 1,2,... 12, если у выход блока 13, то у„ = К + 12; при К = 13,14,...,24, если у„ выход блока 13, та у = К вЂ” 12, т.е. сдвинуты на 12 зан.

1403312

Формула изобретения

Электропрчнод переменного тока, содержащий асинхронный трехфазный з.":ектроднигатель, дна контактора с замыкающими и размыкающими контактами, узел контрспя синхронизма, исполнительный элемент, статорная обмотка электродвигателя через за-= мыкающие контакты первого контактора с«мдинена с зажимами для подключения к основному источнику питания, а че50

В этом случае, если векторы ЗД электродвигателя 1 и напряжения источника, будут находиться в противо фазе при нахождении вектора в любой из 24-х эон, на входах соответствующей схемы 2И 12 возникает сигнал

"1", который через элемент ИЛИ 13 поступает на формирователь импульса

9, который формирует импульс нужной 10 длительности. Импульс с формирователя 9 поступает на вход элемента 2И

21 исполнительного элемента 10, и на вход ключа 22. Ключ 22 открывается, подает напряжение на обмотку 23 второго контактора, который своими контактами 5 подключает электродвигатель

1 к резервному источнику питания в наиболее благоприятный момент с точки зрения уменьшения ударных токов 20 и моментов, блок-контакт 24 второго контактора обеспечивает блокировку питания обмотки 23, контакты 7 и 8 отключают блоки 15 и 1А от сети.

Таким образом, изобретение позволяет обеспечить переключение электродвигателя с основного источника питания на резервный с точностью

„o с",.нхронизации не хуже 1з относи° тельно сптимального положения фазы, .";"к "оров ЭДС электродвигателя и напряь:.ения резервнсго источника, что позволяет существенно снизить ударные токи и моменты при переключении по сравнению с известным устройством

35 и ":Оотнетственно повысить надежность злектропривада, Кроме того, улучшаются .массогабаритные показатели устройства, так как силовое оборур,ç8à÷Hå и пуско;-.ая аппаратура выби;Оают я, исходя из значения ударных токов„ рез замыкающие контакты второго контактора соединена с зажимами для подключения к резервному источнику питания, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен фсрмиронатель импульсон.„ узел контроля сннхронизма выполнен в виде двадцати четырех элементов 2И, элемента ИЛИ с двадцатью .четырьмя входами и двух блоков дискретного контроля фазы напряжения с тремя входами и двадцатью четырьмя выходами каждый, каждый из блоков дискретного контроля фазы напряжения составлен из двух трехфазных трансформаторов фазных и линейных напряжений, двенадцати усилителей-формиронателей, шести фазосдвигающих элементов и дешифратора, выходы которого образуют выходы блока дискретного контроля фазы напряжения, зажимы первичных обмоток двух трехфазных трансформаторов попарно объединены и образуют входы блока дискретногс контроля фазы напряжения, выходы усилителейформирователей соединены с входами дешифратора, входы шести усилителейформирователей непосредственно, а входы остальных усилителей-формирователей через фаз сдвигающие элементы подключены к зажимам вторичных обмоток трансформатсров, выходы первого и второго блоков дискретного контроля фазы напряжения соединень1 соот-, ветственно с первыми и нтсрьвс. входа.— ми соответствующих элементов 2И, выходы которых подключены к входам элемента: ИЛИ, ньход которого через формирователь импульсон соединен с входом исполнительного элемента, входы первого блока дискретного контроля фазы напряжения через попарно— последовательно соединенные первые размыкающие контакты первого н второго контакторов соединены с "..ажнмами для подключения к резервному ..-с-точнику питания, входь1 второго бл -,а дискретногс контроля фазы напряжения через попарно-пс-..ледсватсльно сседи пенные g opl,, раз махающие к, .",так-; перБОго и 3 . ОДОГО кснтяктсров соепн:НЕНЫ ", ВЫНОдаМИ Статор; Ой ОбМОтхн эл.:ктродзн гателя;.

1403312

Состояние входов

Состоя ние вы хода!!2 !!3 1 4 !!5 Цб Ц7

Ь 9 1О Uq !!Ю

О 1 0 О 1

0 "0 0

0 1

У(О 1

0 О

О О

О 1

0 !

1 0

1 1

1 1

1 1 О 1 I

1 0 1 1

0 1

Уб

1 1

О 1 уб

0 1 О

0 1 0

1 0

1 О

1 1

1 0

0 О

О 1 у 1

У„

У, О

У 3

О

О 1

О 1

О 1 1

0 1 1

1 О

0 0 1

О О 1

0 0 1

О 0

0. 0 1

О 0 1

1 О

1 О у!% у!2

1 О

1 0

1 О

У<8

1 О 0

1 О О

1 О О

О 1

0 О 1 0

О О 1 О

О О 1 0

О О 1 О

О 1 1

1 О 1 1 ! о

О О 1

0 О 1

1 0 1

1 О 1

1 0 1

О

1 0 1

1 О 1

1 0 0

1 О О

0 1 О

О 1 0 1

О 1 О О

0 1 О О

О 1 1 0

0, 1 О

0 0 1 О

О 0 1 О

1 0

1 0 ! О

1 0

1 О

1 0 (403312 l4033)2

Составитель С.Позднухов

Редактор И.Сегляник Техред М.Ходанич Корректор р

О,Кравцова

Заказ 3002/53

Тираж 583 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делах изобретений н открытий

1!3035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводствгнно-полиграфическое предприя не, г. Ужгор д, У.. р

Уж о о л. П оектная, 4