Многодвигательный электропривод шахтного подъема

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления пуском многодвигательного тиристорного электропривода шахтного подъема при питании его от сети ограниченной мощности. Целью изобретения является повышение производительности при сохранении качества напряжения питающей сети. Многодвигательный электропривод шахтного подъема содержит электродвигатели 1 - 3, тиристорные преобразователи 4 - 6, блоки 7 - 9 управления, триггеры 10 - 12, управляемые ключи 13 - 15, логические элементы И 16 - 22, формирователи 23 - 28 импульсов, логические элементы НЕ 29 - 31, датчики 32 - 34 реактивной мощности, цифроаналоговые преобразователи 35 - 37, блоки 38 - 40 задания и 41 - 43 сравнения. В устройстве запрещается одновременный пуск и работа подъемных установок. Пуск той или иной установки разрешается только после снижения до заданного уровня потребляемой реактивной мощности работающе установки. Установлен определенный приоритет запуска установок. Внеочередно разрешается пуск электропривода клетевой установки и только после этого скиповой. При одновременном пуске скиповых установок приоритет имеет электропривод установки с большей производительностью. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (5D4 H 02 P 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4286646/24-07 (22) 20.07.87 (46) 30.11.89. Бюл. Г 44 (71) Пермский политехнический институт (72) С.ф.Кузнецов, Б,В.Васильев, А.М.Седунин и A.Ä.Äèíêåëü (53) 621.313.777 (088.8) (56) Волотковский С.А. и др, Электроснабжение угольных шахт. М.: Недра, 1984, с.161, рис.9.9.

Авторское свидетельство СССР

N 1339843, кл. H 02 P 5/50, 1985.

2 (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЬ1Й ЭЛЕКТРОПРИВОД

111АХТНОГО ПОДЪЕМА (57) Изобретение относится к электротехнике и мвкет быть использовано для управления пуском многодвигательного тиристорного электропривода шахтного подъема при питании его от сети ограниченной моцности. Целью изобретения является повышение производительности при сохранении качества напряжения питающей сети. Многодвигательный электропривод шахтного подъема содержит электродвигатели 1-3, ти1525853

40

50

55 ристорные преобразователи 4-6, блоки

7-9 управления, триггеры 10-12, управляемые ключи 13-15, логические элементы И 16-22, формирователи 2328 импульсов, логические элементы НЕ

29-31, датчики 32-34 реактивной мощности, цифроаналоговые преобразователи 35-37, блоки 38-40 задания и 41—

43 сравнения. В устройстве запрещается одновременный пуск и работа подьемных установок. Пуск той или иной

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления пуском многодвигатель- 20 ного тиристорного электропривода шахтного подъема при питании его от сети ограниченной мощности.

Цель изобретения — повышение производительности при сохранении ка- 25 чества напряжения питающей сети.

На чертеже приведена структурная схема многодвигательного электропривода. !

Многодвигательный электропривод шахтного подъема содержит три электродвигателя переменного тока 1, 2, 3, три тиристорных преобразователя

4, 5, 6, три блока 7, 8, 9 управления тиристорными преобразователями

4, 5, 6, три триггера 10, 11, 12, три управляемых ключа 13, 14, 15, семь логических элементов И 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, шесть формирователей импульсов 23, 24, 25, 26, 27, 28, три логических элемента НЕ 29, 30, 31, три датчика 32, 33, 34 реактивной мощности, три аналого-цифровых преобразователя 35, 36, 37, три цифровых блока 38, 39, 40 задания и три цифровых блока 41, 42, 43 сравнения.

Выводы статорных обмоток каждого из электродвигателей 1, 2, 3 соединены через соответствующие тиристорные преобразователи 4, 5, 6 и соответствующие датчики 32, 33, 34 реактивной мощности с зажимами для подключения к питающей сети. Выходы каждого из блоков 7, 8, 9 управления тиристорными преобразователями соединены с первыми входами соответствующих триггеров 10, 11, 12, выходы каждого из которых через соответствующие упустановки разрешается только после снижения до заданного уровня потреб ляемой реактивной мощности работающей установки. Установлен определенный приоритет запуска установок. Внеочередно разрешается пуск электропривода клетевой установки и только после этого - скиповой. При одновременном пуске скиповых установок приоритет имеет электропривод установки с большей производительностью. 1 ил. равляемые ключи 13, 14, 15 соединены с управляющими входами соответствующих тиристорных преобразователей 4, 5, 6. Вторые входы триггеров 10, 11, 12 соединены с первыми выходами соответствующих цифровых блоков 41, 42, 43 сравнения. Выход первого триггера

10 соединен с инверсным входом первого логического элемента И 16, первым инверсным входом второго логического элемента И 17 и первым входом третьего логического элемента И 18. Выход второго триггера 11 соединен с прямым входом первого логического элемента И 16, вторым инверсным входом второго логического элемента И 17 и первым входом четвертого логического элемента И 19. Выход третьего триггера 12 соединен с прямым входом второго логического элемента И 17 и первым входом пятого логического элемента И 20. Выход первого логического элемента И 16 соединен с первым входом шестого логического элемента И

21, второй вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента И 19, второй вход которого объединен с вторым входом пятого логического элемента И 20 и подключен к выходу первого логического элемента HE 29, вход которого через первый формирователь импульсов 23 соединен с выходом первого управляемого ключа

13. Выход второго управляемого ключа

14 через последовательно соединенные второй формирователь 24 импульсов и второй логический элемент НЕ 30 соединен с вторым входом третьего логического элемента И 18 и третьим входом пятого логического элемента И

20, выход которого подключен к первому входу седьмого логического эЛе1525853

6 мента И 22. Вых

Выход третьего управляе- О исходном состоянии все три элекмого ключа 15 через последовательно тродвигателя 1, 2, 3 находятся в несоединенные третий формирователь 25 подвижном состоянии, сигналы на выимпульсов и третий логический эле5 ходах триггеров 10 11 12 отсутствуу У мент НЕ 31 соединен с третьими вхо- ют, управляемые ключи 13, 14, 15 выдами третьего и четвертого логичес- ключены, на вторых выходах всех цифких элементов И 18, 19, Выход третье- ровых блоков 4 1, 42, 43 имеются сигго логического элемента И 18 через налы, а на их первых выходах сигналы четвертый формирователь 26 импульсов 10 отсутствуют, на выходах логических соединен с управляющим входом перво- элементов И 16-22 и первых трех форго управляемого ключа 13. Управляющий мирователей 23, 24, 25 импульсов сигвход второго управляемого ключа 1ч налы также отсутствуют. через пятый формирователь 27 импуль- При появлении на выходе, например, сов соединен с выходом шестого логи- 15 второго блока 8 управления сигнала ческого элемента И 21. Выход второго на начало цикла движения первой скилогического элемента И 17 соединен повой установки переключается второй с вторым входом седьмого логического триггер 11 и на его выходе появляетэлемента И 22, выход которого через ся сигнал, который поступает на пряшестой формирователь 28 импульсов 20 мой вход, второй инверсный вход и соединен с управляющим входом треть- первый вход соответственно первого

1 его управляемого ключа 15. Выходы второго и третьего логических элеменпервого, второго и третьего датчиков тов И 16, 17, 18. Так как клетевая и

3, 33, 34 реактивной мощности через вторая скиповая установки не работа32 соответствующие первый, второй и тре- 25 ют, то на вторых выходах первого и тий аналого-цифровые преобразователи третьего цифровых блоков 41 43 срав1

35, 36, 37 соединены с первыми вхо- нения, а значит и на четвертом и пядами соответственно первого, второго том входах четвертого логического и третьего цифровых блоков 41, 42, элемента И 19 имеются сигналы. На

43 сравнения, вторые входы которых З0 втором и третьем входах данного weподключены к выходам соответственно мента И 19 также имеются сигналы, так первого, второго и третьего цифровых как управляемые ключи 13-15 выключеблоков 38, 39, 40 задания. Второй вы- ны, на выходах формирователей 23-25 ход первого цифрового блока 41 срав- импульсов сигналы отсутствуют, а на нения соединен с четвертыми входами выходах логических элементов HE 29четвертого и пятого логических эле- 31 присутствуют. Поэтому при появлементов И ) п я

19, 20 ° Второй выход второ- нии сигнала на первом входе четверго цифрового блока 42 сравнения сое- того логического элемента И 19 на динен с четвертым входом третьего ло- его выходе появляется сигнал постуУ гического элемента И 18 и с пятым 4О пающий на второй вход шестого логивходом шестого логического элемента ческого элемента И 2 1. Поскольку с

И 20. Вто ой вых орой вьход третьего цифрово- выхода первого логического элемента го блока 43 сравнения соединен с пя- И 16 на первый вход шестого логичестыми входами третьего и четвертого кого элемента И 21 поступает сигнал логических элементов И 18, 19. 4 то на его выходе также появл етс

Многодвигательный электропривод сигнал, под действием которого пятый шахтного подъема работает следующим формирователь импульсов 27 формирует образом. импульс, приводяций к кратковременноПусть, для определенности, первый му включению второго управляемого электродвигатель 1 и первый тиристо- ð ключа 14. В результате этого по сигный преобразователь 4 составляют налу с второго триггера 11 через втоэлектропривод клетевой установки, рой управляемый ключ 14 приводится в а второй электродвигатель 2 с вторым работу первая скиповая установка тиристорным преобразователем 5 и тре- (второй тиристорный преобразователь тий электродвигатель 3 с третьим ти- 5 и второй электродвигатель 2), Одн55 ористорным преобразователем 6 - элек- временно управляющий сигнал подается тропривода первой и второй скиповых на вход второго формирователя импульустановок соответственно большей и сов 24, который вырабатывает импульс меньшей производительности, заданной длительности, равной интер-, 7 1525853 в

Аналогично происходит запуск клетевой или второй скиповой установок при нерабочем состоянии остальных электроприводов.

В том случае, когда сразу же после запуска .в работу, например, первой скиповой установки приходит сигнал, предположим, с третьего блока 9 управления на запуск второй скиповой установки, многодвигательный электропривод Функционирует следуюцим образом.

55 валу времени от момента поступления сигнала на пуск подъемной установки до момента времени, при котором толчок реактивной мощности привода при пуске имеет максимальное значение.

Это приводит к исчезновению сигналов на втором входе третьего логического элемента И 18 и третьем входе пятого логического элемента И 20, что исключает возможность пуска клетевой и второй скиповой установок. В момент пуска первой скиповой установки имеется толчок реактивной мощности, что приводит к появлению сигнала, 1 пропорционального данному толчку на выходе второго датчика 33 реактивной мощности, который с помощью второго аналого-цифрового преобразователя 36 преобразуется в соответствующий цифровой код. Этот код во втором цифровом блоке 42 сравнения сравнивается с цифровым кодом задания, поступаюцим с выхода второго цифрового блока 39 задания и соответствующим заданной для данной скиповой установки реактивной мощности. Толчок реактивной мощности при пуске превышает сигнал задания, в результате чего на первом выходе 3 второго цифрового блока 42 сравнения появляется сигнал, а на втором выходе данного блока сигнал исчезнет, что так>ке исключает воэможность пуска других подъемных установок. По мере разгона первой скиповой уста3S новки реактивная мощность, потребляемая вторым электродвигателем 2, уменьшается и с течением времени она станет меньше сигнала задания (кода

40 на выходе цифрового блока 39 задания). Это приводит к переключению второго цифрового блока 42 сравнения, переключению второго триггера 11 и всех других элементов схемы в исходное состояние.

Пусть с второго блока 8 управления поступил сигнал на включение первой скиповой установки. При этом в схеме произойдут вышеизложенные переключения, в результате чего на выходе второго триггера 11, второго цифрового блока 42 сравнения, четвертого 19 и шестого 21 логических элементов И появятся сигналы. Второй электродвигатель 2 находится в процессе разгона. При поступлении сигнала с третьего блока 9 управления на запуск в работу второй скиповой установки переключится третий триггер 12 и на его выходе появится сигнал, поступающий на первый вход пятого логического элемента И 20, однако на выходе данного элемента сигнал не сформируется, так как на его третьем и пятом входах сигналы отсутствуют, а следовательно, отсутствует сигнал и на выходе седьмого логического элемента И 22. В связи с этим запуска в работу второй скиповой установки не произойдет.

После разгона второго электродвигателя 2 и снижения потребляемой им реактивной мощности переключается второй цифровой блок 42 сравнения и одновременно приводится в исходное состояние второй триггер 11. При этом снижается запрет на переключение пятого и седьмого логических элементов

l1 20, 22. Сигнал с выхода третьего триггера 12 через пятый и седьмой логические элементы И 20, 22 и через шестой Формирователь 28 импульсов подается на управляющий вход третьего управляемого ключа 15, который вклюается и подает сигнал управления с третьего триггера 12 на управляющий вход третьего тиристорного преобразователя 6, обеспечивая запуск второй скиповой установки, Одновременно сигнал с выхода третьего триггера 12 через третий управляемыи ключ 15, третий формирователь 25 импульсов, третий логический элемент НЕ 31 поступает на третьи входы третьего и четвертого логических элементов И 18, 19, что исключает возможность пуска других установок. Одновременно с этим теперь уже при пуске второй скиповой установки происходит толчок реактивной мощности, что приводит к появлению сигнала на выходе третьего датчика 34 реактивной мощности и формированию соответствующего цифровогоЖо40

9 15258 да третьим аналого-цифровым преобразователем 37 на первых входах третьего цифрового блока 43 сравнения. Данный код в момент толчка реактивной мощности превышает код задания на вторых входах третьего цифрового блока 43 сравнения, в результате чего данный блок 43 переключается, на втором его выходе сигнал исчезает, а на 1О первом появляется. Тем самым, из-за отсутствия сигналов на пятых входах третьего и четвертого логических элементов И 18, 19, предотвращается включение клетевой установки и пов- 15 торное включение первой скиповой установки. После уменьшения реактивной мощности, потребляемой второй скиповой установкой до уровня, определяемого третьим цифровым блоком 40 зада- 20 ния, третий цифровой блок 43 сравнения возвращается в исходное состояние и переключает в исходное состояние третий триггер 12.

При одновременном поступлении сиг- 25 налов на начало движения всех электроприводов с блоков 7, 8, 9 управления на первые входы соответствующих триггеров 10, 11, 12 триггеры 10, 11, 12 переключаются и сигналы с их выхо- 30 дов поступают на логические элементы.

Так как на выходах первого и второго логических элементов И 16, 17, при этом сигналы отсутствуют, то срабатывания шестого и седьмого логических элементов И 21, 22 не произойдет, 35 в значит не включатся второй и третий электродвигателЬ 2, 3 первой и второй скиповых установок. С другой стороны, на всех входах третьего логического элемента И 18 присутствуют сигналы, разрешающие его срабатывание. Поэтому по сигналу с его выхода через четвертый формирователь

26 импульсов включается первый управляемый ключ 13 и подает сигнал управления на запуск на управляющий вход первого тиристорного преобразователя 4. Происходит пуск первого электродвигателя 1 waeTeeGA установ- 50 ки. Одновременно срабатывает первый формирователь 23 импульсов и на выходе первого логического элемента НЕ

29 сигнал будет отсутствовать в течение от момента поступления сигнала на пуск до момента максимума толчка реактивной мощ1ности, блокируя срабатывание четвертого и пятого логи- 1 ческих элементов И 19, 20. После сни53 10 жения реактивной мощности, потребляемой первым эпектродвигателем 1, с первого цифрового блока 41 сравнения (с его второго выхода) поступает сигнал на пятый вход четвертого логического элемента 19, который срабатывает и вызывает, в свою очередь, срабатывание шестого логического элемента И 21, а значит и подачу сигнала управления на второй управляемый ключ

14. Тем самым, подается разрешение на запуск второго тиристорного преобразователя 5 и второго электродвигателя 2, т.е. электропривода первой скиповой установки. И только после снижения ниже заданного уровня толчка реактивной мощности, вызванного запуском второго электродвигателя 2, по сигналу с второго выхода второго цифрового блока 42 сравнения снимается запрет на срабатывание седьмого логического элемента И 22 и осуществляется запуск третьего элект одвигателя 3 - электродвигателя второй скиповой установки.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе время задержки на пуск очередной подъемной установки определяется временем спадания толчка реактивной мощности работающей подъемной установки до определенного значения, определяемого уставкой соответствующего блока задания. При уменьшении загрузки скипов или клети интервалы времени, эа которые будут снижаться толчки реактивной мощности, также будут уменьшаться, а следовательно, будет меньше время задержки пуска того или иного электропривода и выше производительность всего устройства в целом.

В предлагаемом устройстве запрещается одновраменный запуск и работа подъемных установок на интервале времени спадания толчка реактивной мощности работающего электропривода до определенных, заранее установленных значений. Запуск в работу той или иной подъемной установки разрешается только после снижения толчка реактивной мощности работающей установки до заданного значения или при нерабочем состоянии остальных установок.

При запуске в работу нескопьких подьемных установок уста1-1авливаатся определенный приоритет. В11еочередно разрешается пуск клетевой1 установки и

11 1525853 12 разователей, выходы каждого из блоков управления тиристорными преобразователями соединены с первыми входами соответствующих триггеров, выходы каждого из которых через соответству-, ющие управляемые ключи соединены с управляющими входами соответствующих тиристорных преобразователей, выход первого триггера соединен с инверсным входом первого логического элемента И, первым инверсным входом второго логического элемента И и первым входом третьего логического элемента И, выход второго триггера соединен с прямым входом nepeoro логического элемента И, вторым инверсным входом второго логического элемента

И и первым входом четвертого логического элемента И, выход третьего триггера соединен с прямым входом второго логического элемента И и первым вхбдом пятого логического элемента

И, выход первого логического элемента И соединен с первым входом шестого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу четвертого логичеСкого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом пятого логического элемента И и подключен к выходу первого логического элемента НЕ, вход которого через первый формирователь импульсов соединен с выходом первого управляе50

55 только после этого скиповой. При одновременном пуске скиповых установок приоритет на запуск получает подъемная установка с большей производительностью. Все это позволяет обеспечить нормальную работу тиристорных электроприводов рудничных подъемных установок при питании их от сети с ограниченной мощностью короткого замыкания °

Формула изобретения

Иногодвигательный электропривод шахтного подъема, содержащий три электродвигателя переменного тока, три тиристорных преобразователя, три блока управления тиристорными преобразователями, три триггера, три управляемых ключа, шесть формирователей импульсов, три логических элемента НЕ и семь логических элементов И, выводы статорных обмоток каждого из электродвигателей соединены с выходами соответствующих тиристорных преоб10

45 мого ключа, выход второго управляемого ключа через последовательно соединенные второй формирователь импульсов и второй логический элемент НЕ соединен с вторым входом третьего логического элемента И и третьим входом пятого логического элемента И, выход которого подключен к первому входу седьмого логического элемента

И, выход третьего управляемого ключа через последовательно соединенные третий формирователь импульсов и третий логический элемент НЕ соединен с третьими входами третьего и четвертого логических элементов И, выход третьего логического элемента И через четвертый формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, управляющий вход второго управляемого ключа через пятый формирователь импульсов соединен с выходом шестого логического элемента И, выход второго логического элемента И соединен с вторым входом седьмого логического элемента И, выход которого через шестой формирователь импульсов соединен с управляющим входом третьего управляемого ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при сохранении качества напряжения питающей сети, в него введены три датчика реактивной мощности, три аналого-цифровых преобразователя, три цифровых блока задания и три цифровых блока сравнения, входы первого, второго и третьего тиристорных Ореобразователей через соответствующие датчики реактивной мощности соединены с зажимами для подключения к питающей сети, выходы первого, второго и третьего датчиков реактивной мощности через соответствующие первый, второй и третий аналого-цифровые преобразователи соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего цифровых блоков сравнения, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего цифровых блоков задания, первые выходы. первого, второго и третьего цифровых блоков сравнения соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего ,триггеров, второй выход первого цифрового блока сравнения соединен с четвертыми входами четвертого и пятого логических элементов И, второй выСоставитель С.Позднухов

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Редактор В.Ковтун

Заказ 7240/52 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

13 1525853 14

xoË BToporo цифрового блока сравнения И, второй выход третьего цифрового соединен с четвертым входом третьего блока сравнения соединен с пятыми

Ъ логического элемента И и с пятым входами третьего и четвертого логивходом пятого логического элемента ческих элементов И.