Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах для перемотки обрабатываемого материала. Целью изобретения является упрощение и повышение эксплуатационной надежности. С этой целью в электроприводе каждый из ведомых электроприводов 2, 3 выполнен по типу асинхронно-вентильного каскада с асинхронными двигателями 6, 12 с фазовыми роторами, неуправляемыми выпрямителями 7, 8 и 13. 14, инверторами 9.15 и параметрическими стабилизаторами 10, 16тока в цепях роторов асинхронных двигателей 6, 12 соответственно. Обмотка статора асинхронного двигателя подключена к выходу параметрического стабилизатора 10 тока. В электропривод введен пропорциональный регулятор 17, входом соединенный с выходом задатчика линейной скорости, а выходом - с управляющим входом инвертора 15. В электроприводе обеспечивается поддержание требуемого натяжения обрабатываемого материлаа 4 в разомкнутой системе, снижается трудоемкость изготовления, монтажа и наладки электропривода. 1 ил. (Л С

СОНТЗ COB(:ÒCÊÈÕ

СОЦИАЛИС!ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)5 Н 02 P 7/68, 7/74

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4626747/07 (22) 27.12.88 (46) 15.10.91, Бюл, N 38 (71) Институт электродинамики АН УССР и Кировский завод по обработке цветных металлов (72) И.В.Волков, В.Н.Исаков, А.П.Плугатарь, А.П.Ращепкин, B.À,Êðóòèëèí, И.В.Назарчук, Ю.И.Весенин и Г,Г,Лосев (53) 62-83:621.316.718.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 113300009933, кл. Н 02 P 7/80, 1959.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1432715, кл. Н 02 P 7/68, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11118844006655, кл. Н 02 P 7/68, 1985. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроп риводах для перемотки обрабатываемого материала. Целью изобретения является упИзобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам, обеспечивающим требуемое натяжение и линейную скорость движения обрабатываемого материала в процессе его перемотки.

Цель изобретения — упрощение и повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит ведущий электропривод 1 и первый 2 и второй 3 ведомые электроприводы, выходные валы которых связаны через обрабатываемый материал 4. К входу ведущего электроп ривода 1 подключены выход задатчика 5 линей„,!Ж„„1684902 А1 рощение и повышение эксплуатационной надежности, С этой целью в электроприводе каждый из ведомых электроприводов 2, 3 выполнен по типу асинхронно-вентильного каскада с асинхронными двигателями 6, 12 с фазовыми роторами, неуправляемыми Bblпрямителями 7, 8 и 13, 14, инверторами 9, 15 и параметрическими стабилизаторами i0, 16 тока в цепях роторов асинхронных двигателей 6, 12 соответственно. Обмотка статора асинхронного двигателя подключена к выходу параметрического стабилизатора 10 тока. В электропривод введен пропорциональный регулятор 17, входом соединенный с выходом задатчика линейной скорости, а выходом — с управляющим входом инвертора 15. В электроприводе обеспечивается поддержание требуемого натяжения обрабатываемого материлаа 4 в разомкнутой системе, снижается трудоемкость изготовления, монтажа и наладки электропривода. 1 ил. ной скорости, Ведомые электроприводы 2 и

3 выполнены по типу асинхронно-вентильного каскада.

Первый ведомый электропривод 2 содержит асинхронный двигатель 6 с фазным ротором, в цепи которого последовательно включены по цепи постоянного тока неуправляемые выпрямители 7 и 8 и инвертор 9.

Выводы переменного тока неуправляемого выпрямителя 7 соединены с выходом стабилизатора 10 тока, снабженного входами для подключения к сети 11. Второй ведомый электропривод 3 содержит асинхронный двигатель 12 с фазным ротором, в цепь роторной обмотки которого последовательно

1684902 включены по цепи постоянного тока неуправляемые выпрямители 13 и 14 и инвертор

15. Выводы переменного тока выпрямителя

13 соединены с выходом стэбализатора 16 тока, снабженного входом для подключения к сети 11. Инверторы 9 и 15, ведущий электропривод 1, обмотка статора асинхронного двигателя 12 снабжены выводами для подключения к сети 11, Обмотка статора асинхронного двигателя 6 первого ведомого электропривода 2 подключена к выходу параметрического стабилизатора 16 второго ведол1ого электроп ривода.

Электропривод снабжен пропорциональным регулятором 17, выход которого соединен с управляюшим входом инвертора 15 в роторной цепи второго ведомого электропривода 3. Вход пропорционального регулятора 17 соединен с выходом задатчика 5 линейной скорости.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питания напряжение сети 11 подается на входные зажимы ведущего злектропривода 1, задающего линейную скорость V движения материала 4, и ведомых электроприводов 2 и 3. Управляющее напряжение на выходе задатчика 5 скорости равно нулю, При этом вращающий момент на валу электропривода 1 отсутствует и линейная скорость Ч движения материала также равна нулю, Вращающие моменты М1 и М2 возникают на валах ведомых электроприводов 2 и 3 и направлены в противоположные стороны, тем самым создавая натяжение материала, Обрабатываемый материал 4 находится в натянутом состоянии и остается неподвижным в случае, если тянущие усилия со стороны электроприводов

2 и 3 уравновешивают друг друга. Тянущие усилия определяются величинами вращающих моментов М1 и М2 электроприводов

2 и 3.

Известно, что электроприводы 2 и 3 работают в режиме источника момента.

Момент М1 электропривода 2 определяется величиной тока параметрического стабилизатора 10 тока и величиной тока, ответвляющегося в статорные обмотки двигателя 6 от параметрического стабилизатора 16 тока.

Момент М2 электропривода 3 определяется напряжением, приложенным к статорным обмоткам двигателя 12, и величиной тока, ответвляющегося в роторную цепь двигателя 12 от параметрического стабилизатора 16 тока.

Распределение тока параметрического стабилизатора тока 16 между статорными обмотками двигателя 6 электропривода 2 и роторными обмотками двигателя 12 злектроприводва 3 может быть получено из следующей сиСтемы уравнений:

1ф.16 = ф.с.2 + ф.р.з

5 Оф,,2=1ф г Zcç;

Udu15 = 1.iф.с.2 + 04рЗ SÇ, где ф,16 — фазный ток на выходе параметрического стабилизатора 16 тока;

1ф С,2 — фазный ток, ответвляющийся в

10 статорные обмотки двигателя 6 электропривода 2; ! ф,p,3 — фазный ток, ответвляющийся в роторную цепь двигателя 12 электропривода3;

15 0ф с,2 — фазное напряжение, возникающее на статорных обмотках двигателя 6 электропривода 2;

Z<> — полное эквивалентное сопротивление фазы статора двигателя 6 электроп риво20 да2;

Udu15 — значение выпрямленного напряжения на входе инвертора 15;

Ud с.2 — значение выпрямленного напряжения на выходе неуправляемого мостового

25 выпрямителя 13;

Udр3 — значение выпрямленного напряжения на выходе неуправляемого мостового выпрямителя 14 при S3 = 1;

S3 — текущее значение скольжения дви30 гателя 12 электроприовда 3.

Тогда

Ud 15 1 Id .э, SÇ ф.с.2

35 4и15 — 4 з ф.с.з = I$.1ь и с.э.

Анализ выражений для токов Iy<2 и

1ф,p,3 показывает, что распределение тока параметрического стабилизатора 16 тока между статорными обмотками двигателя 6 электропривода 2 и роторными обмотками двигателя 12 электропривода 3 определяетсН соотношением выпрямленного напряжения на входе инвертора 15 и выпрямленного напряжения на выходе неуправляемого мостового выпрямителя 14.

Таким образом, установкой фиксированного угла управления инвертором 15 добиваются равновесного состояния тянущих усилий со стороны ведомых электроприводов 2 и 3. При этом величина натяжения устанавливается с помощью регулирования выходного тока параметрического стабилизатора 16 тока.

Линейная скорость Ч движения материала 4 задается с помощью эадатчика 5 скорости. Напряжение управления с выхода задатчика 5 скорости подается на управля1684902

55 ющий вход электропривода 1. На валу электропривода 1 возникает вращающий момент, который приводит в движение материал 4 с заданной линейной скоростью.

При этом происходит разгон двигателей 6 и

12 электроприводов 2 и 3. По мере разгона изменяется величина скольжения Яз двигателя 12 электропривода 3. При этом напряжение управления с выхода задатчика 5 скорости подается на управляющий вход инвертора 15 через пропорциональный регулятор 17, изменяя фиксированный угол управления так, чтобы соотношение выпрямленного напряжения на входе инвертора 15 и выпрямленного напряжения на выходе неуправляемого мостового выпрямителя 14 оставалось неизменным, Гем самым поддерживается равновесие тянущих усилий в процессе разгона электропривода

После разгона при установившейся и равной заданной линейной скорости материала

4 в начале перемотки радиус рулона на валу двигателя ведомого электропривода 2 максимальной, а его частота вращения минимальна. На валу двигателя 12 ведомого электропривода 3 радиус рулона минимальный, а его частота вращения максимальна.

Ведомые сетью инверторы 9 и 15 работают при фиксированных углах управления, при этом угол управления инвертором 15 такой, что эквивалентное сопротивление цепи выпрямленного тока ротора двигателя 12 ведомого электропривода 3 больше эквивалентного сопротивления обмоток статора двигателя 6 ведомого электропривода 2, Поэтому в ротор двигателя 12 ведомого электропривода 3 в начале перемотки ответвляется минимальный ток параметрического стабилизатора тока 16, и на его валу создается минимальный момент, а в статор двигателя 6 ведомого электропривода 2 ответвляется максимальный ток, и на валу его двигателя 6 возникает максимальный момент.

По мере перемотки обрабатываемого материала радиус рулона на валу ведомого электропривода 2 уменьшается, а радиус на валу ведомого электропривода 3 увеличивается. При этом частота вращения двигателя

6 ведомого электропривода 2 увеличивается, а частота вращения двигателя 12 ведомого электропривода 3 уменьшается, Уменьшение частоты вращения двигателя

12 ведомого электропривода 3 приводит к увеличению выпрямленной ЭДС ротора на выходе мостового выпрямителя 14. Поэтому эквивалентное сопротивление роторной цепи ведомого электропривода 3 по отношению к выходным зажимам параметрического стабилизатора 16 тока уменьшается, а ток, ответвляющийся в роторную цепь ведомого электропривода 3, увеличивается. В то же время ток, ьтветвляющийся в статор двигателя 6 ведомого электропривода 2, уменьшается. Это приводит к требуемому перераспределению выходного тока параметрического стабилизатора 16 тока между статором двигателя ведомого электропривода 2 и ротором двигателя ведомого электропривода 3, а следовательно, и к соответствующему изменению моментов асинхронных двигателей 6 и 12 ведомых электроприводов 2 и 3 при изменении радиусов рулонов в процессе перемотки, вследствие чего и поддерживается натяжение материала 4.

Выполнение ведомых электроприводов по типу асинхронного вентильного каскада с последовательным соединением преобразователя и параметрического стабилизатора тока в цепи выпрямленного тока ротора в каждом позволяет обеспечить поддержание требуемого натяжения обрабатываемого материала в разомкнутой системе и тем самым значительно упростить систему управления электроприводом в целом, а использование в электроприводе асинхронных двигателей и параметрических стабилизаторов тока позволяет повысить его надежность. Кроме того, снижается трудоемкость изготовления, монтажа и наладки электропривода.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий ведущий и два ведомых электропривода с валами, связанными между собой обрабатываемым материалом, задатчик линейной скорости, выход которого соединен с управляющим входом ведущего электропривода с силовым входом для подключения к сети, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения эксплуатационной надежности, каждый из ведомых электроприводов выполнен по типу асинхронно-вентильного каскада с параметрическим стабилизатором тока и преобразователем, выполненным в виде последовательно соединенных по цепи постоянного тока двух неуправляемых выпрямителей и инвертора с выводами для подключения к сети, выводы переменного тока одного неуправляемого выпрямителя соединены с выводами обмотки ротора асинхронного двигателя данного ведомого электропривода, а выводы переменного тока второго неуправляемого выпрямителя — с выходом параметрического стабилизатора тока этого же ведомого электропривода. снабженного входом для подключения к сети, статорная обмотка асинхронного

1684902

Составитель А. Головченко

Редактор Л. Веселовская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Заказ 3514 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 электродвигателя первого ведомого электропривода подключена к выходу параметрического стабилизатора тока второго ведомого электропривода, ствторнэя обмотка которого снабжена зажимами для подключения к сети, и введен пропорциональный регулятор, входом соединенный с выходом задатчика линейной скорости, а выходом — с управляющим входом инверто5 ра второго ведомого электропривода.