Электропривод постоянного тока
Использование: может быть использовано для защиты электродвигателей при перегрузках . Сущность: в данном устройстве исключается выдача запускающих импульсов с выхода формирователя управляющих импульсов на усилитель мощности, электродвигатель останавливается и может быть повторно включен после устранения неисправности . Подбором уставок времени срабатывания таймеров выбираются длительности перегрузок, при которых электродвигатель не достигает критических температур. 1 ил.
союз сОветских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я>. Н 02 Р 5/06
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
BEÄÎMÑrBO СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4817727/07 (22) 31.01.90 (46) 15.08,93. Бюл. ¹ 30 (71) Производственное обьединение "Ижорский завод (72) В.В.Новиков (73) В.В.Новиков (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1503649, кл, Н 02 P 5/15, 1989, (54) ЭПЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения в электроприводах с повышенной надежностью загциты двигателя и привода при работе в реж IMBx перегрузки или аварийных режимах.
Целью изобретения является повышение нацежности, путем оценки длительности перегрузки электропривода.
На чертеже показана структурная схема привода. Электропривод постоянного тока, содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого соединена с усилителем 2 мощности и датчиком 3 тока якоря, первый вход усилителя мощности 2 предназначен для подключения к питающей сети, а второй вход соединен с выходом формирователя 4 управляющих импульсов, первый вход которого соединен с выходом блока 5 компенсации радиационного и температурного воздействия 5, второй вход — с выходом блока 7 токоограничения, его вход соединен с выходом датчика 3 тока якоря, а третий — с выходом блока 8 защиты от обрыва обмотки возбуждения, входом соединенного с датчи„„5M „„1835122 АЗ (57) Использование: может быть использовано для защиты электрадг:игателей при перегрузках. Сущность: в данном устройстве исключается выдача запускающих импульсов с выхода формирователя управляющих импульсов на усилитель мощности, электродвигатель останавливается и может быть повторно включен после устранения неисправности. Подбором уставок времени срабатывания таймеров выбираются длительности перегрузок, и ри которых эл ектродви гатель Hp. достигает критических температур. 1 ил, ком 9 тока обмотки возбуждения электродвигателя, тахогенератор 10 электродвигателя 1, выход которого соединен с первым входом блока 11 ключей, второй и третий входы которого соединены с цепями 12 резервных обратных связей электродвигателя
1, выходы блока 11 ключей соединены со входом формирователя 13 сигнала рассогласования, второй вход. которого соединен с блоком 14 задания, блок 15 контроля исправности тахагенератара 10, вход которого соединен с тахогенератором 10, а выход — с управляющими входами блока 11 ключей, генератор 16 тактовых импульсов, кроме того, в электропривод дополнительно введены таймер 17 аварийной выдержки, таймер
18 защиты и два ключевых элемента 19 и 20, при этом вход таймера 17 аварийной выдержки соединен с выходом блока 7 токоограничения, а его выход — с входам таймера 18 защиты, выход которого соецинен с управляющими входами ключевых элементов 19 и
20, один из которых 19 включен между выходом формирователя 13 сигнала рассогласования и входом блока 5 компенсации
1835122 радиационного и температурного воздействия 6, а второй 20 — между выходом генератора 16 тактовых импульсов и четвертым входом формирователя 4 управляющих импульсовв.
Электропривод работает следующим образом. В исходном состоянии включена сетевое напряжение U ссп вал двигателя 1 неподвижен, сигнал с тахогенератора
10wpp, равен нулю, ключи 11 — 1,19, 20 — замкнуты, 11-2,11 — 3- разомкнуты, сигнал задания О д. с задатчика 14 на входе 15 — 2 формирователя 15 сигнала рассогласования равен нулю, сигнал рассогласования
AUyIIp, на выходе 13-3 и ЛОх на выходе блока 6 компенсации также равен кулка, сигнал U»II. На Выходе 4 — 5 формирователя 4 не фпр II!,>yerc l и тиристоры усилителя 2 мощНастп ЗЭ. СРтЬН ВЫХаДНОЕ НаПРЯжЕНИЕ U o>r> на ьч.доде ". -4 равно номинальному, напряжение якоря Uqy,. pBBho нулю, двигатель 1 готов к рабате, сигналы резервных обратНЫХ СВЯЗЕЙ 12Оо.с як, И Up с,возб. РЭЗОРВЭНЫ клю-Içìè 11-2 и 11 — 3, При установке напряжения задания скорости О,.-д. с задатчика
14 (нэ фиг. 1 не показан) на входе 13 — 2 атли; ым ат нуля, нэ выходе 13--2 формирователя 13 сигнала рассогласования устанавливается э:гэчение L4,ä., которое проходит через блок 5 компенсации, в котором заряжа,т Па Ка ЗЭ1 Н Э), ОСУгЦЕС1 Bil ßß ПЛ Э B Ê bl È СДВИГ фаэ Ы атггирэния тиристорав усилителя 2 мощнос.и сдви эюгцимися импульсами U»II, с выхода 4-5 формирователя 4 импульсов, двигатель 1 плавна (плавность определяется постоянной гремени интегратора) набирает абопоты, при этом появляется сигнал обратной связи U7(, с тахогенератара 10 через вход 11-1 блока ключей 11 на вход 13 — 1 блока 13 формирования сигнала paccoriIýñoÂý!lèß Л Uyop. ВыхаДнаЙ сиГнал Л Оynp. формируется из сигнала задания О дд. и противофаэного сигнала обратной связи — О . и на выходном валу двигатель 1 устанавливается номинальный режим работы, при этом тэхогенератар 10 отслеживает, а формирователь 13 сигнала рассогласования компенсирует разницу между заданной и действительной скоростями вала. сводя ее к нулю. Суммарная погрешность всех блоков привода обеспечивает точность 1-5% от заданного номинального значения скорости. При колебаниях питающей сети или изменения нагрузки привод отслеживает возмущение с помощью тахогенератора 10, а в случае его отказа блок 15 контроля исправности тахогенераторэ отключает обратную связь с тагогенератора 10 UT,r. на входе 11-1 блока 11 ключей и включает по входу 11 — 2 и 11 — 3 резервные обратные связи 12 по напряжению на якоре (Uo.с.IIII.) и по напряжению на обмотке возбуждения (Uo.ñ.âoçá,) на вход 13 — 1 формирователя 13 сигнала рассогласования, при этом падает точность поддержания номинальной скорости вращения вала двигателя 1 с 1 — 2оь до 3-5 по диапазону скоростей, однако привод продолжает нормально функционировать. При появлении перегрузки на валу двигателя 1 за счет заклинивания, например подшипника двигателя, выкрашивания зубьев шестеренок редуктора, потере кон"5 такта в токоподводящих щетках и т.п., возрастает сигнал датчика 3 тока якоря который через блок 7 токоограничения выдаст сигнал на вход 4 — 2 формирователя 4 управляющих импульсов и переведет усилитель 2 мощности в режим токоаграничения по цепи якоря двигателя 1, при этом вал двигателя 1 замедлит свое вращение или остановится, но на обмотке возбуждения при этом будет номи нальное напряжение UIIo u, а на якоре — пониженное О . из расчета полуторакратного тока через якорную обмотку и силовые тиристоры усилителя 2 мощности. Аналогично сработает защита в случае обрыва обмотки возбуждения, при этом сработает датчик 9 тока абмогки возбуждения и блок 8 защиты от обрыва обмотки возбуждения, Пребывание привода в режиме токоограничения ограничи Вается предельной температурой разогрева обмоток якоря и силовых тиристорон (температура обычно указана в паспорте на двигатель 1 и тиристоры), после чего происходит тепловой пробой и выход из строя двигателя 1 или тиристоров усилителя 2 мощности, кроме того за свое время пребывания привода в ре>киме токоограничения происходит потребление энергии из сети. Указанные недостатки устраняются при работе привода в режиме такоаграничения. При появлении перегрузки по л обой причине датчик 3 тока якоря зафиксирует повышение тока якоря больше номинального и при дости>кении уставки токоограничения блок 7 токоограничения выдаст сигнал на вход 4-2 блока 4 формирователя запускающих импульсов Usa,, последний переведет усилитель 2 мощности на пониженное напряжение по цепи якоря двигателя 1, двигатель 1 при этом может стоять достаточно длительное время, при этом происходит его бесполезный постепенный нагрев, но одновременно с выдачей сигнала с выхода блока 7 токоограничения на вход 4 — 2 блока 4 формирователя запускающих импульсов тот же сигнал поступает нэ вход таймера 17 аварийной выдержки и запускает его, таймер 1835122 55 начинает отсчет времени, (выдержка таймера 17 устанавливается потребителем из соображений конкретных условий эксплуатации привода, скажем при попадании в шестерни редуктора флюса, шлаковых или абразивных крошек и т.п. привод в состоянии их "перемолоть" на режиме токоограничения за 15 — 20 сек„в течение которого режим токоограничения считается случайным аварийным фактором, который привод может преодолеть, т.е. размолоть крошки, и снова перейдет в нормальный режим работы, если датчик 3 тока якоря зафиксирует снижение тока по цепи до номинального, ври этом таймер 17 остановится и сбросит отсчитанное время, не выдав на своем выходе сигнал запуска таймера 18 защиты, привод продолжает работать в номинальном режиме. Если же режим токоограничения не случайный, и таймер 17 аварийной выдержки отработает уставку времени случайной перегрузки, то на его выходе появится сигнал запуска таймера 18 защиты, который отработает время заданное потребителем из соображений невозможности прерывания технологического процесса, т.е. выполнения, например сварки до конца перекрытия валиков, обеспечивая закрытия задвижек подачи топлива и т.п.,после чего таймер 18 защиты, отработав уставку времени аварийного окончания технологического процесса, выдает команду по своему выходу на ключи 19 и 20 которые отключают выход 13 — 3 формирователя сигнала рассогласования от входа 4-1 блока 4 формирователя управляющих импульсов через блок 5 компенсации температурного и радиационного воздействия, и подключают на вход 4-1 нулевой потенциал, что однозначно снижает сигнал рассогласования Л Uynp. u Л U» . и исключает прохождение каких-либо импульсных помех, кроме того, ключ 20 размыкается и снижает тактовые синхронизирующие Ос . импульсы. поступающие с выхода генератора 16 тактовых импульсов на вход 4-4 блока 4 формирователя управляющих импульсов, т.о. арантированно исключаетсяя выдача запускающих (О3дд ) импульсов с выхода 4-5 блока 4 на вход 2 — 2 усилителя 2 мощности, тиристоры которого запираются и напряжение U>». падает до нуля, двигатель останавливается и может быть повторно включен только оператором после устранения причин перегрузки. Таймеры 17 и 18 выполнены по известным техническим решениям, ключевые элементы 19, 20 на основе интегральных ключей. Блок 5 компенсации температурного и радиационного воздействия 6 (на фиг, 1 воздействие 6 условно обозначено тремя стрелками) корректирует уровень сигнала рассогласования Л Оулр, с выхода 13 — 3 блока 13. проходящего через замкнутый ключ 19 на вход блока 5, в зависимости от температуры окружающей среды или интенсивности радиационного воздействия, до уровня Л О»., который соответствует номинальному значению заданной скорости. Блок 5 повышает надежность и точность работы привода при переходах температур через нулевую отметку и время выживаемости поивода при радиационном воздействии. Усилитель 2 мощности выполнен по известному решению — полууправляемый диодно-тиристорный мост. причем диодный мост выдает напряжение возбуждения Ugpz5., а диодно-тиристорный (два диода и два тиристора) — напряжение якоря U„„, регулируемое в пределах 1 — 967, от напряжения питающей сети. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого соединена с усилителем мощности и датчиком тока якоря, первый вход усилителя мощности предназначен для подключения к питающей сети, а второй вход соединен с выходом рормирователя управляющих импульсов, первый вход которого соединен с выходом блока компенсации радиационного и температурного воздействий, второй вход — с выходом блока токоограничения, его вход соединен с выходом датчика тока якоря, а третий — с выходом блока защиты от обрыва обмотки возбуждения, входом соединенного с датчиком тока обмотки возбуждения электродвигателя, тахогенератор электродвигателя, выход которого соединен с первым входом блока ключей, второй и третий входы которого соединены с цепями резервных обратных связей электродвигателя, выходы блока ключей соединены с входом формирователя сигнала рассогласования, второй вход которого соединен с блоком задания, блок контроля исправности тахогенератора, вход которого соединен с тахогенератором, а выход — с управляющими входами блока ключей, генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем оценки длительности перегрузки электропривода, в него дополнительно введены таймер аварийной выдержки, таймер защиты и два ключевых элемента, при этом вход таймера аварийной выдержки соединен с выходом блока токоограничения, а его выход — с входом таймера защиты, выход которого соединен с управляющими входами ключе1835122 Составитель Н.Новиков Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор Заказ 2716 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вых элементов, один из которых включен между выходом формирователя сигнала рассогласования и входом блока компенсации радиационного и температурного воздействия, а другой — между выходом генераторэ тактовых импульсов и четвертым входом формирователя управляющих импульсов.
