Балансирующее устройство многодвигательного электропривода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВХДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 875567 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! }М. Кл. (22)Заявлено 07.01.80 (21) 2865838/24-07 с присоелинением заявки ¹

Н 02 Р 5/46

Гасударственный квинтет (23) Приоритет (53} УДК 621.316. . 727 (088. 8) во делан хзобретеннй

N OTNpb1TNA

Опубликовано 23. 10. 81 ° Бюллетень,№ 39

Дата опубликования описания 23.10.81

В.Г.Корольков, С.И.Пилипенко, С.H.,Kîðíèëîâ и В.F..Ëèñíÿê (72) Авторы изобретения

Харьковский институт инженеров коммунального строительства и Харьковский проектный и-научно--.исследовательский институт "Промстроиниипроект (71) Заявители (54) БАЛАНСИРУИЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО.

ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сдвига фазы вращения валов многодвигательного электропривода с синхронными двигателями.

Известен преобразователь фазово.го сдвига в угловые перемещения вала, в котором вал исполнительного двигателя связан с ротором вращающегося трансформатора через редуктор, а фазовый сдвиг на входе преебразователя компенсируется фазовращателем, фазовый сдвиг которого пропорционален углу поворота вала (l ), Недостатком этого устройства яв-, ляется наличие кинематической контактной связи между валом двигателя и ротором фаэовращател», которая усложняет преобразователь и со време нем вносит значительные погрешности

1 в показания преобразователя.

Наиболее близким техническим ре" шением к предлагаемому является устройство, содержащее коммутатор и логический блок с исполнительными элементами 12)..

Недостатками этого устройства являются сложность и пониженная надежность.вызванные тем, что угловые положения вращающихся роторов синхронных двигателей определяются сигналами от датчиков угловых перемещений, которые требуют кинематической связи (контакта ) с валом двигателя, а заданный угол между вращающимися валами (роторами ) устанавливается при помощи сельсина-фазовращателя и фиксируется релейным элементом,,включенным в.диагональ моста, срабатывающим при суммарном напряжении сигналов датчиков близким к нулю. Фазовращатели и датчики угловых перемещений являются дорогостоящими.

Кроме того, датчики угловых перемещений сочленяются с валами приводными устройствами, которые практически невозможно изготовить без люфтов.

875567

4 мирователей 12-14 стандартных импульсов соответственно, при этом выходы формирователей подключены к входным контактам коммутатора 1, элемент И 15, соединенный одним входом со вторым выходом коммутатора 1, другим входом — с шиной сигналов контроля разгона ротора запускаемого двигателя, блок .16 задержки и формирования строго бирующих импульсов, подключенный первым входом к первому выходу коммутатора 1, вторым входом — к выходу элемента И 15, а выходом к логическому блоку 2 с исполнительными элеменt5 тами, блок 17 индикации, подключеик-. ный первым входом к первому выходу коммутатора 1, вторым входом — к выходу элемента И 15, блок 16 задержки и формирования стробирующих импульсов, содержащий одновибратор 18, подключен" ный входом z первому выходу коммутатора 1, формирователь 19, подключенный входом к выходу одновибратора

18, элемент И 20, подключенный одним входои к выходу формирователя 19, другим входом — к выходу элемента

И 15, а выходом — ко входу логического блока 2, регулятор 21 временной задержки, состоящий из переменного резистора и емкости, включенный в цепь управления одновибратора 18, блок

17 индикации, содержащий триггер 22, подключенный единичным входом к первому выходу коммутатора 1„ нулевым входом - к выходу элемента И 15, 35 индикатор 23, подключенный входом к выходу триггера 22.

Ток. 2<>- пульсаций тока статора (фиг. 2с1), снимаемый со вторичной обмотки трансформатора тока, состо О ит из огибающих и несущей частот (несущая частота — частота питающей сети). Частота огибающих токоввХ@y равна частоте сигналов, снимаемых с выхода датчиков угловых перемещений (фиг. 2P), при этом изменение фазы

;огибающих (фиг . 20) пропорционально изменению фазы сигнала датчика угловых перемещений и изменению фа зы перемещения фундамента (фиг; 2 @ .

50 Балансирующее устройство многодвигательного электропривода работает следующим образом.

К тому же. со временем люфты увеличиваютсй от механического износа дета лей. Это вносит значительные погрешности в электрические сигналы, снимаемые с-датчиков, что снижает точность получения заданного угла. Кроме того, во многих случаях механизмы, с которыми сочленяются датчики, находятся во взрывоопасных средах что определяет необходимость специального исполнения конструкции датчиков.

Цель изобретения — повышение надеж ности балансировки..и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в него дополнительно введены дете торы, ограничители, преобразбватели сигналов, формирователи импульсов, элемент И, блок задержки и формирования стробирующих импульсов, выход которого подключен к входу логичес— кого блока с исполнительными элементами, первый вход — к первому выходу коммутатора, второй вход — к выходу элемента И, один вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, второй вход является управляющим входом балансирующего устройства, каждый вход коммутатора подключен через последовательно соединенные формирователь импульсов, преобразователь сигналов и ограничитель к детектору, входы детекторов являются входа ми балансирующего устройства.

На фиг. 1 представлена функциональ ная схема балансирующего устройства трехдвигательного электропривода; на фиг. 2(g,д,® - осциллограммы тэка I > статора, сигнала датчика угловых пере мещений, сигнала сейсмодатчика, установленного на фундаменте агрегата соответственно, на фиг. 3(д,8,4) — осциллограммы напряжений на элементах схемы балансирующего устройства, на входе детекторов(< ), на выходе детекторов (Д), на выходе ограничителей (4), на входе преобразователей(7.) и на выходе формирователей импульсов (д).

Балансирующее устройство многодвигательного электропривода содержит коммутатор 1, логический блок

2 с исполнительными элементами, детекторы З-S, подключенные входами каждый ко вторичной обмотке своего .трансформатора тока, а выходами посредством последовательно соединенных ограничителей 6-8 и преобразователей 9-11 импульсов, ко входу форПредположим, . требуется произвести пуск второго двигателя со сдвиroM пространственного угла вращения его ротора в синхронном режиме на

18О относительно вращения ротора н о

875567 синхронном режиме первого двигателя или произвести корректировку на такой же угол второго относительно первого, уже работающего в синхронном режиме, двигателя. Для этого регулятор временной задержки 2! устанавливается в положение 180О, а коммутатор переводится в положение "l".

На втором входе элемента И 15 задан запрещающий уровень. !о

Детекторы 3 и 4, подключенные входами ко вторичным обмоткам своих трансформаторов тока, в токах УС! выделяют по одной огибающей (фиг. 3,д ) которые передаются на входы ограни- ts чителей 6 и 7 соответственно. С выхода ограничителей огибающие, ограниченные на уровне, превышающем полупериод (фиг; 3©, подаются на входы своих преобразователей 9 и. 10, ко- щ торые преобразуют их в импульсы трапецеидальной формы (фиг. 3)<)i Посредством формирователей 12 и 13, например, по заднему фронту, из трапецеидальных импульсов формируются стандартные импульсы (фиг. 3 Д) пере) даваемые в коммутатор l.

В синхронном режиме работы двйга-. теля, принятого за опорный, длительность периода Т одного цикла изменения сигнала (период огибающей ) " величина постоянная. Следовательно, на выходе преобразователя 9 возникают с постоянней частотой следования и постоянной щь!«тельностью трапеце- 35 идальные импульсы, сформированные так, что одно ж оснований импульса равно длительности полупериода112напряжения огибающей. Формирователь .

12 по заднему фронту трапецеидальных «о импульсов формирует импульсы определенной амплитуды и длительности, следующие с интервалом времени между импульсами равным одному обороту вала, вращающегося с синхронной скоро" стью.

Через контакты коммутатора 1, с первого выхода, стандартные импульсы формирователя опорного двигателя передаются в схему 16 задержки и формирования стробирующих импульсов:на вход элемента !8 задержки, время sa" держки которого можно регулировать регулятором 21 временной задержки (цепочка RC) в пределах 0"Ь 0 =t c, где и -,синхронное число оборотов вала в минуту. Шкала регулятора временной задержки проградуирована в градусах. Перевод временной задержки стандартного импульса опорного двигателя, измеряемой в секундах,. в градусы заданного угла сдвига фаз осуществляется по формуле

6 =Ч вЂ” i

«

ЯОи где g — заданный угол. Задним фронтом задержанного импульса запускается формирователь !9 стробирующих импульсов. Длительность стробирующего импульса рассчитывается по формуле с = — с, где Т= — — время оду бО с . ного оборота.

Стробирующие импульсы передаются на один из входов элемента И 20.

В асинхронном режиме работы запускаемого двигателя каждый цикл изменения сигнала (период огибающей) положения вала преобразуется в кратковременные импульсы аналогично, так и в опорном, На подсинхронной скорости с шины сигналов контроля разгона ротора запускаемого двигателя задается уровень "разрешение" на втором входе элемента И 15. Ротор запускаемого двигателя медленно скользит относительно синхронно вращающегося магнитного поля статора, а начальная фаза каждого цикла огибающей сигнала, снимаемого со вторичной о6мотки трансформатора тока запускаемого двигателя, медленно изменяется отнрсительно начальной фазы огибающей

I такого же сигнала опорного двигателя. Соответственно изменяется временной интервал стандартных импульсов на соответствующем входе элемента

И 20, блока !6 задержки и формирования стробирующих импульсов, действующих с выхода формирователя 13 через контакты второго выхода коммутатора 1 и элемента И 15. В момент совпадения стандартного и стробирующего импульсов элемент И 20 выдает сигнал, который вызывает срабатыва" ние исполнительных элементов логического блоха 2 ввода запускаемого двигателя в синхронизм с сетью в заданном полюсном делении, т,е. с заданныи углом сдвига фазы вращения вала запускаемого двигателя по отношению к вращению вала опорного двигателя, В случае, если заданный угол сдвига фаз вращения валов выполняется методом корректировки угла, смещением синхронно вращающегося ротора с полюса на полюс путем изменения полярности напряжения, как и в первом

875567

Формула изобретения случае, выбирается опорный двигатель, а регулятором 21 временной задержки устанавливается требуемый угол. С шины сигналов контроля разгона задается потенциал "разрешение" на одном иэ входов элемента И 15. Переключение полярности напряжения возбуждения в обмотке ротора двигателя прекращается в момент совпадения стробирующего импульса, действующего на одном из входов элемента И 20, со стандартным, действующим на втором входе этого элемента, поступающим с выхода элемента И 15.

С помощью коммутатора 1 осуществляется коммутация в шести парных комбинациях двигателей (1-2, 2-1, 2-3, 3-1, 1-3, 3-2 ) .

Блок 17 индикации позволяет определить угол во всех шести комбинациях. Каждый стандартный импульс формирователя опорного двигателя с выхода коммутатора 1 устанавливает триггер 22 блока 17 индикации в состояние логической "1", и на выходе триггера 22 появляется уровень "разрешение", а импульс с выхода элемента И 15 устанавливает триггер в состояние логического нуля, что соответствует запрещающему уровнВ.

Балансирующее устройство повьппает надежность и точность балансировки многодвигательного электропривода.

Балансирующее устройство многодвигательного электропривода, содерз жащее.коммутатор и логический блок с исполнительными элементами, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности балансировки и упрощения:устройства, в него дополнительно введены детекторы, ограничители, преобразователи сигналов, формирователи импульсов, элемент И, блок задержки и формирования стробирующих импульсов, выход которого подключен к входу логического блока с исполнительными элементами, первый вход — к первому выходу коммутатора, второй его вход — к выходу элемента

И, один вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, а в орой и вход образует управляющий вход балансирующего устройства, каждый вход коммутатора подключен через последовательно соединенные формирователь им25 пульсрв, преобразователь сигналов и ограничитель к детектору, входы детекторов образуют входы балансирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

М 547635, кл. G 01 0 5 (24) 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 403004, кл. Н 02 P 5/52, 1969, 875567

Составитель М.Кряхтунова

Редактор А.Шандор Техред А. Ач Корректор Г.Назарова

Заказ 9374 83 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. -Ужгород, ул. Проектная, 4