Способ регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата и устройство для осуществления способа регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата

 

Союз Советсиик

Социапнстииесииа

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (936333 (6 l ) Допол н и тел ьное к а вт. свил-ву (22)Заявлено 10.12.80 (21) 3215651/24-07 с присоединением заявки K

3 (5! )М. Кл.

Н 02 Р 5/46

Гвеударстеенньй комитет

СССР (23) Приоритет вв делам изобретений и атнрытий

Опубликовано 15. 06.82. Бюллетень J% 22

Дата опубликования описания 17 (53) Д К 621. 337. .521(088.8) Г. Б. Онищенко, И. Л. Локтева, Л и С.Д. Колганов ов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовател конструкторский институт по ав электроприводу в промышленности, сельском хозяистве и на т анспо те ВНИИЭлект оп иво (7I) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

МНОГОСЕКЦИОННОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

МНОГОСЕКЦИОННОГО АГРЕГАТА

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в бумагоделательных машинах, агрегатах для производства пленки и т.п., Известны способы регулирования

5 многодвигательного электропривода многосекционного агрегата.

Известен способ регулирования многодвигательным электроприводом многосекционного агрегата, заключающийся в том, что регулируют скорость каждого двигателя индивидуальным преобразователем, выбранным на полную мощность. Этот способ требует значительного (по числу секций) количества преобразователей, что приводит к многоэлементности как в силовой части, так и в системе управления, и к снижению надежности способа управления ()), (21 и (3).

Известный способ реализуется устройством из преобразователей постоянного тока по числу секций агрегата, 2 каждый из которых содержит мост из шести тиристоров с системой импульсно-фазового управления.

Однако это устройство многоэлементно, Для двадцатисекционной бумажной машины требуется более 120 тиристоров и двадцать систем импульснофазового управления. Такой агрегат сложен в наладке и из-за многоэлементности малонадежен.

Наиболее близким по техническому существу к предлагаемому является способ регулирования многосекционного агрегата, при котором устанавливают общее силовое напряжение, задающее скорость, и подрегулируют скорость электродвигателя каждой секции многодвигательного агрегата (4).

Однако этот способ требует значительного количества машин постоянного тока, что приводит к снижению надежности способа регулирования, увеличению весогабаритных и

3 9363 стоимостных показателей установленного оборудования.

Известный способ реализуется устройством, содержащим общий источник питания, один вывод которого S подключен к первым выводам якорных обмоток электродвигателей секций и индивидуальных преобразователей, охваченных обратной связью по скорости, первые силовые входы кото- 10 рых объединены и подключены ко второму выводу общего источника питания (4j.

Это устройство требует более, чем удвоенного количества машин пос- 1S с тоянного тока, что приводит к уменьшению надежности агрегата, увеличению ремонтно-профилактических работ, увеличению веса, габаритов и стоимости электрооборудования.

Цель изобретения - повышение надежности путем сокращения установленного оборудования.

2S

Указанная цель достигается тем, что согласно способу общее силовое напряжение устанавливают соответствующим экстремальной из всех секций скорости электродвигателя в данном режиме, а для обеспечения подрегулирования скорости каждой секции формируют частоту импульсов управления электродвигателем каждой секции, соответствующей заданному Изменению скорости данной секции по сравнению с экстремальным значением, а при отклонении скорости каждого двигателя от заданного изменения регулируют частоту импульсов управления двигателями для поддержания заданноЮ го изменения скорости каждого двигателя, а общий источник питания выполнен в виде двух последовательно соединенных управляемого и неуправляемого выпрямителей, каждый индивидуальный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тиристора, дросселя, конденсатора и снабжен обратным диодом, включенным параллельно конденсатору, причем аноды тиристоров образуют первые силовые входы индивидуальных преобразователей, вторые силовые входы которых объединены и подклю чены к точке соединения указанных выг рямителей, а выход каждого индивидуального преобразователя подключен ко второму выводу якорных об33 4 моток электродвигателей соответствующей секции.

Устройство дополнительно снабжено последовательно соединенными дросселем и конденсатором, подключенным к выходу управляемого выпрямителя., и тиристором, анод которого подключен к выходу индивидуального преобразователя, -а катодк положительному выводу управляемого выпрямителя.

Устройство снабжено также резистором динамического торможения и дополнительным вентильно-конденсаторным преобразователем, состоящим иэ последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, шунтированного обратным диодом, причем силовые входы преобразователя подключены параллельно якорным обмоткам двигателей, а выходы - к резистору динамического торможения.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 а, б - схемы осуществления рекуперативного и динамического торможения.

Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, соединенный последовательно с неуправляемым выпрямителем 2. К выходам выпрямителей подключены фильтры, состоящие из дросселей

3 и 4 и конденсаторов 5 и и 66, К выходу фильтра неуправляемого выпрямителя 2 подключены и вентильно-конденсаторных преобразователей, состоящих из тиристоров 7, 8, 9 и LC-контуров, содержащих дроссели 10, 11 и 12 и конденсаторы 13, 14 и 15, эашунтированные диодами 16, 17 и 18 таким образом, что катоды диодов связаны через дроссели LC-контуров с катодами..тиристоров. Якори двигателей 19, 20 и 21 подключены первыми выводами к. катодам соответствующих тиристоров и вторыми выводами - к отрицательному полюсу управляемого выпря мителя.

Для,возможности рекуперации энергии двигателя одной секции на общие шины (фиг. 2а) якорь двигателя

19 этой секции связан с анодом дополнительного тиристора 22, катод которого подключен к положительному выводу управляемого выпрямителя 1, параллельно .которому .включен дополнительный С-контур, состоящий из катушки индуктивности 23 и конденсатора 24.

936333

Агрегаты с динамическим торможением каждой секции (фиг. 2б) устроены следующим образом.

Каждый двигатель 19, 20 и 21 подключен с одной стороны к вентильно- 5 конденсаторным преобразователям, опи санным выше, и с другой стороны— к дополнительным устройствам динамического торможения, состоящим из ре-. зисторов динамического торможения

25, 26 и 27 тиристоров 28, 29 и 30

LC-контуров, состоящих из дросселей 31, 32 и 33 и конденсаторов 34, 35 и 36, зашунтированных диодами

37, 38 и 39. Датчики скорости 40 сое- 15 динены с валками 41, связанные лентой 42.

Способ управления многосекционным агрегатом осуществляют следующим образом (фиг. 1). то

Путем импульсно-фазового управления устанавливают напряжение управляемого выпрямителя 1 таким образом, чтобы скорость двигателей приблизительно равнялась заданной ми- 25 нимальной из всех секций скорости.

Индивидуальную подрегулировку скорости двигателя каждой секции производят отпиранием соответствующих тиристоров. Так, например, по- So ! дают отпирающий импульс на тиристор

7, заряжают конденсатор 13, после чего тиристор 7 запирается. После запирания тиристора 7 на двигатель

19 подают напряжение, равное сумме напряжений управляемого выпрямителя и конденсатора. Таким образом, в зависимости от частоты отпирания тиристорв 7 напряжение на двигателе (и,. соответственно, его скорость) изменяют от напряжения, равного напряжению управляемого выпрямителя, до напряжения, равного сумме напряжений управляемого и неуправляемого выпрямителей. При этом устанавливают частоту импульсов соответствующей заданному увеличению скорости данной секции по сравнению с минимальным значением и при помощи обратной связи по скорости

50 изменяют частоту импульсов управления для поддержания заданного увеличения скорости каждого двигателя.

В приводах небольшой мощности вентильно-конденсаторные преобраSS зователи можно питать непосредственно от управляемого выпрямителя.

При этом источник питания выполнен в виде управляемого выпрямителя, а вентильно-конденсаторные преобразователи соединены параллельно и подключены к выводам выпрямителя. устанавливают напряжение управляемого выпрямителя 1, соответствующее скорости, несколько превышающей заданную. Затем подают отпирающие импульсы на тиристоры 7, 8 и 9, заряжают конденсаторы 13, 14 и 15 до напряжения, приблизительно равного удвоенному выходному напряжению управляемого выпрямителя 1. После запирания тиристоров 7, 8 и 9 на двигатель подают напряжение от конденсаторов. При этом напряжение на двигателе изменяют в пределах от нуля до напряжения полностью открытого управляемого выпрямителя.

Электропривод многодвигательного электропривода многосекционного агрегата работает следующим образом. На управляемом выпрямителе 1 устанавливается напряжение, соответствующее скорости двигателей, несколько меньше заданной. Если при этом тиристоры 7, 8 и 9 закрыты, то на двигатели 19, 20 и 21 поступает напряжение от управляемого выпрямителя 1 через диоды 16, 17 и 18. При отпирании тиристоров (например, тиристора 7) запирается диод 16 и на двигатель поступает суммарное напряжение управляемого выпрямителя 1 и неуправляемого выпрямителя 2. Одновременно через тиристор 7 и катушку индуктивности 10 заряжается конденсатор 13, запирающий тиристор 7. После разрядки конденсатора отпирается диод 16, и двигатель снова питается от управляемого выпрямителя. Таким образом, при изменении частоты отпирания тиристора 7 напряжение на каждом двигателе дополнительно регулируется в пределах, определяемых напряжением неуправляемого выпрямителя.

Иногодвигательный электропри-. вод малой мощности с питанием от одного управляемого выпрямителя и параллельно соединенными вентильноконденсаторными преобразователями работает следующим образом.

С заданной частотой отпираются. тиристоры 7, 8 и 9 . Конденсаторы

13, 14 и 15 заряжаются от управляемого. выпрямителя 1 по контурам: тиристор 7, индуктивность 10 и конденсатор 13; тиристор 8, индуктивность.

936333

1О

15 го

25 зо

4о

11 и конденсатор 14; тиристор 9, индуктивность 12 и конденсатор 15. Пос ле зарядки конденсаторов закрываются тиристоры 7, 8 и 9 и конденсаторы 13, 14 и 15 разряжаются на двигатели 19, 20 и 21. В зависимости от частоты открывания каждого из тиристоров 7, 8 и 9 индивидуально регулируются скорости каждого двигателя.

Электропривод с рекуперацией энергии на общие шины управляемого выпрямителя работает следующим образом.

При возникновении активного момента на двигателе 19 (фиг. 2а) включается тиристор 22 (с тиристора

7 сигнал управления снимается). Конденсатор 24, заряженный прежде до напряжения управляемого выпрямителя

ОВ, дозаряжается через тиристор 22 до напряжения, равного,О +2(В .-О ).

Тиристоры управляемого вйпрямителя

1 запираются и секции получают питание от конденсатора 24. После разряда конденсатора 24 вновь включается выпрямитель 1. Частота включения тиристора 24 пропорциональна рекуперируемой мощности.

Электропривод с динамическим торможением (фиг. 2б) работает сйедующим образом.

В двигательном режиме включаются тиристоры 7, 8 и 9 и заряжаются конденсаторы 13, 14 и 15. В режиме динамического торможения включаются тиристоры 28, 29 и 30 и заряжаются конденсаторы 34, 35 и 36 до напряжения, приблизительно равного удвоенному напряжению машин 19, 20 и 21 соответственно. После закрывания тиристоров 28, 29 и 30 конденсаторы разряжаются на резисторы 25, 26 и

27, передавая им энергию, пропорциональную частоте отпирания тиристоров.

Таким образом, данный электропривод обеспечивает высокую точность регулирования в большом диапазоне при существенном сокращении электрооборудования либо дорогих и требующих обслуживания машин постоянного тока, либо многоэлементных индивидуальных тиристорных преобразователей, что повышает его надежность.

Формула изобретения

1. Способ регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата, при котором устанавливают общее силовов напряжение, задающее скорость, и подрегулируют скорость электродвигателя каждой секции многосекционного агрегата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем сокращения установленного электрооборудования, общее силовое напряжение устанавливают соответствующим экстремальной из всех секций скорости электродвигателя в данном режиме, а для обеспечения подрегулирования скорости каждой секции формируют частоту импульсов управления электродвигателем каждой секции, соответствующей заданному изменению скорости данной секции по сравнению с экстремальным значением, а при отклонении скорости каждого двигателя от заданного изменения регулируют частоту импульсов управления двигателями для поддержания заданного изменения: скорости каждого двигателя.

2. Устройство для осуществления способа регулирования многодвигательного;электропривода многосекционного агрегата, содержащее общий источник питания, один выход которого подключен к первым выводам якорных обмоток электродвигателей секций, и индивидуальные преобразователи, охваченные обратной связью по скорости, первые силовые входы которых объединены и подключены ко второму выводу общего источника питания, о .т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем сокращения установленного оборудования общий источник питания выполнен в виде двух последовательно соединенных управляемого и неуправляемого выпрямителей, каждый индивидуальный преобразователь выполФ нен в виде последовательно соединенных тиристора дросселя, конденса- тора и снабжен обратным диодом, включенным параллельно конденсатору, причем аноды тиристоров образуют первые силовые входы индивидуальных преобразователей, вторые силовые входы которых объединены и подключены к точке соединения „. казанных выпрямителей, а выход каждого индивидуального преобразователя подключен ко второму выводу якорных обмоток электродвигателя соответствующей секции, 9 93633

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено последовательно соединенными дросселем и конденсатором, подключенным ко входу уп равляемого выпрямителя, и тиристором, анод которого подключен к выходу индивидуального преобразователя, а катод - к положительному выводу управляемого выпрямителя. е

4. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено резистором динамического торможения и дополнительным вентильно-конденсаторным преоб- !% разователем, состоящим из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, шунтированного обратным диодом, причем силовые входы преобразователя подклю- щ чены параллельно якорной обмотке

3 10 двигателя, а выходы - к резистору динамического TopNQNBHNA

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шестаков В.Н. Автоматизированные электроприводы бумаго- и картоноделательных машин. М., "Лесная . промышленность!, 1978, с. 15, 21.

2. Электропривод агрегата

МПЭ- 1200. Технический проект

ОЛА.085.563, И.,ВНИИЭлектропривод, 1977 (машина для полива фотоэмульсией).

3. Электропривод машины ИПЛ-3.

Технический проект ОЛА-085.664. М., ВНИИЭлектропривод, 1980 (машина подслойно-поливочная)

4. Куликовский П.К., Шустов А.Д.

Электропривод машин целлюлознобумажной промышленности. Госзнергоиздат. 1962, с. 169, 170, 339.