Устройство для защиты тиристорного электропривода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее включенные последовательно идентификатор фаз сети, детектор среднего значения, усилитель мощности с выходным реле, а также силовой исполнительный блок, связанный с тиристорным преобразователем электропривода и его схемой управления, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности и быстродействия защиты, идентификатор фаз сети выполнен в виде интегратора с однонаправленной положительной обратной связью, вход которого подключен к выходу схемы управления тиристорным преобразователем электропривода, а выход - к входу детектора среднего значения, кроме того, в силовой исполнительный блок дополнительно введены встречно-параллельно включенные тиристоры, аноды и катоды которых непосредственно соединены с СП двигателем электропривода, а управляющие электроды через контакты выходного реле и резисторы соединены с двигателем, а через стабилитро5 ны - с катодами тиристоров устройстClD ва. О) 00 ю 4

„„SU„„976824

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3Ш Н 02 Н 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(ВИ.1ф, -;Pg .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2865548/24-07 (22) 04.01.80 (46) 23.07.84. Бюл. 11 - 27 (72) В.А. Гиренко, А.М. Дубников, И.Б. Копылов, Б.Б. Полищук, и Ю.А. Харитоненко (71) Особое конструкторское бюро. станкостроения (ОКБС) (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 528659, кл. Н 02 Н 7/08, 1978.

2. Заявка Франции У 2313791, кл. Н 02 Н 3/00, 1977.

3. Электропривод постоянного тока серии ЭТ6. Паспорт. Предприятие

"Электромашина", г. Прокопьевск, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее включенные последовательно идентификатор фаз сети, детектор среднего значения, усилитель мощности с выходным реле, а также силовой исполнительный блок, связанный с тиристорным преобразователем электропривода и его схемой управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия защиты, идентификатор фаз сети выполнен в виде интегратора с однонаправленной положительной обратной связью, вход которого подключен к выходу схемы управления тиристорным преобразователем электропривода, а выход — к входу детектора среднего значения, кроме того, в силовой исполнительный блок дополнительно введены встречно-параллельно включенные тиристоры, аноды и катоды ко- Я торых непосредственно соединены с двигателем электропривода, а управляющие электроды через контакты вы- С ходного реле и резисторы соединены с двигателем, а через стабилитроны — с катодами тиристоров устройст2 меняется в целях трехфазных электродвигателей.

Однако с помощью этой, схемы может быть защищен тиристорный электропривод постоянного тока; в этом случае контролируется лишь разбалансировка фаз на входе схемы управления преобразователем, что снижает надежность работы устройства защиты.

Наиболее близким техническим решением является защитное. устройство электропривода ЭТ6 53 J. Это устройство состоит из трех транзисторных ключей; фазосдвигающего конденсатора и схемы совпадения, совместно образующих идентификатор фаз сети, а также усредняющего конденсатора, образующего идентификатор фаз сети, усредняющего конденсатора, образующего совместно с диодом и резистором детектор среднего значения, и усилителя мощности с выходным реле, контакты которого являются силовым исполнитель-. ным органом. В случае наличия всех трех фаз напряжение на идентификаторе равно нулю. На выходе детектора среднего значения при этом положительное напряжение, которое подается на усилитель мощности и включает выходное реле. При отсутствии хотя бы одной фазы напряжения выходное реле выключается, с помощью его контактов прекращается подача импульсов управления на тиристорный преобразователь, и двигатель электропривода останавливается на выбеге.

К недостаткам такого устройства защиты следует отнести следующее.

Идентификатор в этом случае может установить отсутствие фазы.напряжения на входе схему управления. На неисправность в <фазосдвигающем устройстве электропривода и пропадание импульса управления THpHctopoM такое устройство не отреагирует, хотя эта ситуация является аварийной. Кроме того, быстродействие такого устройства недостаточно, так как срабаты. вание защиты приводит к выбегу двигателя, а не к интенсивному торможению.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства для защиты электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты тиристорного электропривода, содержащем включенные последовательно идентификатор фаз сети, детектор средне976824

Изобретение относится к электротехннке и может быть использовано, например, в приводах подачи и главного движения станков, а также в системах автоматического регулирования применяемых в самых разных об9

Ф ластях промышленности.

Современные электроприводы должны быть снабжены надежными и быстродействующими средствами защиты. Одной из наиболее важных является защита привода от пропадания фазы. В случае использования в электроприводе многофазного тиристорного преобразователя защита должна реагировать на пропадание импульсов управления хотя бы одним из тиристоров преобразователя.

Известно устройство для защиты от пропадания фазы в трехфазной электроустановке, содержащее исполнительный .орган, трехфазный выпрямитель, к выходу которого подключен параметрический стабилизатор напряжения, усилитель и схему совпадeния (1 ). Первый вход схемы совпадения соединен с выходом усилителя, второй вход — с выходом стабилизатора, а выход схемы совпадения через стабилитрон соединен с исполнитель30. ным органом. В случае пропадания одной из фаз напряжение на выходе выпрямителя становится пульсирующим, при этом на выходе схемы совпадения появляется сигнал, который включает исполнительный орган. Такое 35 устройство контролирует отсутствие одного из фазных напряжений на входе системы управления электроустанов" кой.

Однако, если эта установка содержит тиристорный преобразователь, такой контроль является недостаточным. Таким образом это устройство недостаточно надежно.

Известно также устройство защиты — схема для обнаружения фазовой разбалансировки, состоящее из источника Напряжения с переменной амплитудой Датчика пульсации, формироЭ

50 вателя импульсов, формирователя выходного сигнала,и исполнительного органа (2 3. Датчик пульсации этого устройства обнаруживает повышение уровня пульсации в напряжении источника в случае пропадания фазы напряжения 55 питающей сети. При этом формируется выходной сигнал, который подается на исполнительный орган. Схема при976824

50 го значения, усилитель мощности с выходным реле, а .также силовой исполнительный блок, связанный с тиристор. ным преобразователем электропривода и его схемой управления, идентификатор фаз сети выполнен в виде интегратора с однонаправленной обратной связью, вход которого подключен к выходу схемы управления тиристорным преобразователем электропривода, а выход — к входу детектора среднего значения. Кроме того, в силовой исполнительный блок дополнительно введены .встречно-параллельно включенные тиристоры, аноды и катоды которых непосредственно соединены с двигателем электропривода, управляющие электроды тиристоров через контакты выходного реле и резисторы соединены с электродвигателем, а через стабилитроны — с катодами тиристоров устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — ди-25 аграмма его работы.

Устройство для защиты тиристорного электропривода содержит иден тификатор фаз сети, выполнеыный в виде интегратора 1 с однонаправленной положительной обратной связью (ИПС) (фиг. 1). Выход ИПС 1 соединен с детектором 2 среднего значения, который, в свою очередь, через диод и резистор соединен с усилителем

3 мощности. Нагрузкой для усилителя 3 является выходное реле 4 с замыкающим контактом 5 и размыкающими контактами 6 и 7. Первый вход ИПС 1 соединен с выходом схемы 8 управле- 4 ния тиристорного преобразователя 9.

На второй вход ИПС 1 подается постоянное отрицательное смещение. Через контакт 5 схема 8 управления соединяется с преобразователем 9.

Через .контакт 6 и резистор 10 якорь I двигателя 1 1 соединен с управляющим электродом тиристора 12, подключенного параллельно двигателю. Через контакт 7 и резистор 13 якорь двигателя соединен с управляющим электродом тиристора 14. Тиристоры 12 и

14 соединены между собой встречнопараллельно. Их управляющие электроды защищены стабилитронами 1 5 и 16.

Контакты 5, 6, 7, тиристоры 12 и

14 совместно с резисторами 10, 13 и стабилитронами 15, 16 образуют силовой исполнительный блок устройства.

Буквами А и В обозначены клеммы якоря двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления тиристора всех. фаз с собираются на выходе схемы 8 управления тиристорным преобразоваI телем и поступают на вход HIIC 1. Под действием положительного импульса а у

ИПС 4 переходит в состояние, соот- ветствующее отрицательному уровню насыщения, а затем напряжение на выходе ИПС О стремится к нулю, так нас как на второй вход ИПС подается постоянное отрицательное смещение. Величина этого смещения и постоянная времени ИПС выбираются таким образом, чтобы при наличии импульсов управления тиристорами всех фаз, т.е. при условии полной исправностй всей схемы управления преобразователем 0„„ 0.

При этом напряжение на выходе детектора среднего значения 2Ц,„) О. Выходное реле 4 усилителя 3 мощности при этом включено. Импульсы о через замкнутый контакт 5 подаются. со схемы 8 управления на преобразователь 9.

Контакты 6 и 7 в это время разомк- " нуты и тиристоры 12 и 14 не могут быть включены.

В случае пропадания импульса управления тиристором о(хотя бы одной из фаз, как это показано на фиг. 2, напряжение на выходе ИНС переходит через нуль, вступает в

:действие положительная однонаправленная обратная связь в ИПС, и напряжение 0„„ скачком достигает максимального положительного значения. Напря-. жение0зы„ на выходе детектора среднего значения при этом меняет знак, становится отрицательным, и реле 4 усилителя 3 мощности отключается. Контакт 5 реле 4 размыкается, импульсы управления перестают подаваться на преобразователь 9. Одновременно замыкаются контакты 6 и 7 и включается один из тиристоров 12 и

14, именно тот, к аноду которого, соответственно к управляющему электроду, приложено положительное напряжение. Знак этого напряжения определяется направлением вращения двигателя. В том случае, когда клемма А якоря двигателя имеет положительный потенциал. относительно клеммы В якоря двигателя, включается тиристор 12, в случае противоположной полярности "

976824 тиристор 14. После включения тиристора начинается интенсивное динамическое торможение двигателя. В случае необходимости последовательно с тиристорами может быть включено сопротивление, ограничивающее величину тормозного тока.

Выполнение идентификатора фаз в виде интегратора с однонаправленной положительной обратной связью, на вход которого подаются импульсы управления тиристорным преобразователем, позволило фиксировать отсутствие хотя бы одного из этих импульсов путем сопоставления .временного интервала между импульсами управления и времени интегрирования, определяемом настройкой идентификатора фаз.

При этом контролируется не только выходное напряжение схемы управления преобразователем, но и исправность всей этой схемы вплоть до ее выходных каскадов. Тем самым существенно повышается надежность электропривода. Силовой исполнительный блок устройства при срабатывании защиты не только прекращает подачу импульсов управления на тиристоры преобразователя, но и включает цепь динамического торможения двигателя, что существенно сокращает время его остановки в аварийной ситуации.

976824

V8olx

Редактор П. Горькова Техред Л.Коцюбняк Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5507 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4