Электропривод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и>985911

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 06. 81 (2l) 3306077/24-07 (5! )М. Кд., Н 02 P 3/14

Ф с присоединением заявки №вЂ”! о@дарственный комитет

СССР (2 ъ) Приоритет (53) УДК 621 ° 316. . . 718.5(088.8)

Опубликовано 30 12-82 Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 03.01.83 оо делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. А. Нисеньбаум и А. Е. Козярук

1 г.;,.

t. и тат

А, l т

,1

„ t

Ленинградское электромашиностроительное о ьед @еннте (7l ) Заявитель

"ЭЛектросила" ии. С. M Kupoaa (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано. для систем регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока в двигательных и тормозных режио мах при питании последних от сети переменного тока через вентильные преобразователи.

Существуют электроприводы транспортных устройств, такие как морскиесуда специального назначения, плавучие полупогружные буровые установки, где необходимо применение подъемнотранспортных устройств большой мощности. Особенностью этих устройств является большая длительность тормозных режимов, высокие требования к весо-габаритным показателям, экономичному использованию энергии.

Известно устройство, содержащее силовое сопротивление, включенное на зажимы двигателя через тиристор, управляющий электрод которого соединен через стабилитрон и сопротивление с анодной цепью тиристора. Последовательно с тиристором включен контакт силового контактора, узел управления которым соединен с выходами

5 датчиков тока якоря двигателя,- тока преобразователя и тока, протекающего через тормозное сопротивление (l j

Использование этого устройства в мощных электроприводах требует при менения громоздких сопротивлений динамического торможения, сильноточных переключающих устройств, что успожняет систему в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является. зле ктродпривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к вентильному преобразователю, последовательно соединенные задатчик интенсивности, первый узел сравнения, регулятор скорости, второй узел сравнения и регулятор тока якоря, выход

98591 которого подключен к входу вентильного преобразователя, обмотка возбуждения. электродвигателя соединена с титиристорным возбудителем, последовательно соединенные .третий узел сравнения, регулятор ЗДС, четвертый узел сравнения и регулятор тока возбуждения, выход которого подключен к тири-сторному возбудителю, датчики напряжения, тока якоря и возбуждения, ско- 30 рости и ЭДС, выходы которых связаны с входами соответствующих указанных ре,гуляторов, параллельно якорной обмотке электродвигателя подключена цепь из последовательно соединенных резисто- fs ра динамического торможения и коммутатора. Система включает в себя три канала, причем первые два канала регулирования служат для регулирования частоты вращения электродвигателя в 2О двигательных режимах. Связь между каналами осуществляется..по ЭДС. Третий канал регулирования служит для регулирования частоты вращения электродвигателя в тормозных режимах $2j. ?s

В известном устройстве .наличие отдельного канала регулирования в тормозных режимах усложняет систему регулирования. Кроме того, торможение электродвигателя путем превращения всей. энергии торможения в тепло является неэконожичным.

Цель изобретения - улучшение энер- . гетических показателей электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введены блок выбора режимов работы электродвигателя, блок задания рекуперируемой энергии, блок измерения текущего значения рекуперируемой энергии, многофункциональный блок ограничения, причем выходы блока вы- . бора режимов работы электродвигателя подключены к задатчику интенсивности, 45 к коммутатору, к входу третьего узла сравнения и к одному из входов многофункционального блока ограничения, к другим входам которого подключены датчик скорости, блок задания рекуперируемой энергии и. выход блока измерения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен к датчикам тона, напряжения и ЭДС.

На чертеже представлена схема: электропривода.

Эпектропривод содержит электродвигатель l, якорная обмотка которого . подключена к вентильному преобразова«

1 ф телю 2, последовательно соединенные задатчик 3 интенсивности, узел 4 сравнения; регулятор 5 скорости, узел 6 сравнения и регулятор 7 тока якоря, выход которого соединен с входом вентильного преобразователя 2.

Обмотка 8 возбуждения электродвигателя соединена с тиристорным возбудителем 9.

Устройство содержит также последовательно соедиченные узел 10 сравнения, регулятор 11 ЭДС, узел 12 сравнения и регулятор 1.3 тока возбуждения, выход которого подключен к входу тиристорного возбудителя 9, и, кроме того, датчик 14 напряжения, датчик 15 тока якоря, датчик 16 тока возбуждения, датчик 17 скорости и датчик 18 ЭДС. Выходы датчиков связаны с входами соответствующих регуляторов, Параллельно якорной цепи электродвигателя подключена цепь из последовательно соединенных резистора 19 динамического торможения и коммутатора 20.

Выходы блока 21 выбора режимов работы электродвигателя подключены к задатчику 3 интенсивности, к коммутатору 20, к входу узла 10 сравнения и к одному из входов многофункционального блока 22 ограничения, к другим входам которого подключены датчик 17 скорости, блок 23 задания рекуперируемой энергии и выход блока

24 измерения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен к датчикам 14, 15 и 18.

Электропривод работает следующим образом.

В двигательном режиме с блока 21 на вход задатчика 3 поступает сигнал,,пропорциональный заданной частоте вращения. В задатчике 3 интенсивности этот сигнал преобразуется в сигнал, изменяющийся во времени. C выхода .задатчика 3 интенсивности сигнал поступает в узел 4 сравнения, где сравнивается с сигналом обратной связи с выхода датчика 17 скорости. Выявленный разностный сигйал поступает на вход регулятора 5 скорости, в задачу которого входит оптимизация контура частоты вращения. Регулятор 5 выполнен со звеном .ограничения, вход. которого соединен с многофункциональным блоком 22 ограничения, на вход которого поступают сигналы с блоков 23 и 24.

911 6

I электродвигателя 1, на вход иного" функционального блока 22 ограничения, к которому подключаются блоки 23 и

-24 текущего и заданного значений рекуперируемой мощности: на вход задатчика интенсивности 3 поступает сигнал, пропорциональный величине заданной, частоты вращения, на вход узла 10 сравнения - сигнал, пропорциональ-. .ный заданному потоку возбуждения.

Прохождение сигналов по каналам управления тока якорной цепи и цепи возбуждения s двигательных тормозных режимах идентично.

Регулирование частоты вращения в режимах торможения осуществляют путем регулирования энергии, рекуперируемой в.сеть.

В процессе работы электродвигате-.

JIR в тормозном режиме механическая энергия преобразуется в тепловую энергию, выделяемую на резисторе 19 динамического торможения, и энергию, рекуперируемую в сеть силовым. вентильным преобразователем, работающим в инверторном режиме. Контроль мощ-. ности, рекуперируемой в сеть, осуществляется многофункциональным блоком 22 ограничения, один из входов которого соединен с,.блоком 23 заданного значения рекуперируемой мощности, задающим допустимый. уровень ре.рекуперируемой мощности по условиям режима работы энергетической установки, а другой вход - с блоком 24 те-, кущего значения рекуперируемой мощности. В многофункциональном блоке

22 ограничения сигналы, поступающие с блоков 23. и 24, сравниваются. Как только текущее значение рекуперируемой мощности становится равным до.пустимому значению, многофункциональный блок 22 ограничения вырабатывает сигнал на ограничение выхода ре-, гулятора. частоты вращения, что приводит к ограничению количества рекуперируемой энергии..

Применение такой системы регулирования является необходимым в тех случаях, когда питание электропривода осуществляется от автономной энергетическои установки ограниченной

Ю мощности и применение чисто рекуперативного торможения является - непри-; емлемым из-за ограниченного приема сет ью рекуперируемой энергии, что вызывает либо недоиспользование электропривода по мощности, либо при-. водит к нарушению работы первичных.

S 985

При работе в двигательном режиме сигнал с блока 21 переключает- многофункциональный блок 22 ограничения, отключая от последнего выход блоков

23 и 24 и включая внутри него функци- s ональный преобразователь, сигнал с которого, поступая на йход звена ограничения выхода регулятора 5, ограни= чивает выход последнего в функции частоты вращения, тем самым ограничи- О вая входной сигнал узла 6 сравнения.

Это позволяет ограничивать ток якорной цепи в зависимости от частоты вращения, обеспечивая при частотах; ниже основной (при полном потоке воз- 1$ буждения), ограничение момента, а при частотах, выше основной, - ограничение мощности на валу электродвигателя. На другой .вход узла сравнения б с выхода датчика 1 тока якор- 20 ной цепи поступает сигнал обратной связи. Разность этих сигналов поступает на вход регулятора 7 тока якорной цепи. Выходной сигнал с регулятора 7 якорной цепи. поступает на вход2$ силового вентильного преобразователя .

2, переводя последний на работу в выпрямительном режиме.

Одновременно с выдачей сигнала задания в канал управления током . Зв якорной цепи s узел 16 сравнения выдается сигнал задания тока возбуждения. Величину этого сигнала выбирают таким образом, чтобы при частотах, ниже основной номинальной частоты вращения электродвигателя, сигнал с датчика 18 ЭДС был меньше сигнала задания по току возбуждения. Выход. узла 10 сравнения соединен с входом регулятора 11 ЭДС, выполненного-ин- з тегральным с ограничением. Это позволяет при;частотах; ниже основной, иметь постоянный сигнал на выходе регулятора 11 ЭДС ° Сигнал с выхода регулятора 1.1 ЭДС поступает на вход узла 12,сравнения, где сравнивается с сигналом обратной связи по току возбуждения, поступающим с датчика

16 тока возбуждения. Выявленный разностный сигнал поступает на вход регулятора 13 тока возбуждения, выходной сигнал с которого поступает на вход тиристорного возбудителя 9, пи1 тающего обмотку возбуждения электрод ви гателя.

$S

В тормозном режиме с блока 21 поступают сигналы на, коммутатор 20, который подключает резистор 19 динамического торможения к якорной цепи

7 98591 двигателей электроэнергетической установки, Формула изобретения

Злектропривод, содержащий электро двигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к вентильному преобразователю, последовательно соединенные задатчик интенсивности, первый узел сравнения, регулятор скорости, второй узел сравнения и регулятор тока якоря, выход которого, подключен к входу вентильного преобразователя, обмотка возбуждения электродвигателя соединена с тири-: сторным возбудителем, последовательно соединенные третий узел сравнения, регулятор ЗДС, четвертый узел сравнения и регулятор тока возбуждения, выход которого подключен к входу тиристорного возбудителя, датчики напряжения, тока якоря и возбуждения, скорости и ЗДС,выходы которых, связаны с входами соответствующих регуляторов, параллельно якорной обмотке

weктродвигателя подключена цепь из последовательно соединенных резистора динамического торможения и коммутатора, отличающийся. тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него дополнительно введены блок выбора режимов работы электродвигателя, блок задания рекуперируемой энергии, блок измерения текущего значения рекуперируемой энергии, многофункциональный блок ограничения, причем выходы блока выбора режимов работы; электродвигателя подключены к задатчику интенсивности, к коммутатору, к входу третьего узла сравнения-и к одному из входов .многофункционального блока ограничения, к другим входам которого подключены датчик скорости, блок задания рекуперируемой энергии и выход блока измерения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен к датчикам тока, напряжения и ЗДС..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

М 47ч089, кл„ Н 02 P 5/06, 1976.

2. Моцехейн Б. И., Парфенов Б. М.

Злектропривод буровых лебедок. И., "Недра", 1978, с. 121.

Составитель М. Кряхтунова

Редактор А. Огар Техред H.Òåíåð Корректор Н. Король

Заказ 10180/75 Тираж 721 Подписное

8НИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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