Устрій до управління електроприводом зміного струму

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в механизмах, требующих обеспечения эффективного реверса направления врашения. Целью изобретения является повышение быстродействия при реверсировании направления вращения и повыше ние надежности за счет исключения бросков тока. В устройство для управления электроприводом переменного тока введены блок 20 определения минимальной частоты рабочего диапазона регулирования, логические элементы И-НЕ 21,23, 28, 29, 30, логический элемент НЕ 25, блок 22 определения низкой частоты на выходе задатчика 7 интенсивности, блок 24 формирования длительности протекания тока динамического торможения, блок 26 задержки снятия сеточной защиты при пуске,триггер 27 сигнала "Пуск", задатчик 31 тока динамического торможения, ключевые элементы 32-35 и блок 36 определения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе задатчика 7. Вход блока 20 соединен с выходом блока 6 задания частоты, а входы блоков 36 и 32 - с выходом задатчика 7, соединенный с одним входом системы J5 г управления инвертором 4 преобразователя частоты 1 асинхронного двигателя 5. 4 ил. (Л С 2 1 14327 12 Изобретение относится к электродинен с выходом задатчика 7 интенсивтехнике, в частности к системам автоности, а выходы - с управляющими вхоматического управления частотно-редами автономного инвертора 4 тока, гулируемыми электроприводами, выполкомандоапиарат 16 включения привода, ненными на основе группы асинхронных 5 датчик 17 ЭДС, входы которого соедикороткозамкнутых двигателей и тириснены с выходами датчика 18 и 19 соотторного преобразователя частоты с авветственно тока и напряжения ' двигатономным инвертором тока, и может теля, а выход - с вторым входом первобыть использовано в механизмах, тре- \Q го блока 8 суммирования, блок 20 опбующих обеспечения эффективного реределения минимальной частоты рабочеверса направления вращения. го диапазона регулирования, вход которого подключен к выходу блока 6 заЦель изобретения - повышение быстдания частоты, первый логический элеродействия при реверсировании направления вращения и повышение надежное- 15 мент И-НЕ 21, первый вход которого подключен к выходу командоаппарата 16 ти электропривода за счет исключения включения привода, а второй вход - к бросков тока. выходу блока 20 определения номинальНа фиг Л представлена структурная ной частоты рабочего диапазона регулисхема устройства для управления электроприводом переменного тока; нафиг.2-20 рования, блок 22 определения низкой частоты на выходе задатчика интенсивсхема блока определения минимальной ности, вход которого подключен к вычастоты рабочего диапазона регулироходу задагчика 7 интенсивности, втования и блока определения минимальной рой логический элемент И-НЕ 23, перчастоты рабочего диапазона на выходе задатчика интенсивности; на фиг.З - 25 вый вход которого подключен к выходу блока 22 определения низкой частоты схема блока определения низкой частона выходе задатчика интенсивности, ты на выходе задатчика интенсивности; а второй вход - к выходу первого лона фиг,4 - структурная схема блока гического элемента И-НЕ 21, блок 24 формирования длительности протекания формирования длительности протекания тока динамического торможения и блока 30 тока динамического торможения, к вхозадержки снятия сеточной защиты при ду которого через логический элемент пуске. НЕ 25 подключен выход второго логиУстройство для управления электроческого элемента И-НЕ 23, блок 26 заприводом переменного тока содержит держки снятия сеточной защиты при (фиг.1) преобразователь. 1 частоты, со-« пуске, триггер 27 сигнала "Пуск", треставленный из последовательно соедитий 28, четвертый 29 и пятый 30 логиненных управляемого выпрямителя 2, ческие элементы К-НЕ, причем первый дросселя 3 и автономного инвертора 4 вход третьего логического элемента тока, причем выходы преобразователя J частоты предназначены для подключения 40 И-НЕ 28 соединен с вторым выходом триггера 27 сигнала "Пуск", второй к группе асинхронных короткозамкнутых вход - с выходом первого логического двигателей 5, блок 6 задания частоты, элемента И-НЕ 21, а выход - с вторым заДатчик 7 интенсивности, выход котовходом четвертого логического элеменрого подключен к первому входу первого блока 8 суммирования, блок 9 деле- дд та И-НЕ 29 и с входом блока 26 задержки снятия сеточной защиты при пуске, ння, вход для делимого которого подвыход которого соединен с первым вхоключен к выходу первого блока 8 сумдом четвертого логического элемента мирования, а вход для делителя - к И-НЕ 29 и с первым входом триггера 27 первому входу последнего, регулятор 10 ЭДС, второй блок И суммирования, ^п сигнала "Пуск", второй вход последнего соединен с выходом второго логичесвторой вход которого соединен с выхокого элемента И-НЕ 23, а выход четвердом датчика 12 тока преобразователя, того логического элемента И-НЕ 29 соеа выход - с входом регулятора 13 тодинен с первым входом пятого логическа# при этом выход последнего подключен к первому входу системы 14 управ-^_ кого элемента И-НЕ 30, второй вход которого соединен с выходом блока 24 ления выпрямителя, выходы которой формирования длительности протекания соединены с управляющими входами вытока динамического торможения, а выпрямителя 2, систему 15 управления ход - с вторым входом системы 14 упинвертором, первый вход которой сое 3 143271 пают сигналы фазного напряжения с равления выпрямителем, блок 31 задания тока динамического торможения, пердатчика напряжения двигателя, фазновый 32, второй 33, третий 34 и четверго тока с датчика тока двигателя и тый 35 ключевые элементы и блок 36 оппроизводной фазного тока, а на выко ь ределения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе задатчика интенсивности, подключенной входом к выходу задатчика 7 интенсивности, при-> чем первый ключевой элемент 32 подклю-fo чен входом к выходу блока 6 задания частоты, выходом - к входу задатчнка 7 интенсивности, а управляющим входом к выходу первого логического элемента И-НЕ 21, второй ключевой элемент 33 15 подключен входом к выходу блока 9 деления, выходом - к входу регулятора 10 ЭДС, а управляющим входом - к' выходу блока 36 определения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе за- 2Q датчика интенсивности, третий ключевой элемент 34 подключен входом к входу регулятора 10 ЭДС, выходом - к выходу регулятора 10 ЭДС, а управляющим входом - к выходу второго логического 25 элемента И-НЕ 23, четвертый ключевой элемент 35 подключен входом к выходу блока 3J задания тока динамического торможения, выходом - к первому входу второго блока 1 суммирования, а J зо управляющим входом - к первому выходу триггера 21 сигнала "Пуск", к которому также подключен второй вход системы 15 управления инвертором. Блок 6 задания частоты и блок 31 _г Jb задания тока динамического торможения могут быть выполнены, например, в виде потенциометров, подключенных к источнику постоянного напряжения. Регулятор 10 ЭДС и регулятор 13 4 0 , тока представляют собой пропорционально-интегральные регуляторы, выполненные на операционных усилителях, Задатчик 7 интенсивности представляет собой интегратор, охваченный 45 отрицательной обратной связью, выполненный на операционном усилителе. Датчик 12 тока преобразователя представляет собой шунт постоянного тока. Датчики 18 тока и 19 напряжения ^Q двигателя представляют собой соответственно трансформаторы тока и трехфазный трансформатор напряжения. Датчик 17 ЭДС содержит три фазных суммирующих усилителя, выходы котоgc рых подключены к блоку выпрямления, выход которого является выходом датчика ЭДС. При этом на вход каждого фазного суммирующего усилителя посту де усилителя формируется сигнал фазовой ЭДС. Командоаппарат 25 включения привода представляет собой, например, переключатель, подсоединенный через резистор к источнику напряжения. Триггер 27 сигнала пуска собран из двух логических элементов И-НЕ, Блок 20 определения минимальной частоты рабочего диапазона регулирования и блок 36 определения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе задатчика интенсивности содержит (фиг,2) последовательно соединенные устройство 37 выпрямления, выполненное на операционном усилителе и диодах, и нуль-индикатор 38 на операционном усилителе, уставка срабатывания которого соответствует минимальной частоте рабочего диапазона регулирования f = (2-3) Гц, Блок 22 определения низкой частоты на выходе задатчнка интенсивности содержит (фиг,3) нуль-индикаторы 39 и 40, выполненные на операционных усилителях и переключающиеся при достижении уровня f 3vi £ (0,4-0,5) Гц соответственно в отрицательном и положительном диапазоне частот, логический элемент И-НЕ 41 и логический элемент НЕ 42, причем вход блока 22 соединен с неинвертирующим входом нуль-индикатора 39 и инвертирующим входом нульиндикатора 40, выходы которых через резисторы подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента И-НЕ 4!, выход которого через логический элемент НЕ 42 подключен к- выходу блока 22. Блок 24 формирования длительности протекания тока динамического торможения и блок 26 задержки снятия сеточной защиты при пуске содержат (фиг.4) последовательно соединенные схему 43 задержки, выполненную на полевых ключах н RC-цепях» и логический элемент НЕ 44« Устройство для управлення электроприводом переменного тока работает следующим образом. Рассмотрим работу устройства при реверсе. Если частота на выхода задатчика интенсивности становится менъ 5 6 14327 12 ^мич (2-3) Гц, размыкается в т о ру 13 тока позволит избежать бросрой ключевой элемент 33 на входе ков тока. Если для динамичного приворегулятора 10 ЭДС и сигнал на его выда необходимо обеспечить пуск сразу ходе, поступающий на вход регулятопосле останова ( т . е . когда интегрира 13 тока, фиксируется на время прорующий конденсатор ПИ-регулятор 13 хождения зоны реверса от 2-3 до (-2)тока не успел разрядиться после нало(-3) Гц, ПоСле того, как частота на '• жения сеточной защиты), должна быть выходе задатчика интенсивности станообеспечена задержка снятия сигнала с е вится больше (2-3) Гц, в отрицатель- ю точной защиты при пуске, что осущеном диапазоне частот схема возвращаетствил ется в блоке 26. При замыкании ся в исходное состояние, существовавключа командоаппарата 16 и наличия шее до реверса. частоты на выходе блока 6 задания частоты f > (2-3) Гц на втором входе пяРассмотрим работу устройства при останове. При размыкании ключа коман- \$ того логического элемента И-НЕ 30 сигнал логической единицы появляется доаппарата 16 на выходе логического сразу, а на первом входе - через некоэлемента И-НЕ 21 появляется сигнал л о торое время, определяемое блоком 26 гической единицы и размыкается первый задержки. В результате сеточная з а ключевой элемент 32, После спадания частоты на выходе задатчика 7 интен- 20 щита с выпрямителя снимается с некоторой задержкой, в течение которой сивности до уровня (2-3) Гц размыкаетрегулятор 13 тока неинтегрирует на ся второй ключевой элемент 33» Через выходе сигнал, соответствующий полнекоторое время частота на выходе з а ностью открытому выпрямителю 2, что датчика 7 интенсивности спадает до уровня низкой частоты ( 0 , 4 - 0 , 5 ) Гц и 25 необходимо для обеспечения начального заряда коммутирующих конденсаторов а в на первом входе второго логического тономного инвертора 4 т о к а . элемента И-НЕ 23 появляется сигнал л о гической единицы, а так как логическая единица продолжает оставаться и Таким образом, введение в устройна втором входе, то на его выходе по-да ство для управления электроприводом является сигнал логического нуля. Пепеременного тока блоков, реализующих ребрасывается триггер 27 сигнала эффективный реверс направлення враще"Пуск" и на его выходе появляется с и г ния, повышает быстродействие и на нал 11=0. При этом на вход регулятоэтой основе позволяет повысить произра 13 тока с выхода блока 31 поступа- __ водительность механизма, а введение ет сигнал динамического торможения, ключевого элемента, шунтирующего реа в системе 15 управления инвертором гулятор ЭДС и обнуляющего сигнал на блокируется задающий генератор и " з а его выходе при останове привода, полипает" в произвольном состоянии перезволяет исключить броски тока и посчетное кольцо, обеспечивая постоян- 40 высить надежность системы. ное протекание тока динамического торможения через две фазы инвертора Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я и двигателя. m e = Одновременно в блоке 24 начинается отсчет времени динамического тор- 4 5 можекия> по окончании'которого на втором входе пятого логического элемента И-НЕ 30 появляется сигнал логического нуля, а на выходе - сигнал логической единицы, поступающий на 5Q второй вход системы J4 управления выпрямителем и накладывающий сеточную защиту (гашение т о к а ) , Кроме того, сразу после появления логического нуля на выходе второго логического э л е - 55 мента И-НЕ 23 замыкается третий ключевой элемент 34 и обнуляется выход р е гулятора 10 ЭДС, что при новом пуске и подключении последнего к р е ї у л я т о Устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока с выхр^~ дом для подключения к группе асинхронных короткозамкнутых двигателей, блок задания частоты, задатчик интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого блока суммирования, блок деления, вход делимого которого подключен к выходу блока суммирования, а вход делителя - к первому входу первого блока суммирования, регулятор ЭДС, выход которого подключен к 1432712 первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом датчика тока преобразователя, а выход - с входом регулятора тока, выходом подключенного к первому входу первой системы управления, выходы которой соединены с управляющими входами выпрямителя, вторую систему управления, первый вход которой соединен с tO выходом задатчика интенсивности, а выходы - с управляющими входами автономного инвертора тока, командоаппарат включения привода, датчик ЭДС, входы которого соединены с выходами 15 датчиков тока и напряжения двигателя, а выход - с вторым входом первого блока суммирования, о т л и ч а ю щ е - ' е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при реверсировании на- 20 правления вращения и повышения надежности за счет исключения бросков тока, введены блок определения минимальной частоты рабочего диапазона регулирования , первый, второй, третий, чет- 25 вертый и пятый логические элементы И-НЕ, логический элемент НЕ, блок определения низкой частоты на выходе задатчика интенсивности, блок формирования длительности протекания тока дина-30 мического торможения, блок задержки снятия сеточной защиты при пуске,триггер сигнала "Пуск", задатчнк тока динамического торможения, первый, второй, третий, четвертый ключевые эле- 35 менты и блок определения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе задатчика интенсивности, а системы управления выпрямителем и инвертором снабжены вторыми входами, при этом 40 вход блока определения минимальной частоты рабочего диапазона регулирования подключен к выходу блока задания частоты, а выход - к второму входу первого логического элемента И-НЕ, д5 первый вход которого подключен к выходу командоаппарата включения привода, а выход - к управляющему входу первого ключевого элемента, включенного между выходом блока задания частоты и » входом задатчика интенсивности, и к 8 вторым входам второго и третьего логических элементов И-НЕ, вход блока определения низкой частоты на выходе задатчика интенсивности подключен к выходу задатчика интенсивности и к входу блока определения минимальной частоты рабочего диапазона на выходе задатчика интенсивности, а выход укаэанного блока подключен к управляющему входу второго ключевого элемента, включенного между выходом блока деления и входом регулятора ЭДС, вход блока формирования динамического торможения 'через логический элемент НЕ подключен к выходу второго логического элемента И-НЕ, а выход - к второму входу пятого логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом четвертого логического элемента И-НЕ, а выход - с вторым входом системы управления выпрямителем, вход блока задержки снятия сеточной защиты при пуске соединен с выходом третьего логического элемента И—НЕ и с вторым входом четвертого логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом блока задержки снятия сеточной защиты при пуске и с первым входом триггера сигнала "Пуск", второй вход которого соединен с выходом второго логического элемента И-НЕ, первый выход триггера сигнала "Пуск" подключен к управляющему входу четвертого ключевого элемента, включенного между выходом блока задания тока динамического торможения и первым входом второго блока суммирования, и к второму входу сие* темы управления инвертором, а второй выход триггера сигнала "Пуск" соединен с первым входом третьего логического элемента И-НЕ, выход блока определения низкой частоты на выходе задатчика интенсивности подключен к первому входу второго логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключевого элемента, подключенного входом к входу регулятора ЭДС, выходом - к выходу регулятора ЭДС. 1432712 1432712 Редактор С.Пекарь Составитель В.Тарасов Техред М.Лидык Корректор Г,Решетник Заказ 3459/51 Тираж 584 ' Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4