Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя

(71) Опытное производсческое предприятие "Урматика"(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННДВИГАТЕЛЯ по авт. св. Оф. о т л и ч а ю щ е е с яс целью повышения надежвведены блок контроля,801 1 76432 ный ключевой элемент, элемент ИЛИ и э мент И-НЕ, ключевой элемент с жен дополнительным входом, вхо блока контроля подключен к вых ду дополнительного управляемого выпрямителя, первый . выход блок контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответств но к первому и второму входам эле мента ИЛИ, выход которого соедине с дополнительным входом ключевого элемента, первый, второй входы и выход блока управления торможением .подключены к соответствующим входа элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго клю чевого элемента.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано 20 Однако известное устройство имеет низкую надежность, поскольку при неправильной установке задания вели чины напряжения торможения, торможение электродвигателя проходит с интенсивностью, отличной от оптимальной. При этом, если напряжение мало, двигатель тормозится недоста точно, если же оно велико - двигатель перегревается завышенным тормозным током, что приводит к его ускоренному износу и выходу из строя. Наиболее критичными с точки зрения надежности работы электропривода являются предельные режимы, когда напряжение торможения отсутствует полностью, либо равно полному напряжению сети, В первому случае, тормо жение электропривода отсутствует, и после окончания режима пуска двигатель значительное время вращается на свободном выбеге. Нз ряде приводов в металлургической промышленнос ти такой режим может привести к аварии и выходу из строя механизмов.Во втором случае, когда на двигадля управления асинхронными электродвигателями, в частности для торможения электродвигателей в устройст вах, где необходим точный останов электроприводов.По основному авт, св.1123082 известно устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя, содержащее управляемый выпрямитель, подключенный к обмотке статора электродвигателя, блок фазового управления, один вход которого соединен с выходом компаратора, сое диненного одним входом с выходом блока задания опорного напряжения, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления торможением, дополнительный управляемый выпрямитель, один вход которого подключен к фазе источника питания и к соответствующему входу блока фазового управления, другой вход - с выходом блока фазового25 управления и входом ключевого элемента, а выход - с выходом блока фазового управления и входом ключевого элемента, а выход - с соответствующим входом компаратора, выход 30 ключевого элемента соединен с входом управляемого выпрямителя. тель в режиме торможения подается полное выпрямленное напряжение сети, ток торможения в 15-20 раз превьппает номинальный, двигатель испытывает сильные динамические удары и перегрев, что в конечном итоге приводит к быстрому выходу его из строя.Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателяя введены блок контроля, дополнительный ключевой элемент, элемент ИЛИ и иэлемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первый, второй входы и выход блока управления. торможением подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства для динамического торможения асинхронного электродвигателя.Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя содержит управляемый выпрямитель 1, через который обмотки статора электродвигателя 2 соединены с источником переменного тока Бл, блок 3 фазового управления, дополнительный управляемый выпрямитель 4, компаратор 5, ключевой блок 6 блок 7 задания опорного напряжения, блок 8 управления торможением, блок 9 контроля, второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 И-НЕ.1Входы управляемого выпрямителя 1, дополнительного выпрямителя 4 и один вход блока 3 фазового управления подключены к источнику переменного тока Ч выход управляемого выпрямителя 1 соединен с обмоткой статора асинхронного электродвигателя 2, выход блока 3 фазового управления подключен к управляющему входу дополнительного управляемого выпрямителя 4 и через ключевой элемент 611 76432за период значение напряжения ца егонагрузке равно1 к входу управпеция управляемого выпрямителя 1, выход дополнительного управляемого выпрямителя 4 подключен к одному из входов компаратора 5 и к входу блока 9 контроля, другой вход компаратора 5 соединен с выходом блока 7 задания опорного напряжения, а выход компаратора 5 подключен к второму входу блока 3 фазового управления, вход ключа 6 соединен с выходом блока 8 управления торможением, первый выход блока 9 контроля через второй ключевой элемент 10 подключен к первому входу элемента 11 ИЛИ, второй выход блока контроля 9 подключен к второму входу элемента 11 ИЛИ, входы элемента 12 И-НЕ подключены к входам и выходу блока 8 управления, а выход элемента 12 И-НЕ - к управляющему входу второго ключевого элемента 10, выход элемента 11 ИЛИ соединен с вхоцом защиты ключевого элемента 6.Устройство работает следующим образом.Электродвигатель 2 в режим торможения переводится при срабатывании ключевого элемента 6, когда на его вход поступает единичный сигнал У- из блока 8 управления торможением.ЗО При этом сигналы с выхода блока 3 1фазового управления подаются на вход управления выпрямителя 1 и выпрямленное напряжение от источника У подается на обмотку электродвигателя 2, создавая на его валу тормозной момент. При этом средняя за период величина напряжения торможения равна цыпв(5 где К, - коэффициент пер(2) едачи понижающего трансформатора.В случае подачи на вход выпрямителя 4 непосредственно напряжения 10 сети Усети численное значение К=1.Компаратор 5, сравнивая выходноенапряжение на дополнительном управляемом выпрямителе 4 с опорным напряжением Ублока 7 задания опорного напряжения, воздействует науправляющий вход блока 3 фазовогоуправления, определяя параметры сигналов на его выходе таким образом,что среднее за период значение напряжения на нагрузке дополнительноговыпрямителя 4 равно К бып 2 У оп(3) д 5 Где К 2 постоянный коэффициентИз выражений (1), (2) и (3) находим Ут, обозначив = КК 2К У тв К Уфп(4) Из этого выражения видно, что напряжение для данной схемы не зависитот уровня, частоты и формы напряжениясети и определяется только величиной 35 оп опорного напРяжения. Рак как наупряжение на выходе дополнительногомаломощного выпрямителя стабилизи РУется всегда, фаза ф всегда соответствует стабильному значению на О пряжения тоРможения, если дажережим торможения отсутствует, вследствие чего устройство обладает особенностью - готовностью к подачестабильного торможения в любой 45 момент. уГ 6 ув(ф Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность торможения, и темсамым повьдпение точности остановаэлектродвигателя при изменениях на пряжения его питания и/или при изменении частоты питающего напряжения.Из выражений (3) и (4) У ВцаК 2утдв(5) 55 где Уп, - амплитудное значение напряжения источника У , Е (щ, Ч) - функция, значение которойзависит от формы, частоты напряжения сети, параметров сигнала с выхода блока 3 фазового управления. На вход дополнительного управляемого выпрямителя 4 подается напряжение У от сети непосредственно, либо через понижающий трансформатор, а на управляющий вход подаются те же сигналы с выхода блока 3, что и на управляющий вход управляемого выпрямителя 1, следовательно, среднее Из выражения следует, что на выходе дополнительного управляемого выпрямителя 4 в любой момент времени,1176432 15 Составитель Е.ПеремысловаРедактор С.Лисина Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Максимишинец Заказ 5374/54 Тираж 646 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 независимо от режима работы устройства, присутствует напряжение Б ,д, пропорциональное величине напряжения торможения двигателя 11 и, При нахождении 11 иы, в заданном допуске, на выходах блока 9 контроля нулевые сигналы, которые через второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ подаются на вход защиты ключевого элемента 6, не влияя на его работу., Если в результате неправильной регулировки величины напряжения торможения, либо .на выходе;из строя узлов устройства, напряжение торможения и пропорциональное ему напряжение на выходе дополнительного выпрямителя 4 Ь,ш выходят за пределы допуска, то на одном из выходов блока 9 контроля появляется единичный сигнал, в зависимости от того, в какую сторону отклонилась величина напряжения.В случае, если величина 11 Ирл уменьшается и Б , /ВИып 4 оа / 25 то единичный сигнал появляется на втором выходе блока 9 контроля и на выходе элемента 11 ИЛИ, который, поступая на вход защиты ключевого элемента 6, запрещает подачу сигналов управления на вход выпрямителя 1. Двигатель 2 сразу отключается от сети а все время, пока БИ, не примет снова допустимое значение. Если величина Биыи увеличивается и /цып //Пиыд, Аоп /то единичный сигнал появляется на первом выходе блока. 9 контроля. При этом, если двигатель вращается,.либо тормозится, т,е. в. данный момент в устройстве присутствуют нулевые сигналы"В" или "Н" на входе блока 8 управления или сигнал торможения 0 на его выходе., то на одном из входов элемента 12 И-НЕ присутствует нуле вой еигнал, на выходе второго ключевого элемента 10 сигнал "0" и сигнал на вход защиты ключевого элемента 6 не поступает, пока не закончится пуск ипоследующее торможение двигателя 2. После окончания торможения на входах элемента 12 И-НЕ появляется сигнал "1", и единичный сигнал с выхода элемента 11. ИЛИ, поступая на вход защиты ключевого. элемента 6, снимает сигналы управления с тиристоров выпрямителя 1. При выходе напряжения торможения за пределы заданного допуска в результате неправильной регулировки, либо выхода из строя элементов устройства, происходит. снятие сигналов управления с тиристоров выпрямителя 1, причем, если напряжение торможения уменьшилось, то сигналы управления снимаются сра-ньзу в момент его уменьшения, если напряжение торможения увеличилось, то снятие сигналов управления про-. изводится только после окончания пуска двигателя 2 и его последующего торможения.1 Таким образом, введение блока контроля позволяет обнаружить отклонение величины напряжения торможения за пределы допустимого значения, а введение второго ключевого элемента, элемента И -НЕ позволяет произвести однократно торможение двигателя, ес ли величина напряжения торможения превысила допустимое значение. Введение элемента ИЛИ позволяет сформировать в аварийном режиме сигнал защиты, снижающий сигналы управления с тиристоров управляемого выпрямителя, что в целом повышает надежность работы устройства для динамического торможения асинхронного электродви-гателя.