Устройство для упреждающего токоограничения

О П И С А Н И Е 269266ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик,65 (088.8) Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистров СССРАвторизобретения ф. Д. Кочубиевский Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРЕЖДАЮЩЕГО ТОКООГРАНИЧЕНИЯ Изобретение относится к устройствам для ограничения тока нагрузки управляемого вентильного преобразователя (УВП).Известно устройство для упреждающего токоограничения в приводе по системе УВП - Д, содержащее включенное в канал управления преобразователем ограничивающее звено, вход уставки ограничения которого подключен к задатчику допустимого выходного напряжения преобразователя, выполненному в виде датчика э,д,с. приводного двигателя. Независимость уставки ограничения от величины напряжения питающей сети приводит к тому, что при данной э.д.с. двигателя относительное изменение наибольшего возможного тока нагрузки преобразователя, вызванное изменением напряжения сети, может значительно превысить относительное изменение этого напряжения.В предлагаемом устройстве задатчик допустимого входного напряжения преобразователя выполнен в виде делительного устройства, в котором входы делителя и делимого соединены соответственно с датчиком напряжения сети и выходом сумматора, подключенного к датчику э.д.с, двигателя и задатчику допусгимого падения напряжения в якорной цепи привода. В результате этого изменение напряжения пигающей сети не приводит к изменению допустимого входного напряжения преобразователя. При сравнительно больших электромагнитных постоянных времени якорной цепи ограничение допустимого входного напряжения преобразователя на уровне, определяемом 5 установившимся (статическим) режимом, приводит к тому, что ток нагрузки достигает своего допустимого значения лишь через несколько интервалов проводимости вентилей преобразователя. Поэтому при больших электромаг нитных постоянных времени якорной цепи упреждающее токоограничение может оказаться фактором, ограничивающим быстродействие привода. Предлагаемое устройство позволяет форсировать переходный процесс. Для этого 15 задатчпк допустимого падения напряжения вякорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вход управления которого соединен с датчиком то ка нагрузки двигателя. Таким образом, покаток нагрузки не достигнет уставки релейного переключателя, уставка допустимого напряжения в якорной цепи повышается, форсируя нарастание тока в этой цепи. После срабаты вания релейного элемента уставка снижается,и ток нагрузки в течение переходного процесса поддерживается на уровне допустимого значения.На тиг. 1 изображена блок-схема предлагаЗ 0 емого устройства; на фиг, 2 - кривые токанагрузки без Форсировки и при форсировке.(2) выходноеравно 60 3Двигатель 1 через звено 2 питается от управляемого вечтильного преобразователя 3. Звено 2 является условным суммирующим звеном, показывающим, что падение напряжения в якорной цепи (ЛЬ) - это разность выходного напряжения УВ П ( У) и э,д.с. вр а- щения двигателя (Е,). Входное наприкение УВП 1,) ограничивается звеном 4, на вход которого поступает управляющее напряжение (У,) от усилителя 5 системы управления. Э.Д.С. вращения двигателя 1 поступает на один из входов сумматора б, на второй вход подается задание допустнхрой (расчетной) величины падения напряжения в силовой цепи УВП (1 р). Выходное напряжение делителя 7 пропорционально частному от деления одного входного электрического напряжения (делимого) на второе (делитель). Напряжением-делимым является выходное напряжение сумматора б, а в качестве напряжения-делителя на второи вход делителя 7 подается напряжение се 1 и (11,), используемое и для питания преобразователя 3. Выходное напряжение делителя 7 подается на вход функционального построителя 8, который представляет собою нелинейное звено, компенсирующее нелинейность преобразователя 3. Выходное напряжение (1/до) построителя 8 задает звену 4 уставку предельно допустимой величины входного напряжения преобразователя 3.Выходное напряжение усилителя 5 подается на входы детекторов знака 9 и 10 и в зависимости от своего знака воздействует на ключ 11 или на ключ 12. Ключ 11 соединен с входом сумматора 6 непосредственно, а ключ 12 через инвертор 13 знака. Таким образом, действие звеньев 9, 10, 11, 12 и 13 обеспечивает выбор знака сигнала ЛУр, подаваемого на вход сумматора б, в зависимости от знака У - выходного напряжения звена 5. Устройство содержит элемент 14 уставки допусти лого падения напряжения в якорной цепи в статическом режиме при установившемся электромагнитном переходном процессе в этой цепи (ЛУ,р,с, ), элемент 15 уставки допустимого падения напряжения в якорной цепи в динамическом режиме (Лир.и,) и релейный переключатель 16, срабатывающий при достижении током якорной цепи допустимого значения (1 я.хоп) .При значениях 1,(1 я,оп релейный переключатель 16 замыкает свои контакты О - 1, подавая,на входы ключей 11 и 12 выходное напряжение элемента 15, При 1, =1, контакты О - 1 переключателя 16 размыкаются и замыкаются контакты О - 2, благодаря че.лу на входы ключей 1,и 12 подается выходное напряжение элемента 14. Размыкание контактов О - 2 при 1(1,.доп происходит с выдержкой времени, превышающей интервал проводимости одного вентиля преобразователя 3,Устройство работает следующим образом. 5 10 15 го г 5 зо При скачкообразном задании входного сигнала усилителя 5 (например, при пуске двигателя) звено 4 ограничивает напряжение на входе преобразователя 3 таким уровнем, при котором ток в цепи нагрузки равен допустимому значению. По мере разгона двигателя его э.д.с, растет и воздействуя через звенья б, 7 и 8 и 4 на преооразователь 3, обеспечивает постоянство тока якоря в процессе пуска двигателя.Форсировка нарастания тока нагрузки в начальной стадии переходного процесса производится следующим образом. Пока ток нагрузки не достиг уставки переключателя 16, допустимое значение входного и выходного напряжений преобразователя 3 определяется элементом 15 (э.д.с. двигателя на начальном малом интервале времени остается практически равной нулю); после срабатывания переключателя 16 на сумматор 6 воздействует элемент 14, что снимает форсировку, но обеспечивает поддержание тока якорной цепи на заданном допустимом уровне (см. фиг. 2, где 17 - кривая тока якорной цепи без форснровки, а 18 - с форсировкой), Возврат переключателя 16 в исходное положение с выдержкой времени исключает его ложное срабатывание в результате пульсации тока якорной цепи (точка Л на кривой 18). Исключение влияния изменения напряжения сети на величину максимально возможного тока нагрузки обеспечивается делителем 7. Как известно, при данном угле (а) включения вентилей преобразователя 3, определяемом его входным напряжением, выходное напряжение УВП пропорционально С, - амплигу- де питающего напряжения:У= У, - " з 1 псоя м = У, , (У,)П 1- С1 ВХд где т - число фаз УВП, (Ь ) - зависимость сов к от входного напряжения УВП.В общем случае зависимость ,(У) нелинейна. Эту нелинейность компенсирует построитель 8 с обратной нелинейностью:1 ло 1 ()обеспечивающей линейность тракта от входа построителя 8 до выхода преобразователя 3 в режиме, когда звено 4 ограничивает выходной сигнал усилителя 5, подавая на вход преобразователя 3 выходной сигнал построителя 8 (напряжение У). Поэтому в режиме, когда(з)напряжение преобразователей 3 У= У, с 1,Чтобы произведение (4) было независимо отнапряжения сети, неооходимо (1, сделатьд:добратно пропорциональным напряжение сети.:опоставление соотношений (4) и (5) показыает, что при соответствующем выборе коэффициентов передачи звеньев может быть обепечено(6) 7 п - Ед + 7 пр езависимо от величины напряжения питаю 1 ей сети (операция умножения, производимая реобразователем 3, компенсируется влияним делителя 8). Предмет изобретения1. Устройство для упреждающего токоограичения в приводе по системе УВП - Д, содер;ащее включенное в канал управления пребразователем ограничивающее звено, вкод то обеспечиваешься делителем 7, благодаря(5)ВХ г уставки ограничения которого подключен к задатчику допустимого выкодного напряженияпреобразователя, отличаощееся тем, что, сцелью повышения эффективности токоограни 5 чения, указанньш задатчик выполнен в видеделительного устройства, в котором взводы делителя и делимого соединены соответственнос датчиком напряжения сети и с выкодом сумматора, подключенного к датчику э.д,с. двига 10 теля и к задатчпку допустимого падения напряжения в якорной цепи привода.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, чтос целью обеспечения предельного использования динам ическпк возможностей двигателя,15 задатчик допустимого падения напряжения вякорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вкод управления которого соединен с датчиком тока20 нагрузки двигателя.Приоритет по п. 2 исчислять с 5,11.1968 г. позаявке121520524-7,орректор Типография, пр, Сапунов аказ 2138/14ЦНИИПИ Комитета по мРца 3 Тираж 480лам изобретений и открытий при Советеосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноистров СССР