Устройство для защиты электропривода

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з Н 02 Р 5/06 Н 02 Н 7/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Н.В.Донской, В.Н.Никитин и И.А. С 1 Заявит УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВ сталя и пус. ни- леккак 30 ном устройстве и д нагрузкой на п быстродействие величивается, таОднако в дан ке двигателя по женную скорость тропривода не у Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в автоматизированном вентильном электроприводепостоянного тока с широким диапазоном регулиырования частоты вращения.Известно устройство содержащее задающий потенциометр, тахогенератор, реверсивный регулирующий усилитель с корректирующей обратной связью, блок логики, формирователь управляющих импульсов двух вентильных групп преобразователя и блок ограничения тока двигателя, в котором корректирующая цепь в реверсивном регулирующем усилителе 1 ПИ-регуляторе частоты вращения) подключена через реверсирующий мостик геркоиного реле, катушка которрго подключена к выходу нуль- органа (порогового элемента), вход 2 О последнего подключен к выходу эадатчика частоты вращения 11).Такое устройство хорошо работает при реверсе двигателя с неизменнымтическим моментом на валу двигатезаряд конденсатора в корректирукхаей цепи реверсивного регулирующего усилителя происходит с той же скоростью что и в приводе без реверсирующего мостика; при набросе нагрузки .в режиме работы на пониженной частоте враще ния возникает провал частоты вращения двигателя до нуля, обусловленный временем нарастания тока, двигателя до тока статической нагрузки (заряд конденсатора корректирующей цепи которое может достигать 2-3 с и более в зависимости от параметров корректирующей цепи регулирукщего усилителя и цепи нагрузки, при реверсе двигателя на пониженной частоте вращения возникает перерегулирование, которое может достигать значительной величины, особенно с возрастанием разницы величин 6 статического момента при противоположных направлениях вращения двигателя, что в некоторых случаях недопустимо, например в следящих приводах.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для защиты электропривода выполненного по системе регулируемый преобразователь-двигатель, содер жащее блок сравнения, входы которого864475 60 соединены с задатчиком и датчикомчастоты вращения, а выход подключенк регулятору частоты вращения, выполненному в виде операционного усилителя с включенными в цепь его обратной связи резистором и конденсатором, и блок определения неисправ 5ности, состоящий из двух последовательных цепей, одна иэ которых образована первым выпрямителем и логичес-.ким элементом И, а другая - вторымвыпрямителем, пороговым элементом илогическим элементом НЕ, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И 21.Однако такое устройство обладаетнедостаточной избирательностью, так 15как не определяет, отчего произошлопропадание напряжения обратной связи1 от неисправности цепи обратной связиЬогда необходимо отключение электропринода), или от провала частоты 20вращения двигателя вследствие резкого увеличения статического моментана валу двигателя, что приводит кложному срабатыванию защиты. Крометого, при работе на пониженной частоте вращения (при большом диапазонерегулирования) из-за наличия статического момента на валу двигателязначительно ухудшается быстродействие электропривода вследствие медлен- ЗОного заряда конденсатора корректирующей цепи регулятора при низком уровне задающего напряжения,Целью изобретения является унеличение избирательности защиты и повышение быстродействия электроприводапри большом диапазоне регулированиячастоты вращения.Эта цель достигается тем, что вустройство дополнительно введеныуправляемый ключ с блоком управления, 40резистор, реверсивный нуль-орган иэлемент выдержки, времени, причем входы элемента выдержки времени и блокауправления управляемого ключа подключены к выходу логического элемента 45И, выход элемента выдержки временисвязан со входом регулируемого преобразователя, вход первого выпрямителя соединен с выходом реверсивногонуль-органа, а вход второго выпрямителя - с выходом датчика частотывращения, вход реверсивного нульоргана подключен к задатчику частотывращеыия, а его выход через последовательно соединенные резистор иуправтяемый ключ подключен к общейточкФ резистора и конденсатора в цепиобратной снязи регулятора частотывращения.На чертеже приведена блок-схемаэлектропривода,В устройстве выход задатчика 1частоты вращения подключены к блокусравнения 2 и ко входу реверсивногонуль"органа 3. Выход блока сравнения2 подключен ко нхсцу регулятора 4 б 5 4частоты вращения, выход которогон свою очередь, соединен со входомпреобразователя 5, к которому подключен двигатель постоянного тока бс датчиком 7 частоты вращения. Выходдатчика 7 частоты вращения соединенсо вторым входом блока сравнения 2 исо входом блока 8 определения неисп"равности, ВТорой вход блока 8 определения неисправности подключен квыходу реверсивного нуль-органа 3,выход которого, кроме того, черезуправляемый ключ 9 и резистор 10 соединен с общей точкой резистора 11 иконденсатора 12 в цепи обратной связи регулятора 4 частоты вращения,причем второй вывод резистора 11 подключен ко входу операционного усилителя 13, а второй вывод конденсатора12 - к выходу операционного усилителя 13 регулятора 4 частоты вращения. Блок 8 определения неисправности содержит выпрямители 14 и 15,входы которых являются входами блокапри этом выпрямитель 15, пороговыйэлемент 16 и логический элемент НЕ17 соединены последовательно и выход последнего подключен ко вХодулогического элемента И 18, второйвход которого соединен с выходом выпрямителя 14. Выход логического элемента 18 соединен с блоком 19 управления ключа 9 и .с элементом 20 выдержки времени, ныход которого черезтриггер 21 подключен ко входу преобразователя 5.Устройство работает следующим образом,В установившемся режима напряже"ние задатчика 1 поступает на блок 2сравнения, где сравнивается с напря.жением с датчика 7 частоты вращенияС блока 2 сравнения результирующеенапряжение, соответствующее разницемежду вышеуказанными напряжениями,поступает, на регулятор частоты вра"щения, сигнал с которого управляетработой преобраэонателя 5.При пуске напряжение с задатчика1 частоты вращения поступает на ре-.версинный нуль-орган 3, которыйопределяет знак сигнала и подаетпостоянное напряжение соответствующей полярности на выцрямитель 14блоКа 8 определения неисправности,который через логический элемент 18и блок 19 управления замыкает управляемый ключ 9 и пропускает напряжение реверсивного нуль-органа 3 через резистор 10 на регулятор 4 частоты вращения и форсирует процессзаряда конденсатора 12 до величины,соответствующей току трогания двига"теля б, после чего появляется сигнал на выходе датчика 7 частоты вращения, который поступает на выпрямитель 15 блока 8 определения неисправности, в результате чего ключ 9размыкается, прекращается форсировка заряда конденсатора 12 и дальнейший разгон двигателя 6 происходит внормальном режимеРеверс двигателя б происходитаналогичным образом, только включение управляемого ключа 9 происходитне в момент подачи команды на реверс,а в момент остановки двигателя б,когда становится равным нулю напряжение на выходе датчика 7 частотывращения и блок 8 определения неисправности выдает команду на замыкание ключа 9. В случае, если по истечении определенного промежутка времени задаваемого элементом выдержкивремени, сигнал с датчика 7 частотывращения не поступает (например, вслучае отказа датчика 7), то блок 8определения неисправности отключаетпреобразователь 5 и предотвращаетаварийный режим. Если сигнал обратноРсвязи пропадает при установившемся 20режиме работы электропривода, тоблок 8 определения неисправностизамкнет ключ 9 и таким образом подает форсирующее напряжение нульоргана 3 на регулятор 4 частоты вращения на короткий промежуток времени, который определяется лишь временем заряда конденсатора 12 до величины, соответствующей току трогания двигателя в данном электроприводе.ЗОЕсли за это время сигнал обратнойсвязи с датчика 7 не восстановится,.то блок 8 определения неисправностиотключает преобразователь 5, как и впредыдущем случае, 35Для исключения режима многократного включения ключа 9 за счет исключе.ния из выходного сигнала регулятора4 частоты вращения составлякщей,обусловленной пропорциональной частьюрегулятора, выход нуль-органа 3 через 40ключ 9 ц резистор 10 подключен кобщей точке резистора 11 и конденсатора 12, что обеспечивает прохождение форсирующего напряжения с выходануль-органа 3 только через интегральную часть регулятора 4. Резистор 10может быть подключен непосредственноко входу регулятора 4, тогда при замыкании ключа 9 выходное напряжениерегулятора скачком уменьшается на щвеличину пропорциональной составляющей, что вызывает снижение токадвигателя ниже тока трогания, остановку двигателя и повторное включениеключа 9 и т.д., что приводит к снижению эксплуатационных характеристикпривода. В случае, если задатчик 1 частоты вращения выполнен в виде переменного резистора, включенного по схеме 60 потенциометра, напряжение на которыЯ поступает От контактов "вперед"В или "назад" - Н, форсирующее напряжение на блок 8 определения неисправности и ключ 9 подается непосредственно с общей точки контактов В и Н упомянутого резистора.Преимуществом предлагаемого уст- ройства является то, что в нем осуществляется контроль за причиной отсутствия сигнала обратной связи по частоте вращения (путем подачи форсирующего напряжения на ПИ-регулятор частоты вращения) за счет подключения выхода нуль-органа через ключ и резистор к общей точке резистора и конденсатора, вследствие чего повышается избирательность защиты, При широком диапазоне регулирования увеличивается быстродействие электропривода, так как при пусках и реверсах привода во время отсутствия сигнала обратной связи по частоте вращения на вход регулятора частоты вращения подается форсирующее напряжение.формула изобретенияустройство для защиты электропри,вода, выполненного по системе регулируемый преобразователь-двигатель, содержащее блок сравнения, входы ко" торого соединены с задатчиком и датчиком частоты вращения, а выход подключен к регулятору частоты вращения выполненному в виде операционного усилителя с включенными в цепь его обратнбй связи резистором и конденсатором, и блок определения неисправности, составленный из двух последовательных цепей, одна из которых образована последовательно соединенными первым выпрямителем и логическим элементом И, а другая - последовательно соединенными вторым выпрямителем пороговым элементом и логическим элементом НЕ, выход которого соединен со вторым входом указанного логическо го элемента И, о т л и ч а ю щ е е -, с я тем, что, с целью увеличения избирательности защиты и повышения быстродействия электропривода при большом диапазоне регулирования, в него введены упраляемый ключ с блоком управления, резистор, реверсивный нуль-орган и элемент выдержки времени, причем входы элемента выдержки времени и блока управления управляемого ключа подключены к выходу логического элемента И, выход элемента выдержки времени связан со входом регулируемого преобразователя, вход первого выпрямителя соединен с выходом реверсивного нуль-органа, а вход второго выпрямителя - с выходом датчика частоты вращения, вход реверсивного нуль-органа подключен к задатчику частоты вращения, а его выход через последовательно соединен. ные резистор и управляемый ключ подключен к общей точке резистора иСоставитель В.Кузнецоваедактор П,Коссей Техред Т,Маточка Коррект арощ аз 7824/8 ВНИИПлиаг ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсатора в цепи обратной связирегулятора частоты вращения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 Тираж 73 И Государственнпо делам изобрет 035, Москва, Ж,го комитет ений и откр аушская на ПодписноеСССРытийфд. 4/5