Система электропитания и управления группами гистерезисных электродвигателей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Н 0 7/74, 1/5 ОПИСАН БРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ 6 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Московский энергетический институт и Всесоюзный электротехнический институт им, В,И,Ленина(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ и ГРУППАМИ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах технологических линий, Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. В систему электропитания и управления и группами гистерезисных электродвигателей в каждый канал 3 управления введены регулятор 16 напряжения, блок 17 фазоимпульсного регулирования, блок 18 элементов ИЛИ, блок 19 согласования, эадатчик 20, датчик 21 напряжения на входе канала управления и блок 12 сравнения. Требуемые энергетические показатели гистерезисных двигателей обеспечиваются за счет создания режима перевозбуждения при одновременной стабилизации посредством введенных блоков напряжения питания гистерезисных двигателей. 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и управления гистерезисными двигателями электропривода технологических линий,Цель изобретения - улучшение энергетических показателей,На фиг.1 показана структурная схема системы электропитания и управления п группами гистереэисных электродвигателей; на фиг.2 - структурные схемы группы элементов ИЛИ и блока согласования; на фиг,3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.Система электропитания и управления и группами гистереэисных электродвигателей технологической линии содержит источник 1 питания с блоком 2 управления частотой и напряжением, выходом подключенным к управляющему входу источника 1 питания, и каналов 3,1-3 п управления с фазными выходными выводами 4 для подключения и групп 5.1-5.п гистерезисных электродвигателей соответственно, и блоков 6.1-6.п компенсирующих конденсаторов, одними выводами подключенных к выходу источника 1 питания, а другими выводами - к фазным входным выводам 7 каналов 3 управления соответственно. Каждый канал 3 управления снабжен формирователем 8 намагничивающих импульсов, по первому входу и выходу включенным в цепь одного выходного вывода 4 канала 3 управления, вторым выходом формирователь 8 намагничивающих импульсов подключен к другому фазному выходному выводу 4 канала 3 управления блоком 9 управления, составленным иэ регулятора 10 фазы, ВЯ - триггера 11 и блока 12 формирования длительности намагничивающих импульсов, выход которого образует выход данного блока 9 управления, подключенный к управляющему входу формирователя 8 намагничивающих импульсов, блоком 13 задания частоты намагничивающих импульсов, выходом соединеным с первым входом блока 9 управления формирователя 8 намагничивающих импульсов, образованным первым входом ВЯ-триггера 11, блоком 14 синхронизации с входами для подключения к соответствующим фаэным входным выводам 7 канала 3 управления, выход блока 14 синхронизации соединен с вторым входом блока 9 управления формирователем 8 намагничивающих импульсов, вход блока 13 задания частоты намагничивающих импульсов первого канала 3 управления соединен с выходом блока 2 управления источника 1 питания, а вход блока 13 задания частоты намагничивающих импульсов каждого из(п) других каналов 3 управления через соответствующий блок 15 задержки связан с выходом блока 13 задания частоты намагничивающих импульсов первого канала 3 управления, Кроме того, каждый канал 3 управления снабжен регулятором 16 напряжения с двумя группами управляющих входов, который включен на входе канала 3 управления, блоком 17 фазоимпульсного регулирования с двумя выходами, блоком 18 элементов ИЛИ,блоком 19 согласования с тремя входами, задатчиком 20 и датчиком 21 напряжения, установленным на входе канала 3 управления,и блоком 22 сравнения. Блок 14 синхронизации каждого канала 3 управления снабжен двумя дополнительными выходами, Второй вход ВЯ-триггера 11 блока 9 управления формирователем 8 намагничивающих импульсов образует второй вход данного блока 9 управления, Выход ВЯ-триггера 11 соединен с входом блока 12 формирования длительности намагничивающих импульсов через регулятор 10 фазы, а также с первым входом блока 19 согласования, второй и третий входы блока 19 согласования подключены к дополнительным выходам блока 14 синхронизации, а выход - к первому входу блока 18 элементов ИЛИ. Второй вход блока 18 элементов ИЛИ соединен с первым выходом блока 17 фазоимпульсного регулирования. Блок 17 фазоимпульсного регулирования информационными входами связан с выходами блока 14 синхронизации, управляющим входом с выходом блока 22 сравнения. Входы блока 22 сравнения соединены с выходами эадатчика 20 и датчика 21 напряжения. Второй выход блока 17 фазоимпульсного регулирования и выход блока 18 элементов ИЛИ подключены соответственно к группам управляющих входов регулятора 16 напряжения.Каждый из блоков 19 согласования содержит входной формирователь 23 импуль- сов, два ВЯ-триггера 24 и 25 и три выходных формирователя 26-28 импульсов. При этом вход входного формирователя 23 импульсов образует первый вход блока 19 согласования. Первые входы ВЯ-триггеров 24 и 25 образуют второй и третий входы блока 19 согласования соответственно. Выход входного формирователя 23 импульсов соединен с входом выходного формирователя 26 импульсов и со вторыми входами ВЯ-триггеров 24 и 25. Выходы ЯЯ-триггеров подключены к входам выходных формирователей 27 и 28 импульсов, Выходы выходных фоомирователей 26 - 28 импульсов обраЗуют выход блока согласования,Каждый блок 18 содержит три логических элемента ИЛИ 29 - 31, Первые входы логических элементов ИЛИ 29 - 31 образуютпервый вход блока 18 элементов ИЛИ, вторые входы логических элементов ИЛИ 29- 31 - второй вход блока 18 элементов ИЛИ а выходы указанных элементов образуют выходы блока 18 элементов ИЛИ,Требуемые энергетические показатели гистерезисных электродвигателей обеспечиваются засчет создания режима, перевозбуждения путем импульсного намагни:. вания при одновременной стабилизации напряжения питания электродвигателей,Система электропитания и управления и группами гистерезисных электродвигателей работает следующим образом,Номинальное напряжение питания на зажимах соответствующих групп 5 гистерезисных электродвигателей поддерживается с помощью регуляторов 16 напряжения соответствующих каналов 3 управления, компенсирующих возможное изменение напряжения на выходе источника 1 питания и падение напряжения в силовых линиях между выходом источника 1 питания и точками подключения соответствующих блоков компенсирующих конденсаторов б. Си нал с выхода датчика 21 напряжения сравнива ется в блоке 22 сравнения с сигналом задания задатчика 20, соответствующим номинальному напряжению питания электродвигателей 5, Сигнал рассогласования с выхода блока 22 сравнения поступает на вход блока 17 фазоимпульсного регулирования, который формирует сигнал управления тиристорами регулятора 16, обеспечивая требуемый угол а их включения Причем сигналы управления на одну группу управляющих входов регулятора 16 напряжения поступают с первого выхода блока 17 фазоимпульсного регулирования через блок 18 элементов ИЛИ, а на другую группу управляющих входов регулятора 16 напряжения - со второго выхода блока 18 фазоимпульсного регулирования непосредственно.Для создания режима перевозбуждения электродвигателей 5 импульс намагничивающего тока в цепи их питания формируют следующим образом, Импульс 01 з с выхода блока 13 задания частоты намагничивающих импульсов поступает нэ первый вход ВБ-триггера 11 и взводит его (фиг,З). На второй вход ВЯ-триггера 11 с блока 14 синхронизации поступает последовательность импульсов 01 л, соответствующих началу положительной полуволны питающего напряжения Од фазы А, Первый же импульс из этой последовательности, поступающий по времени после импульса 01 з с выхода блока 13 задания частоты намагничивающих импульсов, возвращает ВЯ-триггер 11 в исход ое состояние, Таким обра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зогл, на выходе В 5-триггера 11 формируется си нал с частотой следования намагничиваю.цих импульсов, причем задний фронт этого сигнала синхронизирован с началом положительной полуволны напряжения Од фазы Р источника 1 питания, Сигнал с выхода ВЯ-триггера 11 через регулятор 10 фазы, определяющий фазу формирования намагничивающих импульсов относительно начала положительной полуволны питающего напряжения, и блок 12 формирования длительности намагничиоающих импульсов (диаграмма 012, фиг,З) поступает на управляющий вход Формирователя 8 намагничивающих импульсов, обеспечивая его включение в заданный момент времени и на заданное время. Кроме того, для создания путей протекания импульсного тока необходимо :зменить алгоритм работы ключей регулятора 16 наг 1 ряжения, работающего в интервалах между импульсами в режиме сгабилизации напряжения, Для этого сигнал с выхода ВБ-триггера 11 подается на входной форм ировател ь 23 импульсов блока 19 согласования, который вырабатывает сигнал О:з по заднему фронту сигнала ВЯ-триггера 11. Сигнал с выхода формирователя 23 импульсов поступает на первый выходной формирователь 26 импульсов и на вторые входы первого и второго ВЬ-триггеров 24 и 25 блока 19 согласования. На первые входы ВЯ- триггеров 24 и 25 блока 19 согласования поступают сигналы 01 л с дополнительных выходов блока 14 синхронизации, представляющие собой последовательности импульсов, синхронизированные с началами полувглн напряжений Ос, Он фаз С и В источника 1 питания, Таким образом, ВЯ- триггеры 24 и 25 блока 19 синхронизации взводятся в момент времени, соответствующий началу положительной полуволны напряжения фазы А источника 1 питания,и сбрасываются в исходное состояние в моменты времени, соответствующие началу положительной полуволны напряжения Он Фазы В и началу отрицательной полуволны напряжения Ос фазы С источника 1 питания (диаграммы 02 л, 025, фиг.З). По сигналу Озз входного формирователя 23 импульсов и по задним фронтам сигналов 024, 025 ВЯ- триггеров 24 и 25 соответствующие выходные формирователи 26 - 28 импульсов блока 19 согласования вырабатывают сигналы 026, 02, 028, фиг,3) заданной длительности, которые через соответствующие логические элементы ИЛИ 29 - 31 группы элементов ИЛИ 18 подаются на одну группу управляющих входов регулятора 16 напряжения. Длительность сигналов выходных Формирователей 26 - 28 импульсов блока 19согласования задается из условия надежного выключения тиристоров регулятора 16напряжения и зависит от сдвига фаз междукривыми тока 1 д, 1 в, 1 с и напряжения ОА, Оп,Ос соответственно.Таким образом, на выходе группы 18элементов ИЛИ в интервале между намагничивзющими импульсами формируютсяси; нз ы, обеспечивающие работу регулятора 16 в режиме стабилизации напряжения, апри 4 ормировании намагничивающих импульсов к ним добавляются сигналы, обеспечивающие включенные или в зависимости от4 азы нзмзгничивзющих импульсов подтверждающие включенное состояние соответствующих тирпсторов для создания контуровзамы,:.зния илпульсных токов (диаграммыОл, Озз, Оз, фиг.3),Таким же образом формируются намагничивзощие импульсы в цепи питания других(г:-1) групп гистерезисных электродвигателей.Для уменьшения загрузки источника 1питания импульсными токами действие намзгничивзющих импульсов разносят во времени, Для этого сигнал с выхода блока 13зздз,и частоты нзмзгничивзющих импульсов первого канала управления поступаетна входы (и) блоков 13 задания частотынамзгни ииаощих илпульсоо (и) каналовуправления через и блоков 15 задержки,Совместное использование в системеэлсктроиитзния регулятора напряжения иформирователя нзмагничивающих импульсов позволяет обеспечить высокие энергетические характеристики гистерезисныхэлектродыгзгелей и сохранип их на заданном уровне в процессе функционированияоборудования,Формула изобретенияСистеглз электропитанияуправленияи группами гистерезисных электродвигателей, содержащая источник питэния, блок управления частотой и напряжением, выходомподкл оченный к управляющему входу источника питания, и каналов управления с фззными выходными выводами для подключения игрупп гистерезисных электродвигателей соответств. нно, и блоков компенсирующихконденсаторов, одними выводами подключенные к выходу ис 1 очника питания, а другими выводами - к фззным входным выводамкэнзлов управления соответственно, каждый канал управления снабжен формирователем намагничивающих импульсов, попервому входу и выходу включенному з цепь одного Фэзного выходного вывода канала управления, вторым входом формирователь намагничивзющих импульсов подключен кдругому фззному выходному выводу каналауправления, блоком управления, составлен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ным из регулятора фазы, РЯ-триггера и блока формирования длительности намагничивающих импульсов, выход которого образует выход данного блока управления, подключенный к управляющему входу формирователя налагничивающих импульсов, блоком задания частоты намагничивающих импульсов, выходом соединенным с первым входом блока управления формирователем намагничивающих импульсов, образованным первым . входом ВЯ-триггера, блоком синхронизации с входами для подключения к соответствующим фаэным входным выводам канала управления, выход блока синхронизации соединен с вторым входом блока управления формирователем намагничивающих импульсов, иблоков задержки, вход блока задания частоты намагничивающих импульсов первого канала упраьления соединен с выходом блока управления источника питания, а вход блока задания частоты намагничивающих импульсов каждого из идругих каналов управления через соответствующий блок задержки связан с выходом блока задания частоты намагничивающих импульсов первого канала управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, каждый канал управления снабжен регулятором напряжения с двумя группами управляющих входов, включенным на входе канала управления блоком фазоимпульсного регулирования с двумя выходами блока элементов ИЛИ, блочном согласования с тремя входами, задатчиком и датчиком напряжения, установленным на входе канала управления, блоком сравнения, блок синхронизации кадого канала управления снабжен двумя дополнительными выходами, второй вход Я 5-триггера блока управления формирователем намагничивающих импульсов образует второй вход данного блока управления, а выход ЙБ-триггера подключен к входу регулятора фазы, выходом соединенного с входом блока формирования длительности намзгничивзющих импульсов и первым входом блока согласования, второй и третий входы которого подключены к дополнительным выходам блока синхронизации, а выход - к первому входу блока элементов ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом блока фззоимпульсного регулирования, информационными входами связанного с выходами блока синхронизации, управляющим входом - с выходом блока сравнения, входы которого соединены с выходами задатчика и датчика напряжения, а второй выход блока фазоимпульсного регулирования и выход блока элементов ИЛИ подключены соответственно к группам управляющих входов регулятора напряжения.льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производственно аказ 347 8 НИИПИ Госуд Тираж 353ственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб 4/5