Электропривод

(53) УДК 621.316.718. 5 (088. 8) Опубликовано 30.12;82. Бюллетень48Дата опубликования описания 03.01.83 оо делам иаобретений и открытий(72) Авторы изобретения И. А. Нисеньбаум и А. Е. Козярук г;,. Е тс Ленинградское электромашиностроительное о ъедщеннте(Ь 4) ЭЛЕКТРОПРИВОД 1Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано. для систем регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока в двигательных и тормозных режиомах при питании последних от сети переменного тока через вентильные преобразователи,Существуют электроприводы транспортных устройств, такие как морские. суда специального назначения, плавучие полупогружные буровые установки, где необходимо применение подъемно- транспортных устройств большой мощности, Особенностью этих устройств является большая длительность тормозных режимов, высокие требования к весо-габаритным показателям, экономичному использованию энергии.Известно устройство, содержащее силовое сопротивление, включенное на зажимы двигателя через тиристор, управляющий электрод которого соединен через стабилитрон и сопротивление с анодной цепью тиристора. Последовательно с тиристором включен контакт силового контактора, узел управления которым соединен с выходами 5Ъдатчиков тока якоря двигателя, токапреобразователя и тока, протекающегочерез тормозное сопротивление 1.Использование этого устройствав мощных электроприводах требует применения громоздких сопротивлений динамического торможения, сильноточныхпереключающих устройств, что успожняет систему в целом.15Наиболее близким к предлагаемому фявляется. электродпривод, содержащийэлектродвигатель постоянного тока,якорная обмотка которого подключенак вентильному преобразователю, последовательно соединенные задатчикинтенсивности, первый узел сравнения,регулятор скорости, второй узел сравнения и регулятор тока якоря, выход98591которого подключен к входу вентильного преобразователя, обмотка возбуждения, электродвигателя соединена с титиристорным возбудителем, последовательно соединенные третий узел сравнения, регулятор ЗДС, четвертый узелсравнения и регулятор тока возбуждения, выход которого подключен к тири-.сторному возбудителю, датчики напряжения, тока якоря и возбуждения, скорости и ЭДС, выходы которых связаныс входами соответствующих указанных ре,гуляторов,параллельно якорной обмоткеэлектродвигателя подключена цепь изпоследовательно соединенных резистора динамического торможения и коммутатора. Система включает всебя триканала, причем первые два канала регулирования служат для регулированиячастоты вращения электродвигателя в 2 Одвигательных режимах, Связь междуканалами осуществляется, по ЭДС. Третий канал регулирования служит длярегулирования частоты вращения электродвигателя в тормозных режимах,21, 25В известном устройстве .наличиеотдельного канала регулирования втормозных режимах усложняет системурегулирования, Кроме того, торможениеэлектродвигателя путем превращениявсей. энергии торможения в тепло является неэконояичным.Цель изобретения - улучшение энер- .гетических показателей электропривода.35Поставленная цель достигается тем,что в электропривод дополнительновведены блок выбора режимов работыэлектродвигателя, блок задания рекуперируемой энергии, блок измерениятекущего значения рекуперируемойэнергии, многофункциональный .блокограничения, причем выходы блока выбора режимов работы электродвигателяподключены к задатчику интенсивности,45к коммутатору, к входу третьего узласравнения и к одному из входов многофункционального блока ограничения,к другим входам которого подключеныдатчик скорости, блок задания рекуперируемой энергии и. выход блоКа изме Орения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен кдатчикам тона, напряжения и ЭДС,На чертеже представлена схема:электропривода.Эпектропривод.содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которогоподключена к вентильному преобразова 1 фтелю 2, последовательно соединенные задатчик 3 интенсивности, узел 4 сравнения; регулятор 5 скорости, узел б сравнения и регулятор 7 тока якоря, выход которого соединен с входом вентильного преобразователя 2. Обмотка 8 возбуждения электродвигателя соединена с тиристорным возбудителем 9.Устройство содержит также последовательно соедиченные узел 10 сравнения, регулятор 11 ЭДС, узел 12 сравнения и регулятор 1.3 тока возбуждения, выход которого подключен к входу тиристорного возбудителя 9, и, кроме того,датчик 1 ч напряжения, датчик 15 тока якоря, датчик 16 тока возбуждения, датчик 17 скорости и датчик 18 ЭДС. Выходы датчиков связаны с входами соответствующих регуляторов, Параллельно якорной цепи электродвигателя подключена цепь из последовательно соединенных резистора 19 динамического торможения икоммутатора 20.Выходы блока 21 выбора режимов работы электродвигателя подключены к задатчику 3 интенсивности, к коммутатору 20, к входу узла 10 сравнения и к одному из входов многофункционального блока 22 ограничения, к другим входам которого подключены датчик 17 скорости, блок 23 задания рекуперируемой энергии и выход блока 21 измерения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен к датчикам 1 М, 15 и 18,Электропривод работает следующим образом.В двигательном режиме с блока 21 на вход задатцика 3 поступает сигнал, ,пропорциональный заданной частоте вращения. В задатчике 3 интенсивности этот сигнал преобразуется в сигнал, изменяющийся во времени. С выхода .задатчика 3 интенсивности сигнал поступает в узел ч сравнения, где сравнивается с сигналом обратной связи с выхода датчика 17 скорости. Выявленный разностный сигйал поступает на вход регулятора 5 скорости, в задачу которого входит оптимизация контура частоты вращения. Регулятор 5 выполнен со звеном .ограничения, вход. которого соединен с многофункциональным блоком 22 ограничения, на вход которого поступают сигналы с блоков 23 и 21.911 6электродвигателя 1, на вход много"Функционального блока 22 ограничения,к которому подключаются блоки 23 и 2 Й текущего и заданного значений рекуперируемой мощности: на вход задатчика интенсивности 3 поступает сигнал,пропорциональный величине заданной,частоты вращения, на вход узла 10сравнения - сигнал, пропорциональ-..ный заданному потоку возбуждения.Прохождение сигналов по каналамуправления тока якорной цепи и цепивозбуждения в двигательных тормозныхрежимах идентично.Регулирование частоты вращения врежимах торможения осуществляют пу- .тем регулирования энергии, рекуперируемой в.сеть.В процессе работы электродвигате-.ля в тормозном режиме механическаяэнергия преобразуется в тепловуюэнергию, выделяемую на резисторе 19динамического торможения, и энергию,рекуперируемую в сеть силовым. вентильным преобразователем, работающимв инверторном режиме, Контроль мощ-. ности, рекуперируемой в сеть, осуществляется многоФункциональным блоком 22 ограничения, один из входов которого соединен с,.блоком 23 заданного значения рекуперируемой мощности, задающим допустимый. уровень ре. .рекуперируемой мощности по условиямрежима работы энергетической установки, а другой вход - с блоком 24 те-,кущего значения рекуперируемой мощности. В многоФункциональном блоке22 ограничения сигналы, поступающиес блоков 23. и 24, сравниваются. Кактолько текущее значение рекуперируемой мощности становится равным до,пустимому значению, многоФункциональный блок 22 ограничения вырабатывает сигнал на ограничение выхода ре",гулятора. частоты вращения, что приводит к ограничению количества рекуперируемой энергии.Применение такой системы регулирования является необходимым в техслучаях, когда питание электропривода осуществляется от автономной энергетическои установки ограниченноймЮмощности и применение чисто рекуперативного торможения является непри-.;емлемым из-за ограниченного приемасетью рекуперируемой энергии, чтовызывает либо недоиспользованиеэлектропривода по мощности, либо приводит к нарушению работы первичных 3 985При работе в двигательном режимесигнал с блока 21 переключает. многоФункциональный блок 22 ограничения,отключая от последнего выход блоков23 и 2 и включая внутри него Функци-ональный преобразователь, сигнал скоторого, поступая на йход звена ограничения выхода регулятора 5, ограни=чивает выход последнего в Функциичастоты вращения, тем самым ограничивая входной сигнал узла 6 сравнения,Это позволяет ограничивать ток якорной цепи в зависимости от частотывращения, обеспечивая при частотах;ниже основной (при полном потоке воз- Ибуждения), ограничение момента, апри частотах, выше основной, - ограничение мощности на валу электродвигателя, На другой .вход узла сравнения б с выхода датчика 15 тока якорной цепи поступает сигнал обратнойсвязи. Разность этих сигналов поступает на вход регулятора 7 тока якорной цепи. Выходной сигнал с регулятора 7 якорной цепи. поступает на входИсилового вентильного преобразователя2, переводя последний на работу в выпрямительном режиме.Одновременно с выдачей сигналазадания в канал управления током . Зфякорной цепи в узел 1 О сравнения выдается сигнал задания тока возбуждения. Величину этого сигнала выбирают таким образом,чтобы при частотах,ниже основной номинальной частотывращения электродвигателя, сигнал сдатчика 18 ЭДС был меньше сигналазадания по току возбуждения. Выход.узла 1 О сравнения соединен с входомрегулятора 11 ЭДС, выполненного ин- ,цтегральным с ограничением. Это позволяет при;частотах; ниже основной,иметь постоянный сигнал на выходерегулятора 11 ЭДС. Сигнал с выходарегулятора 1.1 ЭДС поступает на входузла 12,сравнения, где сравниваетсяс сигналом обратной связи по токувозбуждения, поступающим с датчика16 тока возбуждения. Выявленный разностный сигнал поступает на вход регулятора 13 тока возбуждения, выходной сигнал с которого поступает навход тиристорного возбудителя 9, питающего обмотку возбуждения электродвигателя.1ЯВ тормозном режиме с блока 21 поступают сигналы на, коммутатор 20,который подключает резистор 19 динамического торможения к якорной цепи7 98591 двигателей электроэнергетической установки,Формула изобретенияЗлектропривод, содержащий электро двигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к вентильному преобразователю, последовательно соединенные задатчик интенсивности, первый узел сравнения, регулятор скорости, второй узел сравнения и регулятор тока якоря, выход которого, подключен к входу вентильного преобразователя, обмотка возбуждения электродвигателя соединена с тири-: сторным возбудителем, последовательно соединенные третий узел сравнения, регулятор ЗДС, четвертый узел сравнения и регулятор тока возбуждения, выход которого подключен к входу тиристорного возбудителя, датчики напряжения, тока якоря и возбуждения, скорости и ЗДС,выходы которых, связаны 25 с входами соответствующих регуляторов, параллельно якорной обмотке электродвигателя подключена цепь из последовательно соединенных резистора динамического торможения и коммутатора, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него дополнительно введены блок выбора режимов работы электродвигателя, блокзадания рекуперируемой энергии, блокизмерения текущего значения рекуперируемой энергии, многоФункциональный блок ограничения, причем выходыблока выбора режимов работы; электродвигателя подключены к задатчику интенсивности, к коммутатору, к входутретьего узла сравнения и к одномуиз входов .многофункционального блокаограничения, к другим входам которого подключены датчик скорости, блокзадания рекуперируемой энергии и выход блока измерения текущего значения рекуперируемой энергии, вход которого подключен к датчикам тока,напряжения и ЗДСИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ Й 74089, кл Н 02 Р 5/06, 1976.2. Моцехейн Б, И., ПарФенов Б. М,Злектропривод буровых лебедок. И.,Составитель И. Кряхтуноеаар Техред И,Тепер Коррект Король дакто аказ 10180 аушская наб., д. илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 721НИИПИ Государственн по делам изобретен035, Иосква, Ж,Подписноего коиитета СССй и открытий