Устройство для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1)4 Н 02 Н 7/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ЕТЕНИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 3ШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЫ ОТ ПРЕВЫ ЕВЕРСИВНОГО.А. Гынин88. 8)етельство СССРН 7/093, 1969.ельство СССРР 5/16, 1979,6999,(57) Изобретение ротехнике и пред пользования в ве водах поатоянног в станкостроении повышение надежн упрощения схемы относится к электазначено для ис" типьных электропритока, применяемых Цель изобретения - сти защиты путем стройства. В уста1403209 новившемся режиме работы, когда частота вращения электродвигателя (ЭД)соответствует заданной, на выходеблока сравнения (БС) 12 имеется положительный сигнал, воздействующий навход нуль-органа 13. На выходе нульоргана 13 также имеется положительный сигнал, который через цепь 28временной задержки подается на входблока 29 памяти, Блок 29 памяти вырабатывает на своем выходе 49 единичный сигнал, разрешающий работу ЭД.Если частота вращения ЭД превыситзаданную, на выходе БС 12 формируется сигнал отрицательной полярности,который через нуль-орган 13 и цепь28 переводит блок 29 памяти в нулеИзобретение относится к электротехниве и предназначено,цля использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых в станкостроении 5Цель изобретения - повышение надежности защиты путем упрощения устройства.На чертеже представлена схема устройства. 10Устройство 1 для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода 2, включающего в себя регулируемый преобразователь 3 с управляющим входом 4,силовым выходом 15 5 и входом 6 "Запрещение работы", задатчик 7 частоты вращения выходом подключаемый к управляющему входу 4 регулируемого преобразователя 3, и исполнительный двигатель 8, подключаемый к силовому выходу 5 регулируемого преобразователя 3, снабженный датчиком 9 частоты вращения, содержит первый 10 и второй 11 преобразователи, блок 12 сравнения, нуль-ор ган 13, блок 14 контроля торможения и дополнительный источник 15 постоянного тока. Первый преобоазователь 10 имеет входной вывод 16 дляподключения к выходу задатчика частоты вращения и выходом 17 подключен к первому входу 18 блока 12 сравнения, Второй преобразователь 11 имеет входвое состояние, запрещающее работу ЭД.При переходе с высокой уставки частоты вращения на низкую и при торможении срабатывает блок 14 контроляторможения, который через замыкающийконтакт 43 исполнительного реле 42подает на вход БС 12 положительныйсигнал, предотвращающий формированиена выходе БС 12 отрицательного сигнала, который мог бы вызвать переключение нуль-органа 13 и запретитьдальнейшую работу привода, По истече:нии времени, необходимого для торможения ЭД, контакт 43 размыкается,обеспечивая дальнейшую работу ЭД нановой уставке частоты вращения.2 з и, ф лы, 1 ил,2ной вывод 19 для подключения к выходу датчика 9 частоты вращения и выходом 20 подключен к второму входу 21 блока 12 сравнения, Блок 12 сравнения имеет третий вход 22 для подключения к первому выводу 23 дополнительного источ" ника 15, вторым выводом 24 подключаемого к общему токопроводу 25 устройства. Выход 26 блока 12 сравнения подключен к входу 27 нуль-органа 3. Устройство содержит цепь 28 временной задержки и блок 29 памяти. Первый преобразователь 10 выполнен с полярностью выходного сигнала, совпадающей с полярностью первого вывода 23 дополнительного источника 15. Второй преобразователь 11 выполнен с противоположной полярностью вьгходного сигнала.Блок 12 сравнения снабжен четвертым входом 30 и выполнен на четырех резисторах 31-34, включенных каждый в блоке сравнения между выходом 26 и соответствующим входом 18, 21, 22 и 30. Блок 14 контроля торможения входным выводом 35 подключен к выходу 17 первого преобразователя 10 и выполнен на операционном усилителе 36, пятом 37, шестом 38, седьмом 39 резисторах, первом конденсаторе 40, транзисторе 4 1 и исполнительном реле 42 с замыкающим контактом 43. В блоке 14 контроля торможения вход 1403209ной вывод 35 этого блока через пятыйрезистор 37 соединен с первым входомоперационного усилителя 36, а черезпоследовательно соединенные шестой38 и седьмой 39 резисторы - с вторымвходом этого усилителя,Средняя точка между шестым 38 и,седьмым 39 резисторами через первыйконденсатор 40 соединена с общим токопроводом 25. Выход операционногоусилителя подключен к базе транзистора 4 1, в коллектор-эмиттерную цепькоторого между выводом, предназначенным для подключения к выводу дополнительного источника 15 и общим токопроводом 25 включена обмотка исполнительного реле 42. Первый вывод замыкающего контакта 43 исполнительногореле 42 соединен с выводом для подключения к первому выводу 23 дополнительного источника 15, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом 30 блока 12 сравнения,Выход 44 нуль-органа 13 соециненс входом 45 цепи 28 временной задержки, выходом 46 соедйненной с первымвходом 47 блока 29 памяти, второйвход 48 которого соединен с выводомдля подключения к первому выводу 23дополнительного источника 15. Выход49 блока 29 памяти соединен с выводом для подключения к входу 6 "Запрещение работы" регулируемого преобразователя 3,Цепь 28 временной задержки выполнена ка восьмом 50 и девятом 51 резисторах и втором конденсаторе 52.Вход 45 цепи временной задержки через последовательно соединенные восьмой 50 и девятый 51 резисторы соединен с ее выходом 46, а средняя точкамежду восьмым и девятым резисторамичерез второй конденсатор 52 соединена с общим токопроводом 2.5.Блок 29 памяти выполнен на первомl53 и втором 54 двухвходовых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе 55 идесятом резисторе 56. Первый входпервого элемента И-НЕ 53 соединен спервым входом 47 блока памяти, а второй вход первого элемента И-НЕ 53 -с выходом второго элемента И-НЕ 54и с выходом 49 блока памяти. Выходпервого элемента И-НЕ 53 соединен спервым входом второго элементаИ-НЕ 54, второй вход которого черезтретий конденсатор 55 соединен собщим токопроводом 25, а через десятый резистор 56 - с вторым входом48 блока 29 памяти,Устройство работает следующим об 5разом.Аналоговые сигналы, снимаемые свыхоца эадатчика 7 частоты и датчика 9 частоты, поступают на входныевыводы 16 и 19 преобразователей 10 и11. Сигнал с выхода преобразователя10 имеет полярность первого выводадополнительного источника 15 питания,Сигнал с выхода преобразователя 11имеет противоположную полярность. С15 выходов 17 и 20 преобразователей 10и 11 сигналы поступают на входы 18и 21 блока 12 сравнения через резисторы 31 и 32 соответственно. В блоке1 сравчения происходит алгебраичес 20 кое сложение входных сигналов, снимаемых с выходов преобразователей10 и 11. На выходе 26 блока 12 вырабатывается сигнал, который подаетсяка вход 27 нуль-органа 13. Сигнал,25 полученный на выходе 44 нуль-органа13, через входной вывод 45 цепи 28временной задержки управляет блоком29 памяти. Сигнал с выхода 49 блока29 памяти поступает на вход б "ЗапреЗо щекие работы" регулируемого преобразователя 3 электропривода 2, управ-:ляющего исполнительным двигателем 8.В установившемся режиме работы,когда Фактическое значение скорости35вращения двигателя соответствует за"данному, положительный сигнал с выхода 17 преобразователя 10 превьппаетпо абсолютной величине отрицательныйсигнал, снимаемый с выхода 20 преобразователя 11.При этом на выходе 26 блока 12сравнения появляется положительжйсигнал, который воздействует на вход27 куль-органа 13, вырабатывая на45выходе 44 нуль-органа также положителькый сигнал. Зтот сигнал черезцепь 28 временной задержки подаетсяна вход блока 29 памяти, вырабатываяна его выходе 49 единичный сигнал,разрешающий работу привода. Для уст 50ранения ложного срабатывания защитыпри нулевых сигналах задатчика 7 частоты и датчика 9 частоты 9 на третийвход 22 блока 12 сравнения через резистор 33 подается напряжение смещения с выхода 23 дополнительного источника 15, Это напряжение поддерживает на положительном уровне выход44 нуль-органа 13 и тем самым не про 1403209пускает сигнал блокировки приводана вход регулируемого преобразователя3 электропривода 2,Одновременно с подачей сигналана вход блока 12 сравнения сигнал свыхода преобразователя 10 поступаетна входной вывод 35 блока 14 контроля торможения. Этот сигнал синфазночерез, резисторы 37-39 подается соответственно на первый и второй входыоперационного усилителя 36.В установившемся режиме работыэлектропривода, когда входной сигнал,снимаемый с выхода 17 преобразователя 10, имеет постоянный уровень, ввходные резисторы 37-39 определяютотрицательный уровень сигнала на выходе операционного усилителя 36, Приэтом транзистор 41, база которогосоединена с выходом операционногоусилителя 36, находится в закрытомсостоянии и держит в выключенном состоянии исполнительное реле 42, Блок14 контроля торможения в этом случаене включается в работу.Если в процессе работы скоростьвращения электродвигателя превыситзаданное значение, определяемое установкой задатчика 7 частоты, то отрицательный сигнал, снимаемый с выходапреобразователя 11 датчика 9 частоты,превысит по абсолютной величине уровень сигнала, снимаемого с преобразователя 10. Б результате на выходеблока 12 сравнения появится сигналотрицательной полярности, который,воздействуя на вхоц нуль-органа 13,вызовет появление на выходе 44 нульоргана 13 отрицательного сигнала.Этот сигнал через цепь 28 временнойзадержки переведет выход двухвходового элемента 54 блока 29 г.амяти в нулевое состояние, запретив дальнейшуюработу реверсивного электропривода 2Блок 14 контроля торможения при этомрежиме работы не изменит своего состояния, так как уровень сигнала наего входе останется неизменным, Еслив процессе работы возникнет необходи мость перейти на более высокуо уставку скорости, то в работе устройстване произойдет никаких изменений.В случае необходимости переходас более высокой уставки скорости наболее низкую, а также при торможениидля предотвращения ложного срабаты вания защиты вступает в работу блок14 контроля торможения,При уменьшении уставки скорости задатчика 7 частоты происходит уменьшение входного сигнала по первому входу операционного усилителя 36 блока. 14, в то время как на втором входе уровень сигнала поддерживается неизменным до тех пор, пока не произойдет перезаряд первого конденсатора 40 через шестой резистор 38. Б результате того, что на втором входе операционного усилителя 36 уровень сигнала до момента окончания разряда первого конденсатора 40 остается выше, чем на первом входе, на выходе операционного усилителя 36 появляется сигнал положительного уровня, который, воздействуя на базу транзистора 41 открывает его и включает исполнительное реле 42. Последнее своим вторым выводом замыкающего контакта 43 подключает к входу 30 блока 12 сравнения сигнал положительчого уровня от дополнительного источ 25 ника 15 через первый вывод замыкающего контакта 43 на время, необходимое для торможения исполнительногодвигателя 8 и перехода на новуюуставку скорости. В результате навыходе блока 12 сравнения на время,необходимое для перехода на новуюуставку скорости, блокируется появление отрицательного сигнала, который мог бы вызвать переключение нуль 35органа 13 и запретить дальнейшую работу привода,Для предотвращения срабатываниязащиты во время включения исполнительного реле 42 и замыкания контакта 43, когда на входе 27 нуль-органа13 кратковременно появляется отрицательный сигнал, вызывающий появлениеотрицательного сигнала на выходе 44нуль-органа 13, служит цепь 28 врес 8менной задержки которая на времяР" переходного процесса поддерживаетна прежнем уровне входной сигнал навходе 47 блока 29 памяти, ,что предотвращает возможность переключениядвухвходового элемента И-НЕ 54 внулевое состояние. Для первоначальной установки двухвходовых элементов И-НЕ 53 и 54 в рабочее состояние служат дополнительный источник 15, третий конденсатор 55 и десятый резистор 56.Использование предлагаемого устройства позволяет простыми средствами решить важную для широкодиапазонных промышленных электроприводов задачу защиты реверсивного электропривода от превышения частоты вращенияс достаточно высокой точностью инадежностью. Одновременно уменьшается стоимость устройства защиты. Формула изобретения 1, Устройство для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода, включающего в себя регулируемый преобразователь с управляющим входом, силовым выходом и входом "Запрещение работы", задатчик частоты вращения, выходом подключаемый к управляющему входу регулируемого преобразователя, и исполнительный двигатель, подключаемый к силовому выходу регулируемого преобразователя, снабженный датчиком частоты вращения, содержащее первый и второй преобразователи, блок сравнения, нуль-орган, блок контроля торможения и дополнительный источник постоянного тока, причем первый преобразователь имеет входной вывод для подключения к выходу задатчика частоты вращения и выходом подключен к первому входу блока сравнения, второй преобразователь имеет входной вывод для подключения к выходу датчика частоты вращения и выходом подключен к второму входу блока сравнения, имеющего третий вход для подключения к первому выводу дополнительного источника, вторым выводом подключаемого к общему токопроводу устройства, при этом выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты путем упрощения устройства, в него введены цепь временной задержки и блок памяти, первый преобразователь выполнен с полярностью выходного сигнала, совпадающей с полярностью первого вывода дополнительного источника, а вто" рой преобразователь - с противоположной полярностью выходного сигнала, блок сравнения снабжен четвертым входом и выполнен на четырех резис-торах, включенных каждый в блоке сравнения между выходом и соответствующим вхоцом, блок контроля торможения входным выводом подключен к выходу первого преобразователя и 5 10 15 20 25 30 35 40 выполнен на операционном усилителе, пятом, шестом, седьмом резисторах, первом конденсаторе, транзисторе и исполнительном реле с замыкающим контактом, при этом в блоке контроля торможения входной вывод этого блока через пятый резистор соединен с первым входом операционного усилителя, а через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы - с вторым входом этого усилителя, средняя точка между шестым и седьмым резисторами через первый конденсатор соединена с общим токопроводом, выход операционного усилителя подключен к базе транзистора, в коллектор-эмиттерную цепь которого между выводом, предназначенным для подключения к выводу дополнительного источника, и общим токоподводом включена обмотка исполнительного реле, первый вывод замыкающего контакта которого соединен с выводом для подключения к первому выводу дополнительного источника, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом блока сравнения, выход нуль-органа соединен с входом цепи временной задержки, выходом соединенной с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выводом для подключения к первому выводу дополнительно" го источчика, а выход блока памяти соединен с выводом для поцключения к входу "Запрещение работы" регулируемого преобразователя.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что цепь временной задержки выполнена на восьмом и девятом резисторах и втором конденсаторе, причем вход цепи временной задержки через последовательно соединенные восьмой и девятый резисторы соединен с ее выходом, а средняя точка между восьмым и девятым резисторами через второй конденсатор соединена с общим токопроводом. 3, Устройство по п.1, о т л.и - ч а ю щ е е с я тем, что блок памяти . выполнен на первом и втором двухвходовых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе и десятом резисторе, причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом блока памяти, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ и с выходом блока памяти, выход1403209конденсатор соединен с общим токопроводом, а через десятый резистор - свторым входом блока памяти. первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ,второй вход которого через третий Составитель О.Орлов Техред Л.Сердюкова Корректор М,Максимишинец Редактор Е.Копча Заказ 2874/48 Тираж 650 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4