Способ регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата и устройство для осуществления способа регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОЬЕИТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 10.12.80 (21) 3215651/24-07 с присоелинением заявки йЪ 3(23)Приоритет вв делам изобретений и открытийов 2) Авторы изобретени Всесоюзныи научно-исследователконструкторский институт по авэлектроприводу в промышленности, сельи на т анспо те ВНИИЭлект о Заявитель ом хозяиствиво( 54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВМНОГОСЕКЦИОННОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯСПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДАМНОГОСЕКЦИОННОГО АГРЕГАТА ение относится к электропредназначено для испольбумагоделательных машихни ованияах, агр ства плен атах для прои ст 15 ки и т,п., Известны способы регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата.Известен способ регулирования многодвигательным электроприводом многосекционного агрегата, заключающийся в том, что регулируют скорость каждого двигателя индивидуальным преобразователем, выбранным на полную мощность, Этот способ требует значительного (по числу секций) количе ва преобразователей, что приводит к многоэлементности как в силовой части, так и в системе управления, и к снижению надежности способа управления 1 Д, 21 и 3 Д.Известный способ реализуется устройством из преобразователей постоянного тока по числу секций агрегата,каждыи из которых содержит мост из шести тиристоров с системой импульсно-фазового управления.Однако это устройство многоэлементно, Для двадцатисекционной бумажной машины требуется более 120 тиристоров и двадцать систем импульсно- фазового управления. Такой агрегат сложен в наладке и из-за многоэлементности малонадежен.Наиболее близким по техническому существу к предлагаемому является способ регулирования многосекционного агрегата, при котором устанавливают общее силовое напряжение, задающее скорость, и подрегулируют скорость электродвигателя каждой секции многодвигательного агрегата 4.Однако этот способ требует значительного количества машин постоянного тока, что приводит к снижению надежности способа регулирования, увеличению весогабаритных и3 9363стоимостных показателей установленного оборудования.Известный способ реализуетсяустройством, содержащим общий источник питания, один вывод которого 5подключен к первым выводам якорныхобмоток электродвигателей секций ииндивидуальных преобразователей,охваченных обратной связью по скорости, первые силовые входы которых объединены и подключены ко второму выводу общего источника питания 4 Д,Это устройство требует более,чем удвоенного количества машин пос% ртоянного тока, что приводит к уменьвению надежности агрегата, увеличению ремонтно-профилактических работ,увеличению веса, габаритов и стоимости электрооборудования.20 Цель изобретения - повышение надежности путем сокращения установленного оборудования.1Указанная цель достигается тем,что согласно способу общее силовоенапряжение устанавливают соответствующим экстремальной из всех секций скорости электродвигателя в данном режиме, а для обеспечения подрегулирования скорости каждой секцииформируют частоту импульсов управления электродвигателем каждой секции, соответствующей заданному Изменению скорости данной секции по сравнению с экстремальным значением, апри отклонении скорости каждого двигателя от заданного изменения регулируют частоту импульсов управлениядвигателями для поддержания заданноЮго изменения скорости каждого двигателя, а общий источник питания выполнен в виде двух последовательно соединенных управляемого и неуправляе-мого выпрямителей, каждый индивидуальный преобразователь выполнен ввиде последовательно соединенныхтиристора, дросселя, конденсатораи снабжен обратным диодом, включен. ным параллельно конденсатору, причем аноды тиристоров образуют первые силовые входы индивидуальных преобразователей, вторые силовые входы которых объединены и подклю чены к точке соединения указанных выг рямителей, а выход каждого индивидуального преобразователя подключен ко второму выводу якорных об 33 4моток электродвигателей соответствующей секцииУстройство дополнительно снабжено последовательно соединенными дросселем и конденсатором, подключенным к выходу управляемого выпрямителя, и тиристором, анод которого подключен к выходу индивидуального преобразователя, а катодк положительному выводу управляемого выпрямителя.Устройство снабжено также резистором динамического торможения и дополнительным вентильно-конденсаторным преобразователем, состоящим иэ последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, шунтированного обратным диодом, причем силовые входы преобразователя подключены параллельно якорным обмоткам двигателей, а выходы - к резистору динамического торможения.На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для осуществления способа; на фиг, 2 а, б - схемы осуществления рекуперативного и динамического торможения.УФтройство содержит управляемый выпрямитель 1, соединенный последовательно с неуправляемым выпрямителем 2. К выходам выпрямителей подключены фильтры, состоящие из дросселей 3 и 4 и конденсаторов 5 и 6, К выходу фильтра неуправляемого выпрямителя 2 подключены и вентильно-конденсаторных преобразователей, состоящих из тиристоров 7, 8, 9 и С-контуров, содержащих дроссели 10, 11 и 12 и конденсаторы 13, 14 и 15, эашунтированные диодами 16, 17 и 18 таким образом, что катоды диодов связаны через дроссели .С-контуров с катодамитиристоров. Якори двигателей 19, 20 и 21 подключены первыми выводами к. катодам соответствующих тиристоров и вторыми выводами - к отрицательному полюсу управляемого выпрях мителя.Для,возможности рекуперации энергии двигателя одной секции на общие шины (фиг. 2 а) якорь двигателя 19 этой секции связан с анодом до-полнительного тиристора 22, катод которого подключен к положительному выводу управляемого выпрямителя 1, параллельно .которому .включен дополнительный Ы-контур, состоящий из катушки индуктивности 23 и конденсатора 24.Агрегаты с динамическим торможением каждой секции (фиг. 2 б) устроеныследующим образом.Каждый двигатель 19, 20 и 21 подключен с одной стороны к вентильноконденсаторным преобразователям, описанным выше, и с другой стороны -к дополнительным устройствам динамического торможения, состоящим из ре-.зисторов динамического торможения25, 26 и 27 тиристоров 28, 29 и 301.С-контуров, состоящих из дросселей 31, 32 и 33 и конденсаторов 34,35 и 36, зашунтированных диодами37, 38 и 39. Датчики скорости 40 соединены с валками 41, связанные лентой 42.Способ управления многосекционным агрегатом осуществляют следующимобразом (фиг. 1). 20Путем импульсно-фазового управления устанавливают напряжение управляемого выпрямителя 1 таким образом, цтобы скорость двигателей приблизительно равнялась заданной минимапьной из всех секций скорости,Индивидуальную подрегулировкускорости двигателя каждой секциипроизводят отпиранием соответствующих тиристоров. Так, например, гю- Зодают отпирающий импульс на тиристор7, заряжают конденсатор 13, послечего тиристор 7 запирается. Послезапирания тиристора 7 на двигатель19 подают напряжение, равное сумменапряжений управляемого выпрямителя и конденсатора, Таким образом,в зависимости от частоты отпирания тиристорв 7 напряжение на двигателе (и,. соответственно, его скорость) изменяют от напряжения, равного напряжению управляемого выпрямителя, до напряжения, равного сумме напряжений управляемого и неуправляемого выпрямителей. При этомустанавливают частоту импульсовсоответствующей заданному увеличению скорости данной секции по сравнению с минимальным значением и припомощи обратной связи по скорости50изменяют частоту импульсов управления для поддержания заданного увеличения скорости каждого двигателя,В приводах небольшой мощностивентильно-конденсаторные преобра 55зователи можно питать непосредственно от управляемого выпрямителя,При этом источник питания выполненв виде управляемого выпрямителя,а вентильно-конденсаторные преобразователи соединены параллельно и подклюцены к выводам выпрямителя, Устанавливают напряжение управляемого выпрямителя 1, соответствующее скорости, несколько превышающей заданную. Затем подают отпирающие импульсы на тиристоры 7, 8 и 9, заряжают конденсаторы 13, 14 и 15 до напряжения, приблизительно равного удвоенному выходному напряжению управляемого выпрямителя 1. После запирания тиристоров 7, 8 и 9 на двигатель подают напряжение от конденсаторов. При этом напряжение на двигателе изменяют в пределах от нуля до напряжения полностью открытого управляемого выпрямителя.Эпектропривод многодвигательного электропривода многосекционного агрегата работает следующим образом,На управляемом выпрямителе 1 устанавливается напряжение, соответствующее скорости двигателей, несколько меньше заданной. Если при этом тиристоры 7, 8 и 9 закрыты, то на двигатели 19, 20 и 21 поступает напряжение от управляемого выпрямителя 1 через диоды 16, 17 и 18. При отпирании тиристоров (например, тиристора 7) запирается диод 16 и на двигатель поступает суммарное напряжение управляемого выпрямителя 1 и неуправляемого выпрямителя 2. Одновременно через тиристор 7 и катушку индуктивности 10 заряжается конденсатор 13, запирающий тиристор 7. После разрядки конденсатора отпирается диод 16, и двигатель снова питается от управляемого выпрямителя. Иаким образом, при изменении частоты отпирания тиристора 7 напряжение на каждом двигателе дополнительно регулируется в пределах, определяемых напряжением неуправляемого выпрямителя.Иногодвигательный электропривод малой мощности с питанием от одного управляемого выпрямителя и параллельно соединенными вентильноконденсаторными преобразователями работает следующим образом. С заданной частотой отпираются. тиристоры 7, 8 и 9 Конденсаторы 13, 14 и 15 заряжаются от управляемого выпрямителя 1 по контурам: тиристор 7, индуктивность 1 О и конденсатор 13; тиристор 8, индуктивность.зо 35 4 О 45 50 55 11 и конденсатор 14; тиристор 9, индуктивность 12 и конденсатор 15. Пос ле зарядки конденсаторов закрываются тиристоры 7, 8 и 9 и конденсаторы 13, 14 и 15 разряжаются на двигатели 19, 20 и 21. В зависимости от частоты открывания каждого иэ тиристоров 7, 8 и 9 индивидуально регулируются скорости каждого двигателя.Электропривод с рекуперацией энергии на общие шины управляемого выпрямителя работает следующим образом.При возникновении активного момента на двигателе 19 (фиг. 2 а) включается тиристор 22 (с тиристора 7 сигнал управления снимается). Конденсатор 24, заряженный прежде до напряжения управляемого выпрямителя ОВ, дозаряжается через тиристор 22 до напряжения, равного,О +2(Вг-О ), Тиристоры управляемого выпрямителя 1 запираются и секции получают питание от конденсатора 24, После разряда конденсатора 24 вновь включается выпрямитель 1, Частота включения тиристора 24 пропорциональна рекуперируемой мощности.Электропривод с динамическим торможением (фиг. 2 б) работает сйедующим образом.В двигательном режиме включаются тиристоры 7 8 и 9 и заряжаются конденсаторы 13, 14 и 15. В режиме динамического торможения включаются тиристоры 28, 29 и 30 и заряжаются конденсаторы 34, 35 и 36 до напряжения, приблизительно равного удвоенному напряжению машин 19, 20 и 21 соответственно, После закрывания тиристоров 28, 29 и 30 конденсаторы разряжаются на резисторы 25, 26 ию 27, передавая им энергию, пропорциональную частоте отпирания тиристоров.Таким образом, данный электропривод обеспечивает высокую точность регулирования в большом диапазоне при существенном сокращении электро. оборудования либо дорогих и требующих обслуживания машин постоянного тока, либо многоэлементных индивидуальных тиристорных преобразователей, что повышает его надежность,формула изобретения 1. Способ регулирования многодвигательного электропривода многосекционного агрегата, при которомустанавливают общее силовов напряжение, задающее скорость, и подрегулируют скорость электродвигателякаждой секции многосекционного агрегата, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностипутем сокращения установленного электрооборудования, общее силовое напряжение устанавливают соответствующим экстремальной иэ всех секцийскорости электродвигателя в данномрежиме, а для обеспечения подрегулирования скорости каждой секции формируют частоту импульсов управленияэлектродвигателем каждой секции,соответствующей заданному изменениюскорости данной секции по сравнениюс экстремальным значением, а приотклонении скорости каждого двигателя от заданного изменения регулируютчастоту импульсов управления двигателями для поддержания заданного изменения, скорости каждого двигателя.1 2. Устройство для осуществленияспособа регулирования многодвигательного;электропривода многосекционного агрегата, содержащее общийисточник питания, один выход которогоподключен к первым выводам якорныхобмоток электродвигателей секций,и индивидуальные преобразователи,охваченные обратной связью по скорости, первые силовые входы которыхобъединены и подключены ко второмувыводу общего источника питания,о .т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности путемсокращения установленного оборудования общий источник питания выполнен в виде двух последовательносоединенных управляемого и неуправляемого выпрямителей, каждый индивидуальный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных тиристора дросселя, конденса-тора иснабжен обратным диодом,включенным параллельно конденсатору,причем аноды тиристоров образуютпервые силовые входы индивидуальных преобразователей, вторые силовые входы которых объединены и подключены к точке соединения указанных выпрямителей, а выход каждогоиндивидуального преобразователяподключен ко второму выводу якорныхобмоток электродвигателя соответствующей секции,9 936333. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено последовательно соединенными дросселем и конденсатором, подключенным ко входу уп равляемого выпрямителя, и тиристором, анодкоторого подключен к выходу индивидуального преобразователя, а катод - к положительному выводу управляемого выпрямителя. е1. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено резистором динамического торможения и дополнительным вентильно-конденсаторным преоб- й разователем, состоящим из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, шунтированного обратным диодом, причем силовые входы преобразователя подклю- рв цены параллельно якорной обмотке 3 10двигателя, а выходы - к резисторудинамического торможения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шестаков В,М. Автоматизированные электроприводы бумаго- и картоноделательных машин. М., "Лесная .промышленность, 1978, с. 15, 21.2. Электропривод агрегатаМПЭ, Технический проектОЛА.085.563) М.,ВНИИЭлектропривод,1977 машина для полива фотоэмульсией).3. Электропривод машины МПЛ,Технический проект ОЛА.661. М.,ВНИИЭлектропривод, 1980 (машина подслойно-поливочная)Й. Куликовский П,К., Шустов А.Д.Электропривод машин целлюлознобумажной промышленности. Госзнергоиздат. 1962, с. 169 170, 339