Система управления вентильным многодвигательным электроприводом

СО 103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК рш Н 02 Р 7/68 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 672717, кл. Н 02 Р 7/68, 1979.2, Авторское свидетельство СССРР 1007179, кл. Н 02 Р 7/68, 1983.(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬМ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащая управляемый базовыйвыпрямитель, выполненный по трех.фазной схеме с нулевйм выводом, двадополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующихдополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которыхобъединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базовоговыпрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, входы которогосоединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения,вход которого соединен с выходомгенератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа управления инуль-органы ограничения максимального,и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соади 801109849 иены соответственно с источниками управляющих напряжений и с источниками задания ограничений максимального и минимального углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нуль-органов управления, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соедине-, ны с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые - с выходом нуль- органа ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены Еа к выходам логических элементов И, а выходы соединены с анодами разделительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров, о т л и ч а ю щ а я- а с я тем, что, с целью повышения надежности, в нее введены датчик тока3 еевй базового выпрямителя, Включенный между нулевым выводом и общей тонкой анодов шунтирующих электродвигателидиодов, релейный элемент, овход кото- рого соединен с выходом датчика тока, ффффф нуль-орган исключения аварийного ре-. жима, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй - с источником постоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа исключения аварийного режима, а второй вход - с выходом релейного элемента, логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента И, а входы - с входами формирова 1телей импульсов, Й 5 -триггер, 5 -входкоторого соединен с выходом третьегологического элемента И, а инверсныйвыход соединен с третьими входамипервых двух логических элементов И,а также коммутирующий аппарат,вклю 109849ченный в силовую цепь базового выпрямителя, управляющий вход коТорого соединен с прямым выходом Я 5-триггера, при этом К -вход Й 5 "триг"гера является управляющим входомсистемы.30 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к многодвигатель"ным электроприводам, и может бытьиспольз вано в различных отрасляхпромышленности: бумагоделательной, 5текстильной и т,д,Известна система управлениявентильным многодвигательным электроприводом, содержащая управляемыйбазовый выпрямитель, выполненный потрехфазной схеме с нулевым выводом,два дополнительных тиристора, анодыкоторых подключены к выходу выпрямителя, два разделительных. диода,катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового выпрямителя,генератор синхронизирующих импульсов,блок управления, выходы которогосвязаны с анодами разделительных 20диодов и управляющими электродамидополнительных тиристоров 1.Недостатком такого устройстваявляется невысокая надежность вследствие возможности потери управления 25дополнительными тиристорами приуглах регулирования, близких к пре,дельным.Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению являетсясистема управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащая управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трехфазнойсхеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора, аноды которыхподключены к выходу выпрямителя, двашунтирующих диода, аноды которыхсоединены в общую точку, а катодыподключены к катодам соответствующих 0дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которыхобъединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового 2выпрямителя, генератор синхронизируюпрх импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа и нуль-органы ограничения максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соединены соответственно с источниками управляющих напряжений и с источниками задания ограничений максимального и минимального углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нуль- органов управления, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соединены с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены к выходам логических элементов И, а выходы формирователей импульсов соединены с анодами разделительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров 2.Недостатком известного устройства является невысокая надежность из-за возможности возникновения аварийных режимов, характерных для подобных силовых схем, Характерным для таких преобразователей является "гашение" (закрывание) дополнительных тиристоров при переходе синусоиды питающего напряжения через ноль. В эти моменты происходит коммутация вентилей - переход тока1109849 с дополнительного тиристора нашунтирующий диод. Для нормальнойработы преобразователя необходимо,чтобы коммутация закончилась идополнительные тиристоры закрылисьдо момента очередного открываниявентиля. базового выпрямителя, приоткрывании которого (совместно с одним из дополнительных тоисторов)к остальным закрытым дополнительнымтиристорам прикладывается прямое напряжение. Если дополнительные тиристоры за прошедшее время не восстановили своих запирающих свойств, топроисходит открывание этих допол"нительных тиристоров и нарушениеуправления электроприводами. Аварийные режимы могут возникнуть прикоммутации токов больше расчетныхили при изменении величины аноднойиндуктивности, что приводит к увеличению углов коммутации токов. Вэтом случае дополнительные тиристорыне успевают восстановить свои запирающие свойства и при появлениина выходе базового выпрямителя импульса напряжения происходит открывание дополнительных тиристоров,т.е. будет наблюдаться потеряуправляемости выпрямителя. Арарийные режимы могут возникнуть такжев результате выхода иэ строя вентиля базового выпрямителя, дополнительного тиристора или обрывацепи шунтирующего диода. Во всехэтих случаях ток базового выпрямителя будет протекать после моментапрохождения анодного напряжения через ноль в течение промежутка времени большего, чем расчетный промежуток в нормальном режиме работы.Цель изобретения - повышениенадежности системы управления путемблокирования системы управленияи отключения преобразователя домомента потери управляемости илиразвития аварии,Поставленная цель достигаетсятем, что в систему управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащую управляемыйбазовый выпрямитель, выполненныйпо трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора,аноды которых подключены к выходувыпрямителя, два шунтирующихэлектродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, акатоды подключены к катодам соот 4ветствуюших дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключенык управляющим электродам тиристоровбазового выпрямителя, генераторсинхронизнрующих импульсов, входыкоторого соединены с источникомпитания, генератор пилообразногонапряжения, вход которого соединенс выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нуль-органа управления и нуль-органы ограничениямаксимального и минимального угловрегулирования, первые входы кото"рых соединены с выходом генераторапилообразного напряжения, вторыевходы соединены соответственно систочниками управляющих напряженийи с источниками задания ограниче ний максимального и минимальногоуглов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нульорганов управления, а вторые - с 25 выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, двалогических элемента И, первые входыкоторых соединены с выходами логических элементов ИЛИ, а вторые - свыходом нуль-органа ограниченияминимального угла регулирования,два формирователя импульсов, входыкотсых подключены к выходам логических элементов .И, а выходы соединены с анодами разделительных диодови с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров,введены датчик тока базового выпрямителя, включенный между нулевым 4 О выводом и общей точкой анодов шунтирующих электродвигатели диодов, релейный элемент, вход которого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исключения аварийного режима1 45 первый вход которого соедИнен свыходом генератора пилообразногонапряжения, а второй - с источникомпостоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход коорого соединен с выходом нуль-органаисключения аварийного режима, а второй вход - с выходом релейного элемента, логический элемент ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с третьимтвходом третьего логического элемента И, а входы - с входами формирователей импульсов, 8 -триггер,5 -вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И,40 110984а инверсный выход соединен с третьими входами первых двух логическихэлементов И, а также коммутирующийаппарат, включенный в силовую цепьбазового выпрямителя, управляющийвход которого соединен с прямымвыходом Р 5 -триггера,при этомй-вход й 6 -триггера является управляющим входом системы.На фИг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2линейные диаграммы, поясняющиеработу системы управления.Система управления вентильныммногодвигательным электроприводомсодержит базовый выпрямитель 1, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительныхтиристора 2 и 3, подключенных анодами к выходу выпрямителя 1, два шунтирующнх электродвигатели 4 и 5диода б и 7, катоды которых соединены с катодами дополнительных тиристоров 2 и 3, а аноды соединеныв общую точку, разделительные диоды 8,1 и 8.2, генератор 9 синхронизирующих импульсов, входы которогосоединены с источником питания, генератор 10 пилообразного напряжения,вход которого соединен с выходом генератора 9 синхронизирующих импульсов, два нуль-орагана 11 и 12 управления, нуль-органы 13 и 14 ограничения соответственно максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соедине 35ны с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, вторые выходысоединены соответственно с источниками 15 и 1 б управляющих напряженийи с источниками задания ограничениймаксимального О,и минимальногоУуглов регулирования, два логических элемента ИЛИ 17 и 18, первыевходы которых соединены с выходаминуль-органов 11 и 12 управления,45а вторые - с выходом нуль-органа 13ограничения максимального угла регулирования, два логических элейенота И 19 и 20, первые входы которыхсоединены с выходами логических элементов ИЛИ 17 и 18, а вторые - с выходом нуль-органа 14 ограниченияминимального угла регулирования,два формирователя 21 и 22 импульсов,входы которых подключены к выходам 55,логических элементов И 19 и 20, а вы-,ходы формирователей 21 и 22 соединеныс анодами разделительных диодов 8.1 9 би 8.2 и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров 2 и 3.В систему управления введены датчик 23 тока базового выпрямителя 1, включенный между нулевым выводом и общей точкой анодов шунтирующих диодов 6 и 7, релейный элемент 24, вход которого соединен с выходом датчика 23 тока, нуль-орган 25 исключения аварийного режима, первый вход которого соединен с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, а второй - с источником 2 б постоянного напряжения, третий логический элемент И 27, первый вход которого соединен с выходом нуль- органа 25 исключения аварийного режима, в торой вход - с выходом релейного элемента 24, логический элемент ИЛИ-НЕ 28, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента И 27, а входы - с входами формирователей 21 и 22,импульсов, К 5 -триггер 29, 5 -вход 30 которого соединен с выходом третьего логического элемента И 27,а инверсный выход 31 соединен с третьими входами первых двух логических элементов И 19 и 20, коммутирующий аппарат 32, включенный в силовую цепь базового выпрямителя 1, управляющий вход которого соединен с прямым выходом 33 К 5 -триггера 29. К -вход 34 Ю -триггера 29 является управляющим входом системы.Система работает следующим образом.Генератор 9 синхронизирующих импульсов вырабатывает импульсы частотой ЗХ, где- частота сети. Генератор 10 пилообразного напряжения, управляемый этими импульсами, формирует пилообразное напряжение (фиг,2, У), поступающее на первые входы нуль-органов 11-14 и 25, где оно сравнивается с напряжения" ми: задания момента начала контроля тока базового выпрямителя Бр 6 управления 0 у и 0 у 2 16задания максимального Бц, и минимального 11 . углов регулирования. С мо 1 вментов равенства указанных напряжений пилообразному напряжению 011 на выходах нуль-органов 11-14 и 25 формируются соответственно сигналы гр ф Ну 1 ф 1 у 2 ю Ндэ Оп С по мощью логических элементов ИЛИ 17,18 и И 19, 20 обеспечивается пере7 11098дача сигналов на формирователи 21 и22 импульсов при наличии разрешающего сигнала на третьих входах элементов И 19 и 20 с инверсного выхода 31 триггера 29. Импульсы формируются по переднему фронту сигнала П(Пу 2), если угол регулирования о ,(Ы 4 Ыт.е. в моментравенства пилообразного и управляющего напряжений. При с( о( ,ймпульсы управления формируются попереднему фронту сигнала Б ,свыхода нуль-органа 13, т.е. в моментравенства пилообразного напряженияи напряжения задания максимальногоугла регулирования. При К ( с( ;импульсы формируются по переднемуфронту сигнала Б , с выходануль-органа 14, т,е. в момент равенства пилообразного напряжения задания ограничения минимального угларегулирования О , До моментапоявления импульса на выходе одного из логических элементов И 19,20на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 2528 имеется сигнал "1", который поступает на вход третьего логическогоэлемента И 27. В моменты наличия навыходе нуль-органа 25 исключенияаварийного режима сигнала "1" - Пэтот сигнал поступает на первыйвход третьего логического элемента И27. При наличии сигналов "1" на первом и третьем входах элемента И 27разрешается контроль тока базового35выпрямителя. Если на выходе датчика23 тока существует сйгнал наличиятока базового выпрямителя, то навыходе релейного элемента 24 появляется сигнал "1". При этом на всех,трех входах элемента И 27 будут сиг"калы "1" и на выходе элемента И 27также появится сигнал "1". Сигнал"1" с выхода элемента И 27 поступаетна 5 -вход 30 триггера 29 и переклю"45чает его. На инверсном выходе 31триггера 29 появится сигнал "0", который поступает на третьи входыэлементов И 19 и 20 и блокирует ихвыходы,50Если на указанном интервале токбазового выпрямителя 1 отсутствует,то на третьи входы элементов И 19и 20 поступит сигнал "1" с инверсноговыхода 31 триггера 29 (Фиг.2 П ).1 рВ этом случае элементы И 19 5 20будут пропускать сигналы на формирователи 21 и 22 импульсов. С моментапоявления на выходе одного из эле 49 8ментов И 19, 20 сигнала "1" элемент ИЛИ-НЕ 28 формирует на своем выходе сигнал "0" и на 5 -входе триггера 29 независимо от срабатывания нуль-органа 25 и релейного элемента 24 существует сигнал "0". Триггер 29 при этом сохраняет свое рабочее состояние. Интервал времени контроля тока базового выпрямителя является переменным, зависящим эт углом регулирования дополнительных тиристоров2 и 3. В устройстве этот интервал реализуется сигналом интервала контроля тока базового выпрямителя Уунтпредставляющего логическое произведение сигналов Бгр с выходануль-органа 25 исключения аварийного режима и сигналов с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28. Операция логического произведения выполняется элементом И 27 по первому и третьему входам. Так как минимальный угол регулирования ограничен сигналом Б,.тцо ф то наименьший интервал времени контроля тока базового выпрямителяопределяется с момента срабатывания нуль-органа 25 и до момента срабатывания нуль-органа 14. Однаконаименьший интервал контроля токабудет иметь место только в редкихслучаях, при работе с минимальными углами открывания вентилей. Вовсех остальных случаях интервалконтроля тока будет больше наименьшего значения. Выполнение интервалаконтроля тока переменным с изменением конца интервала от моментасрабатывания нуль-органа 14 до момента срабатывания одного из нульорганов 11 и 12 управления позволяетне только проконтролировать спаданиетока до нуля за расчетный интервалвремени (до момента срабатыванияцнуль-органа 25), но и возможностьпоявления тока от аварийной ситуации до момента открывания первогодополнительного тиристора (до мо-мента появления сигнала на входеформирователя импульсов). При появлении на инверсном выходе триггера29 сигнала "О" - 0 , блокирующеговыходы логических элементов И 19и 20, на прямом выходе триггерапоявляется сигнал отключения УН 1, бтк1, который поступает на управляющий вход коммутирующего аппарата 32и отключает его, тем самым разрываясиловую цепь базового выпрямителя.Отключение необходимо. применятьдля прерывания аварийного режима,который уже имеет место. В качествекоммутирующего аппарата можно применять автоматический выключательс дистанционным отключением, т.е. 5сигнал с прямого выхода триггера29 подавать на отключающую обмоткучерез соответствующий усилитель.Повторное включение системы управления в работу осуществляется подачейимпульса "Пуск" с пульта управленияна Й -вход 34 триггера 29, что приводит к снятию блокировки импульсов управления.Таким образом, система управления обеспечивает высокую надежность работы вентильного многодвигательного электропривода, так как она не только контролирует и отключает пракги+ чески все аварийные режимы, но и в большинстве случаев исключает аварийные режимы или их развитие за счет контроля . тока базового выпрямителя до момента открывания дополнительного тиристора.1109849 Составитель В. ПоспелТехред С. Мигунова Корректор В. Бутяг Пекар едакт Заказ 6097/3 Тираж 667 ВНИИПИ Государственного коми спо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушская