Способ управления электроприводом деревоперерабатывающей линии во время автоматического включения резерва Российский патент 2021 года по МПК B27L5/02 H02P1/16 H02P3/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротехническим комплексам и системам по переработке древесины, и может быть использовано в деревообрабатывающих линиях по производству шпона.

Известно техническое решение - патент RU 181730 U1 (опубликовано 26.07.2018 Бюл. №21). Недостатком прототипа является отключение автономных инверторов, при понижении напряжения в общем звене постоянного напряжения во время просадок напряжения в питающей сети при переключении систем автоматического включения резерва (АВР) на резервный источник электроснабжения, что приводит к остановке сложного технологического процесса.

Для обеспечения бесперебойной работы деревообрабатывающей линии по производству шпона при просадках напряжения в питающей сети, возникающих при срабатывании систем аварийного включения резерва предлагается способ управления выходной частотой и напряжением автономных инверторов.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является исключение технических остановок деревообрабатывающей линии по производству шпона при просадках напряжения в питающей сети, возникающих во время переключения на резервную питающую линию.

Техническим результатом от решения поставленной задачи является обеспечение бесперебойной работы деревообрабатывающей линии по производству шпона при возникновении просадок напряжения в сети электроснабжения и при переключениях системы АВР на резервную питающую линию, что повышает ее надежность и производительность.

Для достижения технического результата в схему электропривода, где все инверторы напряжения подключены к общим шинам постоянного напряжения через которые осуществляется энергообмен между электроприводами, работающими в двигательных режимах и в режимах генераторного торможения, введено устройство управления обеспечивающее контроль напряжения в звене постоянного напряжения и управление выходной частотой автономных инверторов, которая изменяется пропорционально с изменением напряжения на конденсаторе С-фильтра. Устройство контроля напряжения и управления частотой имеет два входа и один выход. Один из входов подключен к выходу задатчика интенсивности разгона и торможения электродвигателей электропривода, второй к выходу детектора контроля напряжения на общих шинах постоянного напряжения, а его выход к входам систем управления автономными инверторами. Устройство контроля напряжения и управления частотой обеспечивает перевод электродвигателей, подключенных к выходам автономных инверторов, в режим генераторного торможения при снижении напряжения в общем звене постоянного напряжения пропорционально с снижением напряжения на конденсаторе С-фильтра при его разряде, во время просадок напряжения в питающей сети. При просадках напряжения в питающей сети все двигатели переводятся в режим генераторного торможения замедляя разряд конденсатора общего звена постоянного напряжения и увеличивая время ожидания включения резервного питания с постепенным снижением скорости для подготовки корректной остановки в случае неуспешного срабатывания АВР и разгона привода, с любой пониженной скорости, при успешном срабатывании АВР.

Деревообрабатывающая линия по производству шпона (чертеж) содержит следующие элементы: 1 - питающий основной фидер, 2 - питающий резервный фидер, 3 - устройство автоматического включения резерва, 4 - понижающий трансформатор, 5 - трехфазная сеть 0,4 кВ, 6 - диодный выпрямитель, 7 - входной L-фильтр, 8 - общие шины постоянного напряжения, 9 - задатчик интенсивности разгона и торможения, 10 - детектор напряжения, 11 - устройство управления выходной частотой автономных инверторов, 12 - конвеер распиловки, 13 - центровочно-загрузочное устройство, 14 - токарный узел, 15 - конвеер сортировки, 16 - сглаживающие С-фильтры, 17 - автономные инверторы, 18 - асинхронные двигателя.

Асинхронные двигатели 18, привода всех механизмов 12-15 деревоперерабатывающей линии, подключены к выходам трехфазных автономных инверторов напряжения 17, к входу каждого из которых параллельно подключен С-фильтр 16 и общие шины постоянного напряжения 8, к которым также через сглаживающий дроссель 7 подключен выход диодного выпрямителя 6, вход которого подключен к трехфазной сети 5. Трехфазная сеть 5, содержащая понижающий трансформатор 4, подключена через устройство автоматического резерва 3 к питающему основному фидеру 1 или резервному фидеру 2. Управление интенсивностью разгона и торможения электропривода осуществляется от общего задатчика интенсивности разгона и торможения 9, на выходе которого формируется сигнал задания интенсивностью разгона и торможения поступающий на один из входов устройства управления выходной частотой автономных инверторов 11. На второй вход устройства управления выходной частотой автономных инверторов 11 с выхода детектора напряжения 10 поступает напряжение, значение которого изменяется пропорционально напряжению на общих шинах постоянного напряжения 8. На выходе устройства 11 формируется сигнал управления выходной частотой автономных инверторов 17, поступающий на входы систем управления, входящие в состав автономных инверторов 17.

Устройство функционирует следующим образом.

Диодный выпрямитель получающий электропитание через понижающий трансформатор и устройство автоматического включения резерва от питающего основного или резервного фидера 10 кВ, преобразует трехфазную систему линейных напряжений (с действующим значением 380 В) в выпрямленное напряжение, которое через сглаживающий дроссель выпрямителя поступает на общие шины постоянного напряжения 8 со средним значением 514 В. Выпрямленное напряжение подается на входы автономных инверторов 17. Автономные инверторы напряжения 17 управляют пуском, торможением, регулированием скорости асинхронных электродвигателей 18 приводов механизмов 12-15 в соответствии с заданием интенсивности разгона и торможения от общего задатчика 9. При возникновении неисправности в питающем фидере и автоматическом переключении на питающий резервный фидер происходит снижение напряжения на общих шинах постоянного напряжения 8. Напряжение с выхода детектора 10 поступает на вход устройства управления частотой и напряжением 11, на выходе которого формируется сигналы управления выходной частотой автономных инверторов таким образом, чтобы частота на выходе автономных инверторов 17 снижалась пропорционально напряжению на общих шинах постоянного напряжения, обеспечивая перевод всех электродвигателей входящих в состав электропривода в режим генераторного торможения с целью замедления разряда конденсаторов С-фильтра на период времени переключения на питающий резервный фидер и плавный разгон привода, с любой пониженной скорости, при успешном срабатывании АВР.

Применение предлагаемого способа управления выходной частотой и напряжением автономных инверторов позволяет устранить остановку оборудования при просадках напряжения в питающей сети во время переключения систем автоматического включения резерва на подстанциях и линиях электропередач, поддержать напряжение на шинах звена постоянного напряжения за счет использования внутренних энергетических ресурсов электропривода. Это позволит при эксплуатации деревообрабатывающей линии по производству шпона снизить количество технических остановок, а также производить лущенный шпон без брака.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электроприводом деревоперерабатывающей линии. Асинхронные двигатели (18) привода всех механизмов (12-15) линии подключены к выходам трехфазных автономных инверторов напряжения (17), к входу каждого из которых параллельно подключен С-фильтр (16) и общие шины постоянного напряжения (8), к которым также через сглаживающий дроссель (7) подключен выход диодного выпрямителя (6), вход которого подключен к трехфазной сети (5). Трехфазная сеть (5), содержащая понижающий трансформатор (4), подключена через устройство автоматического резерва (3) к питающему основному фидеру (1) или резервному фидеру (2). Управление электроприводом осуществляется от общего задатчика интенсивности разгона и торможения (9), на выходе которого формируется сигнал, поступающий на один из входов устройства (11). На второй вход устройства (11) с выхода детектора напряжения (10) поступает напряжение, значение которого изменяется пропорционально напряжению на общих шинах постоянного напряжения (8). На выходе устройства (11) формируется сигнал управления выходной частотой автономных инверторов (17), поступающий на входы систем управления, входящие в состав автономных инверторов (17). Повышается надежность и производительность деревообрабатывающей линии по производству шпона. 1 ил.

Способ управления электроприводом деревоперерабатывающей линии, во время автоматического включения резерва, содержащей диодный выпрямитель, к которому через сглаживающий L-фильтр подключено общее звено постоянного напряжения с блоком конденсаторов С-фильтра для перераспределения энергии генераторного торможения отдельных двигателей через общее звено постоянного напряжения между другими двигателями, при этом все автономные инверторы напряжения подключены к общим шинам постоянного напряжения, а асинхронные двигатели подключены к выходам автономных инверторов напряжения, заключающийся в разгоне и генераторном торможении с заданными интенсивностями, где регулирование действующего значения выходного напряжения на выходе каждого инвертора осуществляется по пропорциональному закону частотного регулирования скорости, отличающийся тем, что действующее значение напряжения на выходе каждого автономного инвертора задается системой управления максимальным, снижение напряжения в общем звене постоянного напряжения происходит вследствие разряда конденсатора на интервале времени срабатывания автоматического включения резерва, при этом уменьшение частоты на выходе автономных инверторов производится системой управления пропорционально со снижением напряжения на конденсаторе С-фильтра при его разряде, все двигатели переводятся в режим генераторного торможения, замедляя разряд конденсатора общего звена постоянного напряжения и увеличивая время ожидания включения резервного питания с постепенным снижением скорости для подготовки корректной остановки в случае неуспешного срабатывания автоматического включения резерва и разгона привода, с любой пониженной скорости, при успешном срабатывании автоматического включения резерва.