Система управления вентильным многодвигательным электроприводом Советский патент 1984 года по МПК H02P7/68 

телей импульсов, R5 -триггер, 5 -вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И, а инверсньй выход соединен с третьими входами первых двух логических элементов И, а также коммутирующий аппарат,включенный в силовую цепь баэового выпрямителя, управляющий вход Kotopoго соединен с прямым выходом RS-триггера, при этом R -вход R5 -триггера является управляющим входом системы.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТВДЬНЫМ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЬМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащая управляемый базовый вьшрямитель, выпапненный по трех фазной схеме с нулевЬм выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующих дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового вьшрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, два нул.ь-органа управления и нуль-органы ограничения максимального ,и минимального УГЛОВ ре1зулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы соеди , п: « V(.,-i; ;:(.,| нены соответственно с источниками управляющих напряжений i: 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 нульоргана ограничения минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены к выходам логических элементов И, (Л а вькоды соединены с анодами разде-г с лительных диодов и с управляющими электродами и катодами дополнит ьных тиристоров, отличающаяс я тем, что, с целью повьшения надежности, в нее введены датчик тока базового вьшрямителя. Включенный между нулевым вьшодом и общей тонкой 0 анодов шунтирующих электродвигатели 00 диодов, релейный элемент, овход кото--4 со рого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исхслючения аварийного режима, 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 К, а входы - с входами формирова

Изобретение относится к электротехнике, а именно к многбдвигатель ным электроприводам, и может быть использовано в различных отраслях промьшшенности: бумагоделательной, текстильной и т.д..

Известна система управления вентильным многодвигательным электроприводом содержащая управляемый базовьй вьшрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым вьшодом, два дополнительных тиристора, анод которых подключены к выходу выпрямителя, два разделительных, диода, катоды которых объединены и подключаны к управляющим электродам тиристоров базового выпрямителя, генератор синхронизирующих импульсо блок управления, выходы которого связаны с анодами разделительных диодов и управляющими электродами дополнительных тиристоров tl 3

Недостатком такого устройства является невысокая надежность вслед ствие возможности потери управления дополнительными тиристорами при углах регулирования, близких к пре.дельным.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащая упранляемьй базовый выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевим выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, дв шунтирующих диода, аноды которых соединены в общую точку, а катоды подключены к катодам соответствующи дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров базового

вьгарямителя, генератор синхронизирующих 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, первы 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 нульорганов управления, а вторые - с выходом нуль-органа ограничения максимального угла регулирования, два логических элемента И, первые входы которых соединены с вькодами 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 не управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров 1.2,

Недостатком известного устройств является невысокая надежность из-за возможности возникновения аварийных режимов, характерных для подобных силовых схем. Характерным для таких преобразователей является гашение (закрьшание) дополнительных тиристоров при переходе синусоиды питающего напряжения чере ноль. В эти моменты происходит коммутация вентилей - переход тока

с дополнительного тиристора на шунтирующий диод. Для нормальной работы преобразователя необходимо, чтобы коммутащ я закончилась и дополнительные тиристоры закрылись до момента -очередного открывания вентиля, базового вьшрямителя, при открывании которого -(совместно с одним из дополнительных.тцоисторов) к остальным закрытым дополнительным тиристорам прикладывается прямое напряжение. Если дополнительные тиристоры за прошедшее время не восстановили своих запирающих свойств, то происходит открывание этих дополнительных тиристоров и нарушение управления электроприводами. Аварийные режимы могут возникнуть при коммутации токов больше расчетных или при изменении величины анодной индуктивности, что приводит к увеличению углов коммутации токов. В этом случае дополнительные тиристор не успевают восстановить свои запирающие свойства и при появлении на выходе базового вьтрямителя импульса напряжения происходит открывание дополнительных тиристоров, т.е. будет наблюдаться потеря управляемости вьтрямителя. Арарийные режимы могут возникнуть также в результате выхода из строя вентиля базового вьтрямителя, дополнительного тиристора или обрыва цепи шунтирующего диода. Во всех этик случаях ток базового выпрямителя будет протекать после момента прохождения анодного напряжения через ноль в течение промежутка времени большего, чем расчетный промежуток в нормальном режиме работы.

Цель изобретения - повьшение надежности системы управления путем блокирования системы управления и отключения преобразователя до момента потери управляемости или развития аварии.

Поставленная цель достигается тем, что в систему управления вентильным многодвигательным электроприводом, содержащую управляемый базовый выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора, аноды которых подключены к выходу выпрямителя, два шунтирующих электродвигатели диода, аноды которых соединены в- общую точку, а катоды поякпю ены к катодам соотвстствуюишх дополнительных тиристоров, два разделительных диода, катоды которых объединены и подключены к уттравляюп&тм электродам тиристоров базового выпрямителя, генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с источником питания, генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора синхронизирую0щих импульсов, два нуль-органа управления и нуль-органы ограничения максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соединены с выходом генератора

S пилообразного напряжения, вторые входы соединены соответственно с источниками управляющих нагряжений и с источниками задания ограничений максимального и минимального

0 углов регулирования, два логических элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами нульорганов управления, а вторые - с

5 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

0 минимального угла регулирования, два формирователя импульсов, входы которых подключены к выходам логических элементов .И, а выходы соединены с анодами разделительных диодов

5 и с управляющими электродами и катодами дополнительных тиристоров, введены датчик тока базового выпрямителя, включенный между нулевым выводом и общей точкой анодов шунти0рующих электродвигатели диодов, релейный элемент, вход которого соединен с выходом датчика тока, нуль-орган исключения аварийного режима, первьй вход которого соединен с

5 выходом генератора пилообразного напряжения, а второй - с источником постоянного напряжения, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа

0 исключения аварийного режима, а второй вход - с выходом релейного элемента, логический элемент l-fflH-HE, выход которого соединен с третьим входом третьего логического элемен5та И, а входы - с входами формирователей импульсов, RS -триггер, 5-вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И, а инверсньй выход соединен с третьи ми входами первых двух логических элементов И, а также коммутирующий аппарат, включенный в силовую цепь базового выпрямителя, управляющий вход которого соединен с прямым выходом PS -триггера, при этом R-вход RS -триггера является управ ляющим входом системы. На фиг.1 представлена функциональная схема устройстваJ на фиг.2 линейные диаграммы, поясняющие работу системы управления. Система управления вентильным многодвигательным электроприводом содержит базовый вьшрямитель 1, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, два дополнительных тиристора 2 и 3, подключенных анода ми к выходу вьшрямителя 1, два шунтирующих электродвигатели 4 и 5 диода 6 и 7, катоды которых соединены с катодами дополнительных ти ристоров 2 и 3, а аноды соединены в общую точку, разделительные диоды 8.1 и 8.2, генератор 9 синхронизирующих импульсов, входы которог соединены с источником питания, ген ратор 10 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом ге нератора 9 синхронизирующих и шyльсов, два нуль-орагана 11 и 12 управления, нуль-органы 13 и 14 ограничения соответственно максимального и минимального углов регулирования, первые входы которых соедине ны с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, вторые выходы соединены соответственно с источниками 15 и 16 управляющих напряжений и с источниками задания ограничений мщссимального V и минимального tnir регулирования, два логических элемента ИЛИ 17 и 18, первые которых соединены с выходами нуль-органов 11 и 12 управления, а вторые - с выходом нуль-органа 13 ограничения максимального угла регулирования, два логических эле 1ента И 19 и 20, первые входы которых соединены с выходами логических эле ментов ИЛИ 17 и 18, а вторые - с вы ходом нуль-органа 14 ограничения минимального угла регулирования, два формирователя 21 и 22 импульсов входы которых подключены к выходам логических элементов И 19 и 20, а в ходы формирователей 21 и 22 соедине с анодами разделительных диодов 8. 96 и 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 26 постоянного напряжения, третий логический элемент И 27, первый вход которого соединен с выходом нульоргана 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, R5 -триггер 29, S-вход 30 которого соединен с выходом третьего логического элемента И 27,а ин- версный выход 31 соединен с третьими входами первых двух логических элементов И 19 и 20, коммутирующий аппарат 32, включенньй в силовую цепь базового вьщрямителя 1, управляющий вход которого соединен с прямым выходом 33 RS-триггера 29. R -вход 34 RS -триггера 29 является управляющим входом системы. Система работает следующим образом. Генератор 9 синхронизирующих импульсов вырабатывает импульсы частотой 3f, где f - частота сети. Генератор 10 пилообразного напряжения, управляемый этими импульсами, формирует пилообразное напряжение (фиг.2, Up), поступающее на первые входы нуль-органов 11-14 и 25, где оно сравнивается с напряжениями; задания момента начала контроля тока базового выпрямителя U;.p26 У равления U у и 2 1б задания максимального ,, и минимального Uj.p углов регулирования. С, моментов равенства указанных напряжений пилообразному напряжению на выходах нуль-органов 11-14 и 25 формируются соответственно сигналы гр 1 2 mo(x m;n мощью логических элементов ИЛИ 17, 18 и И 19, 20 обеспечивается передача сигналов на формирователи 21 и 22 импульсов при наличии разрешающе го сигнала на третьих входах элементов И 19 и 20 с инверсного выхода 31 триггера 29. Импульсы формируются по переднему фронту сигнала U,(Uy2) если угол регулирования об ., т.е. в момент равенства пилообразного и управляющего напряжений. При об ot 0,, импульсы управления формируются по переднему фронту сигнала U,,; с выхода нуль-органа 13, т.е. в момен равенства пилоЪбразного напряжения и напряжения задания максимального угла регулирования. При oL ot j импульсы формируются по переднему фронту сигнала U с выхода нуль-органа 14, т.е. в момент равенства пилообразного напряжения за дания ограничения минимального угла До момента регулирования появления импульса на выходе одного из логических элементов.И 19,20 на выходе логического элемента ИЛИ28 имеется сигнал 1, который поступает на вход третьего логического элемента И 27. В моменты наличия на выходе нуль-органа 25 исключения аварийного режима сигнала 1 - U, этот сигнал поступает на первый вход третьего логического элемента 27. При наличии сигналов 1 на пер вом и третьем входах элемента И 27 разрешается контроль тока базового выпрямителя. Если на выходе датчика 23 тока существует сигнал наличия тока базового вьшрямителя, то на выходе релейного элемента 24 появляется сигнал 1. При этом на вс трех входах элемента И 27 будут сиг налы 1 и на выходе элемента И 27 также появится сигнал 1. Сигнал 1 с выхода элемента И 27 поступае на 5-вход 30 триггера 29 и переклю чает его. На инверсном выходе 31 триггера 29 появится сигнал О, ко торый поступает на третьи входы элементов И 19 и 20 и блокирует их выходы. Если на указанном интервале ток базового выпрямителя 1 отсутствует, то на третьи входы элементов И 19 и 20 поступит сигнал 1 с инверсно выхода 31 триггера 29 (фиг.2 ). В этом случае элементы И 19 з 20 будут пропускать сигналы на формирователи 21 и 22 импульсов. С момен появления на выходе одного из элеJrpментов И 19, 20 сигнала 1 элемент И.ПИ-НЕ 28 формирует на своем выходе сигнал О и на 5 -входе триггера 29 независимо от срабатывания нуль-органа 25 и релейного элемента 24 существует сигнал О. Триггер 29 при этом сохраняет свое рабочее состояние. Интервал времени контроля тока базового вьшрямителя является переменным, зависящим от углом регулирования дополнительных тиристоров 2 и 3. В устройстве этот интервал реализуется сигналом интервала контроля тока базового выпрямителя U,, представляющего логическое произведение сигналов Uf.(j с выхода нуль-органа 25 исключения аварийного режима и сигналов с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28. Операция логического произведения вьшолняется элементом И 27 по первому и третьему входам. Так как минимальный угол регулирования ограничен сигналом и,-р, то наименьший интервал времени контроля тока базового выпрямителя определяется с момента срабатывания нуль-оргача 25 и до момента срабатьшания нуль-органа 14. Однако наименьший интервал контроля тока будет иметь место только в редких случаях, при работе с минимальными углами открывания вентилей. Во всех остальных случаях интервал контроля тока будет больше наименьшего значения. Вьтолнение интервала контроля тока переменным с изменением конца интервала от момента срабатьшания нуль-органа 14 до моманта срабатьшания одного из нульорганов 11 и 12 управления позволяет не только проконтролировать спадание тока до нуля за расчетный интервал времени (до момента срабатьгоания нуль-органа 25), но и возможность появления тока от аварийцрй ситуации до момента открывания первого дополнительного тиристора (до момента появления сигнала на входе формирователя импульсов). При появлении на инверсном выходе триггера 29 сигнала О - U блокирующего выходы логических элементов И 19 и 20, на прямом выходе триггера появляется сигнал отключения U 1, который nocTjmaeT pa управляющий вход коммутирующего аппарата 32 и отключает его, тем самым разрывая силовую цепь базового выпрямителя. Отключение необходимо. применять

для прерьюания аварийного режима, который уже имеет место. В качестве коммутирующего аппарата можно применять автоматический выключатель с дистанционным отключением, т.е. сигнал с прямого выхода триггера 29 подавать на отключающую обмотку через соответствующий усилитель. Повторное включение системы управления в работу осуществляется подачей импульса Пуск с пульта управления на R-вход 34 триггера 29, что приводит к снятию блокировки импульсов управления.

Таким образом, система управления обеспечивает высокую надежность работы вентильного многодвигательног электропривода, так как она не только контролирует и отключает пр.аТсТИчески 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.

г

иЯя.

У7

-dJLpfr

tfnKft

KwpnSa с ауяьаш даоаНлент

21

И 11 H ipi in;n П .П r I . I I yq 1 П in i t I I I i t I . n n; П П fliUUl П П f I M 1 n П П I : I . « -- ..J