Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК H02P3/24 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными электро двигателями, в частности для торможения электродвигателей в устройствах, где необходим точный останов электроприводов. По основному авт. св. № 1123082 известно устройство для динамического торможения асинхронного электр двигателя, содержащее управляемьй выпрямитель, подключенный к обмотке статора электродвигателя, блок фазо вого управления, один вход которого соединен с выходом компаратора, сое диненного одним входом с выходом блока задания .опорного напряжения, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления торможением, дополнительный управляемьй вьтрямитель, один вход которого подключен к фазе источника питания и к соответствующему входу блока фазового управления, другой вход - с выходом блока фазового управления и входом ключевого элемелта, а выход - с выходом блока фазового управления и входом ключевого элемента, а выход - с соответствующим входом компаратора, выход ключевого элемента соединен с входо управляемого выпрямителя. Однако известное устройство имее низкую надежность, поскольку при не правильной установке задания величины напряжения торможения, торможение электродвигателя проходит с интенсивностью, отличной от оптимальной. При этом, если напряжение мало, двигатель тормозится недостаточно, если же оно велико - двигатель перегревается завышенным тормозным током, что приводит к его ускоренному износу и выходу из стро Наиболее критичными с точки зрения надежности работы электропривода являются предельные режимы, когда напряжение торможения отсутствует полностью, либо равно полному напря жению сети. В первому случае, тормо жение электропривода отсутствует, и после, окончания режима пуска двигатель значительное время вращается на свободном выбеге. На ряде приводов в металлургической промышленнос ти такой режим может привести к ава рии и выходу из строя механизмов. Во втором случае, когда на двига322тель в режиме торможения подается полное выпрямленное напряжение сети, ток торможения в 15-20 раз превышает номинальньм, двигатель испытывает сильные динамические удары и перегрев, что в конечном итоге приводит к быстрому выходу его из строя. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для динаг т1ческого торможения асинхронного электродвигателя введены блок контроля,дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и иэлемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первьй выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй вькод непосредственно подключены соответственно к перBotty и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первьй, второй входы и выход блока управления-торможением подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства для динамического торможения асинхронного электродвигателя. Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя содержит управляемьй выпрямитель 1, через которьй обмотки статора электродвигателя 2 соединены с источником переменного тока U-, блок 3 фазового управления, дополнительньй управляемый выпрямитель 4, компаратор 5, ключевой блок 6 блок 7 задания опорного напряжения, блок 8 управления торможением, блок 9 контроля, второй ключевой элемент 10, элемент 11 , элемент 12 И-НЕ. Входы управляемого выпрямителя 1, дополнительного выпрямит.еля 4 и один вход блока 3 фазового управления подключены к источнику переменного тока , выход управляемого вьшрямителя 1 соединен с обмоткой статора асинхронного электродвигателя 2, выход блока 3 фазового управления подключен к управляющему входу дополнительного управляемого выпрямителя 4 и через ключевой элемент 6 к входу упраяления управляемого выпрямителя 1, выход дополнительного управляемого выпрямителя 4 подключен к из входов компаратора 5 и к входу блока 9 контроля, другой вход компаратора 5 соединен с. выходом блока 7 задания опорного напряжения, а выход компаратора 5 подключен к второму входу блока 3 фазового управления, вход ключа 6 соединен с выходом блока 8 управления торможением, первьй выход блока 9 контроля через второй ключевой элемент 10 подключен к первому входу элемента 11 Ш1И, второй выход блока контроля 9 подключен к второму входу элемента 11 ИЛИ, входы элемента 12 И-НЕ подключены к входам и выходу блока 8 управления, а выход элемента 12 И-НЕ - к управляюще входу второго ключевого элемента 1 выход элемента 11 ИЛИ соединен с входом защиты ключевого элемента 6. Устройство работает следующим образом. Электродвигатель 2 в режим торможения переводится при срабатывании ключевого элемента 6, когда на его вход поступает единичньй сигнал и из блока 8 управления торможение При этом сигналы с выхода блока 3 фазового управления подаются на вход управления вьтрямителя 1 и выпрямленное напряжение от источника и подается на обмотку электродвигателя. 2, создавая на его валу тормозной момент. При этом средняя за период величина напряжения торможения равна и,„-- f (w,/) тАв амплитудное значение нагде Um пряжения источника и, функция, значение которой f (w. Ч) зависит от формы, частоты напряжения сети, параметров сигнала с выхода блок 3 фазового управления. На вход дополнительного управляе мого выпрямителя 4 подается напряже ние и от сети непосредственно, либо через понижающий трансформатор а на управляющий вход подаются те же сигналы с выхода блока 3, что и на управляющий вход управляемого вы прямителя 1, следовательно, среднее

за период значение напряжения на его нагрузке равно

К - (ел 7)

(2)

и

еып

где К - коэффициент передачи понижающего трансформатора. В случае подачи на вход выпрям - теля 4 непосредственно напряжения

сети численное значение . Компаратор 5, сравнивая выходное напряжение на дополнительном управляемом вьтрямителе 4 с опорным напряжением Ugp блока 7 задания опорного напряжения, воздействует на управляющий вход блока 3 фазового управления, определяя параметры сигналов на его выходе таким образом, что среднее за период значение напряжения на нагрузке дополнительного вьтрямителя 4 равно УВЫП KZ где К2 - постоянный коэффициент. Из выражений (1), (2) и (3) находим , обозначив -- К, К Из этого выражения видно, что напряжение для данной схемы не зависит от уровня, частоты и формы напряжения сети и определяется только величиной оп опорного напряжения. Так как напряжение на выходе дополнительного маломощного выпрямителя стабилизируется всегда, фаза всегда соответствует стабильному значению напряжения торможения, если даже режим торможения отсутствует, вследствие чего устройство обладает особенностью - готовностью к подаче стабильного торможения в любой момент. Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность торможения, и тем самым повьшение,точности останова электродвигателя при изменениях напряжения его питания и/или при изменении частоты питающего напряжения. Из вьфажений (3) и (4) U л -к ТАВИз вьфажения следует, что на выходе дополнительного управляемого вьтрямителя 4 в любой момент времени. независимо от режима работы устройс ва, присутствует напряжение Uo,. , пропорциональное величине напряжени торможения двигателя . При нахо дении Ug,n в заданном допуске, на выходах блока 9 контроля нулевые сигналы, которые через второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ подаются на вход защиты ключевого элемента 6, не влияя на его работу. Если в результате неправильной регу лировки величины напряжения, торможе ния, либо .на выходе -из строя узлов устройства, напряжение торможения и пропорциональное ему напряжение на выходе дополнительного выпрямителя А выходят за пределы допуска, то на одном из выходов блока 9 контроля появляется единичньй сиг нал, в зависимости от того, в какую сторону отклонилась величина напряжения. В -случае, если величина Ugbin уменьшается и V / ол / то единичный сигнал появляется на втором выходе блока 9 контроля и на выходе элемента 11 ИЛИ, который, поступая на вход защиты ключевого . элемента 6, запрещает подачу сигналов управления на вход вьтрямителя 1. Двигатель 2 сразу отключается -от сети ija все время,-пока U.ip не при мет снова допустимое значение. Если величина Ugyp увеличивается и / вчп.Аоп / то единичный сигнал появляется на первом выходе блока 9 контроля. При этом, если двигатель вращается, либо тормозится, т.е. в. данньй момент в устройстве присутствуют нулевые сигналы в или Н на входе блока 8 управления или сигнал торможения Цна его выходе, то на одном из входо элемента-12 И-НЕ присутствует нулевой сигнал, на выходе второго ключевого элемента 10 сигнал О и сигнал на: вход защиты ключевого элемента 6 не поступает, пока не закончится пуск Ипоследующее торможение двигателя 2. После окончания торможения на входах элемента 12 И-НЕ появляется сигнал 1, и единичный сигнал с выхода элемента 11. 1ШИ, поступая на вход защиты ключевого.элемента 6, снимает сигналы управления с .тиристоров вьтрямителя 1-. При выходе напряжения торможения за пределы заданного допуска в результате неправильной регулировки, либо выхода из строя элементов устройства, происходит снятие сигналов управления с тиристоров выпрямителя 1, причем, если напряжение торможения уменьшилось, то сигналы управления снимаются еразу в момент его уменьшения, если напряжение торможения увеличилось, то- снятие сигналов управления. про-изводится только после окончания пуска двигателя 2 и его последующего торможения. Таким образом, введение блока контроля позволяет обнаружить отклонение величины напряжения торможения за пределы допустимого значения,, а введение второго ключевого -элемента, элемента позволяет произвести однократно торможение двигателя, если величина напряжения тормож.ения превысила допустимое значение. Введение элемента ИЛИ позволяет сформировать в аварийном режиме сигнал защиты, снижающий сигналы управления с тиристоров управляемого выпрямителя, что в целом повьш1ает надежность работы устройства для динамического торможения асинхронного электродвигателя. - - .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. № 1123082, .отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности,в него введены блок контроля, дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и элемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый . выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первьй, второй входы и выход блока управления торможением S подключены к соответствукицим входам элемента И-НЕ, вьтход которого подсл ключен к второму входу второго ключевого элемента. со 1С 5 ft в Н