Многодвигательный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 H02P7/74 

зователь частоты (ПЧ), выполненный в виде последовательно соединеннь.1х . между собой выпрямителя 2, ьС фильТ- ра 3 и инвертора 4 тока. К инвертору 4 подключены компенсирующий блок 17 и.через коммутаторы 11 и 12 - пусковая конденсаторная батарея (КБ) 5 и .группа АД 1. КБ 5 подключена также через коммутатор 13 к входу выпрямителя 2, связанного с сетью. Управление коммутаторами 11 - 13 осу-, ществляется от блока 10 управления, выполненного на логических элементах. Казвдая фаза КБ 5 составлена из последовательно соединенных конденсатора 6 и резистора 7. Резистор 7 шунти. Изобретение относится к электротехнике и предназначено для работы в системе группового асинхронного электропривода.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.

На фиг. 1 представлена:схема многодвигательного электропривода с преобразователем частоты для питания группы асинхронных двигателей; на . фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя при пуске электродвигателя.

Многодвигательный электропривод соДержит группу асинхронных двигателей 1, подключенных к преобразователю частоты, состоящему из последовательно соединенных вьтрямителя 2, LC-фильтра 3 и инвертора 4 тока пусковую конденсаторную батарею 5, каждая фаза которой выполнена в. виде последовательно соединенных конденсато ра 6 и резистора 7, параллельно которому включен нормально замкнутый .ключ 8 с управляющим входом 9, блок 10 управления, коммутаторы 11 - 13с управляющими входами соответственно 14 - 16. Через коммутаторы 12 к выходу преобразователя подключены асинхронные двигатели и непосредст- венно вентильно-реакторный компен- сирукнций блок 17.

Блок 10 управления (фиг. 2) имеет управдяюпщй вход 18 и выполрован размыкающим ключом 8, управляемым блоком 10 управления. Блок 10 обеспечивает подключение КБ 5 к входу ПЧ в -период между пусками А,Ц 1. и в период отключения очередных АД 1 - подключение КБ 5 к выходу ПЧ. Это позволяет повысить выходной козффи- циент мощности. За счет действия конденсаторов входной ток ПЧ оказывается более близким к синусоидальному, т.е. уменьшаются искажения напряжения сети. Включение КБ 5 на входе ПЧ на время между очередными пускаъш-АД 1 позволяет рационально использовать силовое оборудование. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

нен на основе N RS- и N D-триггеров соответственно 19 и 20 по числу асинхронных .двигателей, N нормально

разомкнутых 21 и нормально замкнутых 22 контактов, 2 N сопротивлений 23 и 24, двух групп по N логических элементов НЕ 25 и 26 и 2И 27 и 28, N элементов 2 ИЛИ 29, двух N -входовых элементов ИЛИ 30 и 31,

а также шести элементов 32 - 37 за-г . держки, пяти D-триггеров 38 - 42, четырех элементов 2И 43 - 46, двух логических элементов 2 ИЛИ 47 и 48 и элемента НЕ 49.

Блок 10 управления имеет также первьй 50, второй 5.1, третий 52 выходы соответственно, N входов 53 по числу асинхронных двигателей. При этом нормально замкнутые 22 и нормально разомкнутые 21 контакты через сопротивления 23 и 24 подключены к питающему напряжению, соответствующие выводы нормально разомкнутьрс контактов образуют входы логических

элементов НЕ первой группы .25, выходы которых связаны с одним из входов элементов 2И первой группы 2.7, другими входами подключенных к выходу элемента НЕ 49, а выходами соедивенных с S-входами RS-триггеров 19 и с входами первого Ы-входового ло- гического элемента ИЛИ 47, выход которого подключен к одному из входов первого элемента 2 ИЛИ, другим

входом соединенного с управляющим

входом 18 блока управления, а выходом подключенного к R-входам первых четырех D-триггеров 38 - 41., соответствующие выводы нормально замкнутых контактов соединены с одним из N вко дов логических элементов 2 ИЛИ 29, другие входы которых связаны с управляющим входом 18 блока 10 управления, а также с S-входом пятого D-тригге- ра 43, прямой выход которого образует N+3 выход 50 блока управления, свя- занньй с управляющим входом 16 коммутатора 13, соединяющего выводы пусковой батареи 5 с входом преобразователя (фиг. 1), Выходы N логических эле- ментов 2 ИЛИ 29 соединены с R-входа- ми N RS-триггеров 19, выходы которых образуют входы второго N-входового элемента ИЛИ 31, выходом связанного с одним из. входов первого логического элемента 2И 43, другой вход которого соединен с инверсным выходом четвертого D-триггера 41, а выход подключен к информационным и через соответственно первый, второй и третий элементы задержки к синхронизирующим входам первых трех D-триггеров 38 - 40, а также к входу .элемента НЕ 49. Прямой и инверсньй выходы соответственно первого и второго D-триггеров 38 и 39 через второй логический элемент 2И 44 образуют N+1-выход 51 блока управления, связанного с управляющим входом коммутатора 14, через который выводы пусковой конденсаторной батарей 5 подключены к выходу преобразователя. Прямой выход второго D-триггера 39 соединен с информационными через соответственно четвертый 35 и пятый 3 элементы задержки с синхронизирующими входами четвертого 41 и пятого 42 D-триггеров, а также с одним из входов третьего логического элемента 2И 45, другой вход которого связан с инверсным выходом четвертого D-триггера 41, а выход - с одним из входов второго элемента 2 ИЛИ 48, выход которого образует N+2-выход 52 блока управления, соединенный с управляющим входом нормально замкнутых ключей 8 пусковой конденсаторной батареи 5, а другой вход второго элемента 2 ИЛИ подключен к выходу четвертого логического элемента 2И 46, одним из входов соединенного с информационными входами первых трех D-триггеров 38 - 40, а другим - с инверсным входом третьего D-триггера 40,

0

5

5

прямой выход которого соединен с информационными входами N D-триг- геров 20 и через шестой элемент 37 /задержки с одним из входов логических элементов 2И второй группы, другие входы которых, связаны с прямыми выходами N RS-триггеров 19 и через, элементы НЕ второй группы 26 с К-входами D-триггеров 20, а выходы подключены к синхронизирующим входам N D-триггеров 20, прямые выходы которых образуют N выходов 53 блока управления, соединенных с управляющими входами 15 коммутаторов 17, через которые асинхронные двигатели подключены к выходу преобразователя.

Многодвигательньй электропривод работает следующим образом.

При начальном включении преобразователя через управляющий вход i8 блока 10 управления пятый D-триг- гер 42 устанавливается в единичное состояние, подавая разрешающий сигнал на N+3-выход 50 блош 10 управления, связанный с управляющим входом 16 коммутатора 13, который подключает пусковую конденсаторную . батарею 5 к входу преобразователя. При этом N RS-триггеров 19 через ло- гические элементы 2 ИПИ 29, N D-триггеров 20 через элементы НЕ второй группы 26, первые четыре D-триггера 38 - 41, через первый логический элемент 2 ИЛИ 47 устанавливаются в нулевое состояние.

На выходе первого логического . элемента 2И 43 будет сигнал логического нуля, который инвертируется элементом НЕ 49, снимая блокировочный сигнал с логических .элементов 2И 27 первой группы, тем самым разрешая пуск асинхронного двигателя.

При включении электродвигателя замыкается соответствующий контакт 21 и через логические элементы НЕ 25 первой группы и 2И 27 первой группы RS-триггер 19 устанавливается в еди- - ничное состояние, а также через пер- вый N-входовой элемент ШШ 30 и первый элемент 2 ШШ 47 происходит уста- новка пяти D-триггеров 39 - 42 в нулевые состояния. При этом нулевым сигналом на прямом выходе пятого D-триггера 42 происходит отключение пусковой конденсаторной батареи 5 с входа, преобразователя. Сигнал логической единицы с выхода RS-тригге- ра 19 через второй N-входовой элемент ШШ 31 и первый логический эле5

0

5

мент 2И 43 поступает на информационные входы первых трех D-триггеров 38 40, которые соответственно через длительности времени t -ч (фиг, 3), определяемые первым, вторым и третьим элементами 32 - 34 задержки, устанавливаются в единичные состояния. На выходе второго логического элемента 2И 44, образующего N+1-выход 51 блока 10 управления, формируется импульсный сигнал длительности ( ц), управляющий коммутатором 11. На выходе четвертого -логического элемента 2 И 46 формируется импульс длительностью Г , которьй через второй элемент 2 ИЛИ 48 поступает на N+2-выход 52 блока 10 управления, соединенный с управляющим входом 9 ключа В, контакты которого размыкаются, тем самым подключая сопротивле- . ния .7 последовательно конденсато-. рам 6. Через время ц , достаточное для размыкания- ключа 8, срабатывает коммутатор 11, который подключает пусковую батарею 5 к выходу, преобразователя, а также через первый вхо- довой элемент ИЛИ 30 и первый.элемент 2 ИЛИ происходит установка пяти D-триггеров 38 - 42 в нулевые состояния. -При этом нулевым сигналом на прямом выходе пятого D-триггера 42 происходит отключение пусковой

конденсаторной батареи 5 с входа

преобразователя.

Длительность времени (Тз-ц) определяется перезарядом части коммутирукнцик конденсаторов через балластные сопротивления 7, после чего контакты ключа 8 замыкаются, шунтируя сопротивления. На выходе третьего D-триггера 40 устанавливается единичный уровень, который поступает на информационные входы N D-триггеров 20. Через интервал То определяе- мьй шестым элементом 37 задержки и равный времени переходного процесса после отключения сопротивлений 7, соответствующий D-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, выбор которого определяется состоянием N RS-триггеров 19, выходы которых связаны с одним из входов логических элементов 2И 28 второй группы. При наличии логической единицы на выходе триггера 19 соответствующий D-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, подавая разрешающий сигнал на соответствующий выход 53 блока 10

управления, соединенного с управляю- 1Щ1М входом 15 одного из коммутаторов 12, который подключает соответст- вующий асинхронный двигатель.

После окончания пуска двигателя, время которого определяется интервалом 2 происходит переключение пус- . ковой конденсаторной батареи с выхода Q на вход преобразователя, при этом логическая единица с выхода второго D-триггера 39 поступает на информационные входы четвертого и пятого D-триггеров 41 и 42 и через четвертьй 5 и пятый элементы 35 и 36-задержки на их синхронизирующие входы. На выходе третьего логического элемента 2И 45 формируется импульс длительностью t, , который через второй элемент 2 ИЛИ ч8 0 поступает на N+2-выход 52 блока 10 управления, соединенного с управляющим входом 9 ключа 8, подключая последовательно конденсаторам пусковой батареи балластные сопротивления. 5 С задержкой Чд относительно переднего фронта этого импульса, определяемой временем переключения контактов ключа 8 на N+1-выходе 50 блока 10 управления, образованного выходом д пятого D-триггера 42, появляется уровень логической единицы, которьй поступает на управляющий вход 16 коммутатора 13, подключающего выводы пусковой батареи 5 к входу преобразователя . Интервал (t/j-tg) определяется временем перезаряда конденсаторов через балластные сопротивления.

По заднему фронту импульса длительностью t запирается первый элемент 2И 43 и на выходе элемента НЕ 49 появляется уровень логической единицы, снимающий блокировочный сигнал с входа логических элементов 2И 27 первой группы, тем самым разрешая пуск очередного двигателя.

При отключении асинхронного двигателя размыкается контакт 22, и через логический элемент 2 ИЛИ 29 соответствующий RS-триггер 19 устанавливается в нулевое состояние. На выходе соответствующего элемента НЕ 26 второй группы появляется уровень логической единицы, который приводит к обнулению выхода D-триггера 20 и, следовательно, к отклжиению электродвигателя .

Подключение части коммутирующих конденсаторов к входу преобразователя в период мевду пусками асинхрон5

0

5

5

ных двигателей позволяет повысить входной коэффициент мощности преобразователя, уменьшив потребление реактивной мощности из сети.

При глубоком регулировании напряжения выпрямителем с целью стабили-- зации выходного напряжения величи-на этой мощности может быть значительно За счет действия конденсаторов входной ток преобразователя оказывается более близким к синусоидальному, следовательно, уменьщаются искажения напряжения сети переменного тока. ,

Включение пусковой конденсаторной батареи на входе прербразователя на время между очередными пусками электродвигателя позволяет рационально использовать силовое оборудование, повысить к.оэффициент его использо- вания..

Форм у л а изобретения

1.Многодвигательный электропривод, содержащий группу асинхронных

двигателей, подключенных к преобразователю частоты, состоящему из после- довательно соединенных вьшрямителя, ЬС-фш1ьтра и инвертора тока, пусковую конденсаторную батарею, казкдая фаза соторой вьтолнена в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора, параллельно которому включен нор14ально замкнутый ключ, блок управления, N вьпсодами соединенный с управляющими входами коммутаторов, через которые асинхронные двигатели подключены к выходу преобразователя, а N+1- и N+2-выходами подключен соответственно к упра вляю- щим входам коммутаторов, через которое выводы пусковой конденсаторной батареи подключены к выходу преобразователя и к управляющему входу нормально замкнутого ключа, вентильно- реакторный компенсирующий блок, соединенный с выходами инвертора, о т- личающийся тем, что, с целью улучшения электрических показателей, в него .введен коммутатор, а блок управления снабжен N+3-выхо- дом, при этом коммутатор включен между выводами пусковой батареи и входом преобразователя, его управляющий вход соединен с N+3-выходом блока управления.

2.Электропривод по п. 1, о т - л и ч а ю щи и с я тем, что блок

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

управления содержит -N RS-триггеров и N В-триггеров, N нормально разомкнутых и нормально замкнутых контак- : тов, 2N сопротивлений, две группы по N логических элементов НЕ и 2И, N. элементов 2 ИЛИ, два N-входовых элементов ИЛИ, а также шесть элементов задержки, пять р-триггеров, четыре элемента 2И, два логических элемента 2 ИЛИ, элемент НЕ, при этом нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты через сопротивления предназначены для подключения к питающему напряжению, соответствующие выводы нормально разомкнутых контактов образуют входы логических элементов НЕ первой группы, выходы которых связаны с одним из входов элементов 2И первой группы, другими входами подключенных к выходу элемента НЕ, а выходами соединенных с S-входами RS-триггеров и с входами первого N- входового логического элемента ИЖ, выход которого подключен к одному из входов первого элемента 2 ИЛИ, другим входом срединенного с управляющим входом блока управления, а выходом подключенного к R-входам первых че- тьфех D-триггеров, соответствующие . выводы нормально замкнутых контак- . тов соединены с одним из входов N логических элементов 2 ИЛИ, другие входы которых связаны с управляющим входом блока управления, а также с S-входом пятого D-триггера, прямой выход которого образует N+3-выход блока управления, выходы N логических элементов 2 ШШ соединены с R- входами N RS-триггеров, выходы которых образуют входы второго N-входо- врго элемента ИЛИ, выходом связанного с одним из входов первого логического элемента 2 И, другой вход которого соединен с инверсным выходом чет-, вертого D-триггера, а выход подключен к информационным и через соответственно первый, второй и третий элементы задержки к синхронизирующим . входам первых трех D-триггеров, а также к входу элемента НЕ, прямой и инверсный выходы соответственно первого и второго р-триггеров через второй логический элемент 2 И образуют N+1-выход блока управления, прямой выход второго D-триггера соединен с информационными и соответственно через четвертый и пятый элементы задержки с синхронизирующими входами

четвертого и пятого D-триггеров а также с рдним из входов третьего логического элемента 2 И, другой вход которого связан.с инверсным выходом четв.ертого D-трйггера, а выход- 5 с одним из входов второго элемента 2 ИЛИ, выход которого образует N+2- выход блока управления, а другой вход второго элемента 2 ИЛИ подключен к выходу четв.ертого логического эле- 10 мента 2 И, одни из входов соединенного с информационными входами первых трех D-триггеррв, а другим - с инверсным выходом третьего D-триг-,

124968810

гера, прямой выход которого соединен с информационными входами N D-тригге- ров и через шестой элемент задержки с одним из входов логического элемента 2 И второй группы, другие входы которых связаны с прямыми выходами N RS-триггеров и через элементы НЕ второй группы с R-входами N D-триггеров, а выходы логических элементов 2 И второй группы подключены : к синхронизирующим входам N О-тррг- геров, прямые выходы которых образуют остальные выходы блока управления .

ров, а выходы логических элементов 2 И второй группы подключены : к синхронизирующим входам N О-тррг- геров, прямые выходы которых образуют остальные выходы блока управления .

. Изобретение о- носится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Электропривод содержит Группу асинхронных двигателей САД) 1, преобра(Л

Составитель В.Тарасов Редактор А.Шандор Тезфед Л.Олейник Корректор М.Самборская

Заказ 4338/58Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/3

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4