Устройство для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода Советский патент 1988 года по МПК H02H7/93 

.„..bllfeE.

б гЦ

hfii

zLJ L.JrJ

J

с

(Л

новившемся режиме работы, когда частота вращения электродвигателя (ЭД) соответствует заданной, на выходе блока сравнения (БС) 12 имеется положительный сигнал, воздействующий на вход нуль-органа 13, На выходе нуль- органа 13 также имеется положительный сигнал, который через цепь 28 временной задержки подается на вход блока 29 памяти. Блок 29 памяти вы- рабатывает на своем выходе 49 единичный сигнал, разрешшбщий работу ЭД, Если частота вращения ЭД превысит заданную, на выходе БС 12 формируется сигнал отридательной полярности, который через нуль-орган 13 и цепь 28 переводит блок 29 памяти в нулевое состояние, запрещающее работу ЭД. При переходе с высокой уставки частоты вращения на низкую и при торможении сраба1Ъ1вает блок 14 контроля торможения, который через замыкающий контакт 43 исполнительного реле 42 подает на вход БС 12 пологкительный сигнал, предотвращаюпр1й формирование на выходе БС 12 отрицательного сигнала, который мог бы вызвать переключение нуль-органа 13 и запретить дальнейшую работу привода. По истечеНИИ времени необход1- мого для тормо- л(ения ЭДд контакт 43 размыкается, обеспечивая дальнейшую работу ЭД на новой уставке частоты вращения. 2 3. п, ф-лы, 1 ил,

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых в станкостроении. Цель изобретения - повышение надежности защиты путем упрощения схемы устройства, В уста-

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в вентильных электроприводах постоянного тока, применяемых в станкостроении

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем упрощения устройства

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство 1 для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода 2, включающего в себя регулируемый преобразователь 3 с управляющим входом 4j cmioBb M выходо 5 и входом 6 Запрещение работы, задатчик 7 частоты вращения,, выходом подключаемый к управляющему входу 4 регулируемого преобразователя 3, и исполнительный двигатель 8, подклю- чаемый к силовому выходу 5 регулируемого преобразователя 3, снабженный датчиком 9 частоты вращения, содержит первый 10 и второй 11 преобразователи, блок 12 сравнения, нуль-ор- ган 13s блок 14 контроля торможения и дополнительный источник 15 постоянного тока. Первый преобразователь 10 имеет входной вывод 16 для подключения к выходу задатчика частоты вращення и выходом 17 подключен к первому входу 18 блока 12 сравнения, Второй преобразователь 11 имеет входной вывод 19 для подключения к выходу датчика 9 частоты вращения и выходом 20 подключен к второму входу 21 блока 12 сравнения. Блок 12 сравнения имеет третий вход 22 для подключения к первому вьшоду 23 дополнительного источника 15, вторым выводом 24 подключаемого к общему токопроводу 25 устройства. Выход 26 блока 12 сравнения .подключен к входу 27 нуль-органа 13 Устройство содержит цепь 28 временной задержки и блок 29 памяти. Первый преобразователь 10 вьшолнен с полярностью выходного сигнала, совпа™ дающей с полярностью первого вывода 23 дополнительного источника 15. Второй преобразователь 11 выполнен с противоположной полярностью Быходко го сигнала.

Блок 12 сравнения снабжен четвертым входом 30 и выполнен на четырех резисторах 31-34,, включенных каждый в блоке сравнения между выходом 26 и соответствующш входом 18, 21, 22 и 30, Блок 14 контроля торможения вхо дным вьшодом 35 подключен к выходу 17 первого преобразователя 10 и выполнен на операционном усилителе 36, пятом 37, шестом 38, седьмом 39 резисторах, первом конденсаторе 40, транзисторе 41 и исполнительном реле 42 с замыкающим контактом 43, В блоке 14 контроля торможения входной вьгоод 35 этого блока через пятый резистор 37 соединен с первым входом операционного усилителя 36, а через последовательно соединенные шестой 38 и седьмой 39 резисторы - с вторььм входом этого усилителя.

Средняя точка между шестым 38 и .седьмым 39 резисторами через первый конденсатор 40 соединена с общим то- копроводом 25. Выход операционного усилителя подключен к базе транзистора 41J в коллектор-эмиттерную цепь

которого между выводом, предназначенным для подключения к ВЬШОДУ ДОПОЛ-

нительного источника 15j и общим то- копроводом 25 включена обмотка исполнительного реле 42, Первый вывод замыкающего контакта 43 исполнительного реле 42 соединен с вьшодом для подключения к первому выводу 23 дополнительного источника 15, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом 30 блока 12 сравнения.

Выход 44 нуль-органа 13 соединен с входом 45 цепи 28 временной задерж- ки выходом 46 соединенной с первым входом 47 блока 29 памяти, второй вход 48 которого соединен с вьшодом для подключения к первому выводу 23 дополнительного источника 15. Выход 49 блока 29 памяти соединен с выводом для подключения к входу 6 Запрещение работы регулируемого преобразователя 3,

Цепь 28 временной задержки выполнена на восьмом 50 и девятом 51 резисторах и втором конденсаторе 52, Вход 45 цепи временной задержки че

рез последовательно соединенные вос мой 50 и девятый 51 резисторы соединен с ее выходом 46, а средняя точк между восьмым и девятым резисторами через второй конденсатор 52 соединена с общим токопроводом 25.

Блок 29 памяти выполнен на перво 53 и втором 54 двухвходовых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе 55 и десятом резисторе 56. Первый вход первого элемента И-НЕ 53 соединен с первым входом 47 блока памяти, а втрой вход первого элемента И-НЕ 53 - с выходом второго элемента И-НЕ 54 и с выходом 49 блока памяти. Выход первого элемента И-НЕ 53 соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 54, второй вход которого через третий конденсатор 55 соединен с общим токопроводом 25, а через деся

тый резистор 56 - с вторым входом 48 блока 29 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговые сигналы, снимаемые с выхода задатчика 7 частоты и датчика 9 частоты, поступают на входные выводе 16 и 19 преобразователей 10 и 11, Сигнал с выхода преобразователя 10 имеет полярность первого вывода дополнительного источника 15 питания. Сигнал с выхода преобразователя 11 имеет противоположную полярность, С выходов 17 и 20 преобразователей 10 и 11 сигналы поступают на входы 18 и 21 блока 12 сравнения через резисторы 31 и 32 соответственно, В блоке 12 сравнения происходит алгебраическое сложение входных сигналов, снимаемых с выходов преобразователей 10 и 11. На выходе 26 блока 12 вырабатывается сигнал, который подается на вход 27 нуль-органа 13. Сигнал, полученный на выходе 44 нуль-органа 13, через входной вывод 45 цепи 28 временной задержки управляет блоком 29 памяти. Сигнал с выхода 49 блока 29 памяти поступает на вход 6 Запре- щенке работы регулируемого преобразователя 3 электропривода 2, управ- : ляющего исполнительным двигателем 8.

В установившемся режиме работы, когда фактическое значение скорости вращения двигателя соответствует за

данному, положительный сигнал с выхода 17 преобразователя 10 превышает по абсолютной величине отрицательньй сигнал, снимаемый с выхода 20 преоб5

разователя 11.

0

5

При этом на выходе 26 блока 12 сравнения появляется положительный сигнал, который воздействует на вход 27 нуль-органа 13, выраба-тывая на выходе 44 нульоргана также положительный сигнал. Этот сигнал через цепь 28 временной задержки подается на вход блока 29 памяти, вырабатывая на его выходе 49 единичный сигнал, разрешающий работу привода. Для- устранения ложного срабатывания защиты при нулевых сигналах задатчика 7 частоты и датчика 9 частоты 9 на третий вход 22 блока 12 сравнения через ре-.; зистор 33 подается напряжение смещения с выхода 23 дополнительного источника 15, Это напряжение поддерживает на положительном уровне выход 44 нуль-органа 13 и тем самым не пропускает сигнал блокировки привода

на вход регулируемого преобразовател

3 электропривода 2,

Одновременно с подачей сигнала на вход блока 12 сравнения сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на входной вывод 35 блока 14 контроля торможения. Этот сигнал синфазно через .резисторы 37-39 подается соответственно на первый и второй входы операционного усилителя 36,

В установившемся режиме работы электропривода, когда входной сигнал снимаемый с выхода 17 пр€1образовате- ля 10, имеет постоянный уровень, в входные резисторы 37-39 определяют отрицательный уровень сигнала на выходе операционного усилителя 36« При этом транзистор 41, база которого соединена с выходом операционного усилителя 36, находится в закрытом состоянии и держит в выключенном состоянии исполнительное реле 42„ Блок 14 контроля торможения в этом случае не включается в работу.

Если в процессе работы скорость вращения электродвигател51 превысит заданное значение,, определяемое установкой задатчика 7 частоты, то отрицательный сигналу снимаеьзый с выхода преобразователя 11 датчика 9 частоты превысит по абсолютной величине уровень сигнала, снимаемого с преобразователя 10, В результате на выходе блока 12 сравнения появится си:гнал отрицательной полярности, который, воздействуя на вход нуль-органа 3, вызовет появление на выходе 44 нуль- органа 13 отрицательного сигнала, Этот сигнал через цепь 28 временной задержки переведет выход двухвходово го элемента 54 блока 29 памяти в нулевое состояние5 запретив дальнейшую работу реверсивного электропривода 2 Блок 14 контроля торможения при этом режиме работы не изменит своего состояния, так как уровень сигнала на его входе останется неизменньдч,, Если в процессе работы возникнет необходимость перейти на более высокую уставку скорости, то в работе устройства не произойдет никаких изменений.

В случае необходимости перехода с более высокой уставки скорости на более низкую, а также прн торможении для предотвращения ложного срабатывания вступает в работу блок 14 контроля торможения.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При уменьшении уставки скорости задатчика 7 частоты происходит уменьшение входного сигнала по первому входу операционного усилителя 36 блока 14, в то время как на втором входе уровень сигнала поддерживается неизменным до тех пор, пока не произойдет перезаряд первого конденсатора 40 через шестой резистор 38« В результате того, что на втором входе операционного усилителя 36 уро вень сигнала до момента окончания разряда первого конденсатора 40 остается вьше, чем на первом входе, на выходе операционного усилителя 36 появляется сигнал положительного уровня, который, воздействуя на базу транзистора 41, открывает его и включает исполнительное реле 42. Последнее своим вторым выводом замыкающего контакта 43 подключает к входу 30 блока 12 сравнения сигнал положительного уровня от дополнительного источника 15 через первый вывод замыкающего контакта 43 на время; необходимое для торможения исполнительного двигателя 8 и перехода на новую уставку скорости. В результате на выходе блока 12 сравнения на времяj необходимое для перехода на новую уставку скорости, блокируется появ ление отрицательного сигнала,, который мог бы вызвать переключение нуль- органа 13 и запретить дальнейшую работу привода.

Для предотвращения срабатывания защиты во время включения исполнительного реле 42 и замыкания контакта 43,, когда на входе 27 нуль-органа 13 кратковременно появляется отрицательный сигнал с, вызывающий появление отрицательного сигнала на выходе 44 нуль-органа 13, служит цепь 28 временной задержки, которая на время переходного процесса поддерживает на прежнем уровне входной сигнал на входе 47 блока 29 памятиs что предотвращает возможность переключения двухвходового элемента И-НЕ 54 в нулевое состояние.

Для первоначальной установки дву:х;входовых элементов И-НЕ 53 и 54 в рабочее состояние слу7кат дополнительный источник 15, третий конденсатор 55 и десятый резистор 56,

Использование предлагаемого устройства позволяет простыми средств

ми ре шить важную для широкодиапазонных промышленных электроприводов задачу защиты реверсивного электропривода от превышения частоты вращения с достаточно высокой точностью и надежностью. Одновременно уменьшается стоимость устройства защиты.

Формула изобретения

1, Устройство для защиты от превышения частоты вращения реверсивного электропривода, включающего в себя регулируемый преобразователь с управляющим входом, силовым выходом и входом Запрещение работы, задатчик частоты вращения, выходом подключаемый к управляющему входу регулируемого преобразователя, и исполнительный двигатель, подключаемый к силовому выходу регулируемого преобразователя, снабженный датчиком частоты вращения, содержащее первьй и второй преобразователи, блок сравнения, нуль-орган, блок контроля торможения и дополнительный источник постоянного тока, причем первый преобразователь имеет входной вывод для подключения к выходу задатчика частоты вращения и выходом подключен к первому входу блока сравнения, второй преобразователь имеет входной вьшод для подключения к выходу датчика частоты вращения и выходом подключен к второму входу блока сравнения, имеющего третий вход для подключения к первому вьшоду дополнительного источника, вторым вьтодом подключаемог о к общему токопроводу устройства, при этом выход блока сравнения подключен к входу нуль-органа, отличающееся тем, что, с целью повьш1е- ния надежности защиты путем упрощения устройства9 в него введены цепь временной задержки и блок памяти, первый преобразователь выполнен с полярностью выходного сигнала, совпадающей с полярностью первого вывода дополнительного источника, а второй преобразователь - с противоположной полярностью выходного сигнала блок сравнения снабжен четвертым входом и вьтолнен на четырех резис- I торах, включенных калсдьй в блоке сравнения между выходом и соответствующим входом, блок контроля торможения входным вьюодом подключен к выходу первого преобразователя и

выполнен на операционном усилителе, пятом, шестом, седьмом резисторахj первом конденсатореJ транзисторе и исполнительном реле с замыканщим контактом, гфи зтом в блоке контроля торможения входной вывод этого блока .через пятый резистор соединен с первым входом операционного усилителя,

а через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы - с вторым входом этого усилителя, средняя точка между шестым и седьмым резисторами через первьй конденсатор со5 единена с токопроводом, выход операционного усилителя подключен к базе транзистора, в коллектор-змит- терную цепь которого между выводом, предназначенным для подк.шочения к

0 выводу дополнительного источника, и токоподводом включена обмотка исполнительного реле, первый вывод замыкающего контакта которого соединен с вьгоодом для подключения

5 к первому выводу дополнительного источника, а второй вывод этого контакта соединен с четвертым входом блока сравнения, выход нуль-органа соединен с входом цепи временной за0 держки., выходом соединенной с первым входом блока памяти, второй вход ко торого соединен с вьшодом для подютю- чения к первому вьшоду дополнительно™ го источника, а выход блока п амяти соединен с вьшодом для подключения к рходу Запрещение работы регулируемого преобразователя,

П

чающееся тем, что блок памяти вьшолнен на первом и втором двухвхо- довых элементах И-НЕ, третьем конденсаторе и десятом резисторе, причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом блока памяти, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента- И-НЕ и с выходом блока памяти, выход

5

5

91 03209,Q

первого элемента И-НЕ соединен с пер- конденсатор соединен с общим токопро- вым входом второго элемента И-НЕ, водом, а через десятый резистор - с второй вход которого через третий вторым входом блока памяти.