Реверсивный электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

4 1C

to

СО СП

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями. работающими в режиме частых пусков и торможений. Целью изобретения является повышение надежности электропривода. Электропривод содержит блок 30 логического управ;7ения, первые шесть входов которого соединены с выходами блока 15 определения знаков. Седьмой вход блока 30 соединен с первым выходом релейного элемента 23, второй выход 32 которого соединен с восьмым входом блока 30. Девятый вход блока 30 соединен с выходом блока 25 задержки, а выход - с вторым 26 и третьим 27 управляемыми ключами. В данном устройстве обеспечивается предотвращение аварийных ситуаций, вызываемых ( неисправностями в системе управления или реверсивном воз.будителе. 1 з,п, /Л ф-лы, 4 ил.

фи.е.1

U

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к тиристорным Электроприводам постоянного тока, работающим в режиме частых пусков и торможений, и может найти применение в электроприводах буровьгх лебедок современенных буровых установок различной грузоподъемности.

Цель изобретения - повьшение на- дежности работы электропривода.

На фиг. 1 приведена функциональна схема электропривода; на фиг. 2 - то же, блока определения знаков и первб :Го блока логического управления; на фиг. 3 - то же, второго блока логического управления; на фиг. 4 то ж индикатора нуля тока возбзокдения.

Реверсивный электропривод содержи электродвигатель постоянного тока, ;якорная обмотка 1. которого подключен iK нереверсивному тиристорному преоб- ;разователю 2, в цепь управления кото iporo последовательно включены задат- чик 3 интенсивности, регулятор А ско рости с блоком ограничения, первый управляемый ключ 5, звено 6 с перестраиваемой структурой, блок 7 вьще- ления модуля и блок 8 регулирования тока якоря, а обмотка 9 возбуждения электродвигателя подключена к реверсивному тиристорному преобразователю 10, в цепь управления которого последовательно включены блок 11 регулирования ЭДС и регулятор 12 тока возбуждения, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики скорости 13 и тока возбуждения 14, блок 15 определения знаков, входы которого соединены с выходами регулятора 4 скорости, датчика 14 тока возбуждения и датчика 13 скорости, а шесть вькодов 16-21 связаны с шестью входами первого блока,22 логического управления, при этом первый выход блока 22 логического управления связан с управляющим входом управляемого ключа 5, его второй выход с управляющим входом звена 6 с перестраиваемой структурой, а третий выход с входом управления темпом изменения выходного сигнала задатчика 3 интенсивности и входом управления блоком ограничения регулятора 4 скорости. Электропривод также содержит знакочувствительный релейный эле- мент 23, индикатор 24 нуля тока возбуждения, блок 25 задержки, управляемые ключи 26 и 27, резисторы 28 и 29

Q

0 5 5

0

5

0

5

0

и второй блок 30 логического управления с девятью входами, первые шесть входов которого соединены соответственно с шестью вькодами 16 - 21 блока 15 определения знаков, седьмой вход соединен с первьм выходом 31 знакочувствительного релейного элемента 23, второй выход 32 которого соединен с восьмым входом блока 30 логического управления, девятый вход которого соединен с выходом 33 блока 25 задержки, а выход блока 30 логического управления соединен с управляющими входами второго 26 и третьего 27 управляемых ключей. Блок 30 логического управления (фиг. 3) состоит из четырех логических элементов И 34 - 37, трех логических элементов ИЖ 38 - 40 и блока 41 задержки на появление сигнала. При этом выходы логических элементов 34 и 35 соединены соответственно с пер- вьм и вторьм входами логического элемента ИЛИ 38, выходы логических элементов 36 и 37 соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента ИЛИ 39, выход логического элемента ИЛИ 38 через блок 41 задержки и выход логического элемента ИЛИ 39 непосредственно подключены к первому и второму входам

логического элемента ИЛИ 40, выход которого является выходом блока 30 логического управления.

Первый 16 и второй 17 выходы блока 15 определения знаков соединены соответственно с первым входом второго 35 и первым входом первого 34 логических элементов И блока 30 логического управления, третий вход 18 блока 15 определения знаков соединен с первым входом индикатора 24 нуля тока возбуждения и вторым входом логического элемента И 3 блока 30 логического управления, четвертьй выход 19 блока 15 определения знаков соединен с вторым входом индикатора 24 нуля тока возбуждения и вторым входом логического элемента И 35 блока 30 логического управления, пятый 20 и шестой 21 выходы блока 15 определения знаков соединены соответственно с вторым входом логического элемента И 36 и вторым входом логического элемента И 37 блока 30 логического управления. Вькод звена 6 с перестраиваемой структурой соединен с входом знакочувствительного релей314

ного элемента 23, выходы 31 и 32 которого связаны соответственно с третьим входом логического элемента И 35 и с третьим входом логического элемента И 34 блока 30 логического управления, выход индикатора 24 нуля тока возбуждения соединен с входом блока 25 задержки, выход которого подключен к третьим входам логи- ческих элементов И 36 и 37 блока 30 логического управления. Управляемый ключ 26 включен между выходом блока 7 выделения модуля и одним выводом резистора 28, а управляемый ключ 27 - между выходом блока 11 регулирования ЭДС и одним выводом резистора 29, второй вывод которого объединен с вторым выводом резистора 28. и с общей точкой.

Индикатор 24 нуля тока возбуждения (фиг. 4) содержит два логических элемента НЕ 42 и 43 и логический элемент И 44, входы которого соединены с выходами логических элементов НЕ 4 и 43, а выход является выходом индикатора 24,

Реверсивный электропривод постоянного тока работает следующим образом..

Если электропривод работает в первом квадранте механических характеристик в двигательном режиме в направлении подъема, то на выходах регулятора 4 скорости, датчика 14 тока возбуждения и датчика 13 скорости присутствуют сигналы положительной полярности. При такой комбинации знаков сигналов на входах блока 15 опре- деления знаков и на его выходах 16, 18 и 20 присутствуют сигналы логической единицы, а на выходах 17, 19 и 21 - сигналы логического нуля. При этом на первом выходе блока 22 логического управления (фиг. 2) присутствует сигнал логической единицы и управляемый ключ 5 замкнут. На втором и третьем выходах блока 22 логического управления (фиг. 2) присутствуют сигналы логического нуля. Благодаря тому, что первый управляемый ключ 5 замкнут, на выходе звена 6 с перестраиваемой структурой также присутствует сигнал положительной полярности, что приводит к появлению сигнала логической единицы на первом выходе 3t знакочувствительного релейного элемента 23 и сигнала логического нуля на втором его выходе 32,

Q 5 п

5

0

5

5

0

5

1

Так как ток возбуждения отличен от нуля и положителен, на выходе индикатора 24 нуля тока возбуждения (фиг. 4), а следовательно, и на выходе 33 блока 25 задержки присутствуют сигналы логического нуля. При такой комбинации логических сигналов на входах блока 30 логического управления (фиг. 3), связанных с выходами 16 - 21 блока 15 определения знаков, выходами 31 и 32 знакочувствительного релейного элемента 23 и выходом 33 блока 25 задержки, на выходах всех логических элементов И 34 - 37 присутствуют сигналы логического нуля. Такой логический сигнал присутствует и на выходе логического элемента ИЛИ 40. Благодаря этому- управляемые ключи 26 и 27 разомкнуты.

При торможении в процессе снижения тока возбуждения до нуля на выходе регулятора 4 скорости присутствует сигнал отрицательной полярности, а на выходах датчиков тока возбуждения 14 и скорости 13 - сигналы положительной полярности. При такой комбинации знаков сигналов на входах блока 15 определения знаков на его выходах 17, 18 и 20 присутствуют сигналы логической единицы, а на выходах 16, 19 и 21 - сигналы логического нуля. В этом случае при нормальной работе элементов блока 22 логического управления на его первом выходе присутствует сигнал логического нуля, и при нормальной работе уп- равля мого ключа 5 последний разомкнут. На выходе звена 6 с перестраиваемой структурой, которое благодаря наличию единичного логического сигнала на втором выходе блока 22 логического управления переведено из про порционального в апериодическое, сигнал равен нулю. Благодаря этому как на первом 31, так и на втором 32 выходах знакочувствительного релейного элемента 23 присутствуют сигналы логического нуля. Так как ток возбуждения не равен нулю, на выходе индикатора 24 нуля тока возбуждения и выходе 33 блока 25 задержки присутствуют сигналы логического нуля. При такой комбинации логических сигналов на входах 16 - 21, 31 - 33 блока 30 логического управления (фиг. 3), на выходах всех логических элементов И 34 - 37 присутствуют сигналы логического нуля. Такой логический сигнал присутствует и на выходе логического элемента ИЛИ 40. Благодаря этому управляемые ключи 26 и 27 разомкнуты. Если из-за неисправности элемен- тов блока 22 логического управления или управляемого ключа 5 последний при торможении оказывается замкнутым, создается ситуация, когда при отрицательном сигнале на выходе регулято-ю ра 4 скорости, положительных сигналах на выходах датчиков тока возбуж- |дения 14 и скорости 13, на выходе звена 6 с перестраиваемой структурой присутствует сигнал отрицатель- «ой полярности. При этом на первом выходе 31 знакочувствительного релейного элемента 23 присутствует сигнал логического нуля, а на втором 32 выходе - сигнал логической 20 единицы. При такой комбинации логических сигналов на входах 16 - 21, 31 - 33 блока 30 логического управления сигнал единицы появляется на рыходе логического элемента И 34, 25 а на выходах остальных логических элементов И 35 - 37 - сигналы логического нуля. Сигнал логической единицы появляется и на выходе 38 логического элемента ИЛИ 38 и с выдержкой времени, определяемой блоком 41 задержки, -сигнал логической единицы появляется и на выходе логического элемента ИЛИ 40. Это приводит к замыканию управляемых ключей 26 и 27, запиранию нереверсивного преобразователя 2 и снижению тока возбуждения до нуля. Благодаря этому электропривод быстро останавливается.

В случае возникновения подобной ситуации при торможении электропривода, работающего в третьем квадранте, все процессы проходят аналогично, с той лишь разницей, что появление сигнала логической единицы на выходе логического элемента ИЛИ 40 определяется наличием сигнала логической единицы на выходе логического элемента И 35, так как только на входах 16, 19 и 31 этого логического элемента: (фиг, 3) присутствуют сигналы логической единиЩ).

Если электропривод работает в третьем квадранте механической ха- рактеристики в режиме силового -спуса, на выходах регулятора 4 скорое- 55 и, датчиков 14 и 13 тока возбуждеия и скорости присутствуют сигналы трицательной полярности. При такой

30

35

40

45

50

0 5

5

0

5

0

5

0

комбинации знаков сигналов на входах блока 15 определения знаков на его выходах 16, 18 и 20 присутствуют сигналы логического нуля, а на выходах 17, 19 и 21 - сигналы логической единицы. При этом на первом выходе блока 22 логического управления (фиг. 2) присутствует сигнал логической единицы и управляемый ключ 5 замкнут. На втором и третьем выходах блока 22 логического управления (фиг. 2) присутствуют сигналы логического нуля. Благодаря тому, что управляемый ключ 5 замкнут, на выходе авена 6 с перестраиваемой структурой также присутствует сигнал отрицательной полярности, что приводит к появлению сигнала логического нуля на первом выходе 31 знакочувствительного релейного элемента 23 и сигна-. ла логической единицы на втором его выходе 32. Так как ток возбуткдения отличен от нуля и отрицателен, на выходе индикатора 24 нуля тока возбуждения (фиг.4), а следовательно, и на выходе 33 блока 25 задержки присутствуют сигналы логического нуля. При. такой комбинации логических сигналов на входах блока 30 логического управления (фиг. 3), связанных с выходами 16-21 блока 15 определения знаков, с выходами 31 и 32 знакочувствительного релейного элемента 23 и с выходом 33 блока 25 задержки, на выходах всех логических элементов И 34 - 37 присутствуют сигналы логического нуля. Такой логический сигнал присутствует и на выходе логического элемента ИЛИ 40. Благодаря этому управляемые ключи 26 и 27 разомкнуты. За счет действия веса груза действительная скорость электродвигателя превьшает заданную, а на выходе регулятора 4 скорос.ти появляется сигнал положительной полярности. При этом управляемый ключ 5 размыкается, и на выходе звена 6 с перестраиваемой структурой сигнал равен нулю. Ток возбуждения снижается до нуля. По достижении током возбуждения нулевого значения на выходах 18 и 19 блока 15 определения знаков (фиг, 2) появляются сигналы логического нуля. При этом на выходах логических элементов НЕ 42, 43 и логического элемента И 44 появляется сигнал логической единицы. Если из-за неисправности реверсивного тиристор71

ного преобразователя 10 ток возбуждения заданной положительной полярности не появляется, то с вьщержкой времени, определяемой блоком 25 задержки, на его выходе 33 появляется сигнал логической единицы. Таким об- .разом, на входах блока 30 логического управления (фиг. 3) присутствуют следующие логические сигналы: на BXO

дах 16, 21 и 33 единицы, на остальных входах 17 - 20, 31. и 32 нули. При этом сигнал логической единицы появляется только на выходе логического элемента И 37, а следовательно, и на выходах логических элементов .. ИЛИ 39 и 40. Это приводит к замы-: канию управляемых ключей 26 и 27, запиранию тиристорного преобразователя 2 и остановке электропривода. В случае возникновения подобной ситуации при торможении электропривода работающего в направлении подъема, все процессы проходят аналогично, с той лищь разницей, что появление сигнала логической единицы на выходе логического элемента ИЛИ 40 определяется наличием логической единицы на выходе логического элемента И 36, так как на всех входах только этого логического элемента присутствуют сигналы логической единицы. Таким образом, в предлагаемом устройстве для управления реверсивным электроприводом повышается надежность за счет предотвращения аварийных ситуаций, вызываемых неисправностями в системе управления или реверсивном возбудителе.

Ф ормула изобретения

ра скорости, и регулятор тока возбуждения, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики скорости и тока возбуждения, блок определения знаков, входы которого соединены с выходами регулятора скорости, датчика тока возбуждения и датчи Q

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ка скорости, а шесть выходов - с шестью входами первого блока логического управления, при этом первый выход первого блока логического управления связан с управлякдим входом управляемого ключа, его второй выход с управляющим входом звена с пере- страиЪаемой структурой, а третий выход с входом управления темпом изменения выходного сигнала задатчика интенсивности и с управляющим входом блока организации в цепи обратной связи регулятора скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электропривода, в него дЬполнительно введены знакочувствительный релейный элемент, индикатор нуля тока возбуждения, блок задержки, второй и третий управляемые ключи, два резистора и второй блок логического управления с девятью входами, состоящий кз четырех логических элементов И, трех логических элементов ИЛИ и блока задержки, при этом выходы первого и второго логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого логического элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым входа- ; ми второго логического элемента HJffl, выход первого логического элемента ИЛИ через блок задержки и вьгход второго логического элемента ИЛИ непосредственно подключен к nepBoi iy и второму входам третьего логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом второго блока логического управления, первый и второй вькоды блока определения знаков соединены соответственно с первым входом второго и первым входом первого логических элементов И второго блока логического управления, третий вьтход блока определения знаков соединен с первым входом индикатора нуля тока возбуждения и вторым входом первого логического элемента И второго блока логического управления, четвертый выход . блока определения знаков соединен с

9142

вторым входом индикатора нуля тока возбуждения и вторым входом второго логического элемента И второго блока логического управления, пятый и шеетой выходы блока определения знаков

i соединены соответственно с вторым

:входом третьего и вторым входом четвертого логических элементов И второго блока логического управления, вы- ход звена с перестраиваемой структурой соединен с входом знакочувстви- тельного релейного элемента, первый

;и второй выходы которого связаны соответственно с Гретьим входом второго и третьим входом первого логических элементов И второго блока логического управления, выход индикато ра нуля тока возбуждения соединен с входом блока задержки, выход которог подключен к третьим входам третьего и четвертого логических элементов И

/3 Y6

Q

о

5

10

второго блока логического управления, выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего управляемых ключей, с управляющими входами второго и третьего управляемых ключей, первый из которых включен между выходо; блока выделения модуля и одним выводом первого резистора, а второй - между вькодом блока регулирования ЭДС и одним выводом второго резистора, второй вывод которого объединен с вторым выводом первого резистора и общей точкой.

2Z

(раз. 2

;I

DaS 3

j