Тиристорный электропривод Советский патент 1990 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированному электроприводу, и может быть- использовано в вентильных электроприводах постоянного и переменного тока.

Цель изобретения - повышение надежности электропривода.

ются, когда на затворе нулевой потенциал.

Элемент 28 выдержки времени выполнен как элемент с зависимой выдержкой времени. При появлении на выходе сумматора 27 сигнала рассогласования он выдает нулевой сигнал с выдержкой, обратно пропорционально

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электроприводах постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение надежности электропривода. Тиристорный электропривод с задатчиком 4, блоком 6 регулирования скорости и системой 7 импульсно-фазового управления в цепи управления тиристорного преобразователя 3 снабжен логическим элементом ИЛИ 17, узлами 18 - 23 запрета, каждый из которых состоит из схемы 24 совпадения и управляемого ключа 25 на базе полевого транзистора. При снижении напряжения сети ниже допустимого значения, что определяется при помощи элементов 8, 9, 16, 26, 27 устройства и ключей 25 устройства, запрещается подача управляющих импульсов на тиристоры преобразователя 3. Тем самым повышается надежность электропривода при работе в реальных сетях, имеющих значительные колебания и коммутационные провалы напряжения.

На чертеже изображена функциональ- JQ зависящей от величины сигнала рассогная схема электропривода.

Тиристорный электропривод содержит электродвигатель 1 с установленным на его валу тахогенератором 2, подключенный к тиристорному преобра- зователю 3, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 4 скорости, узел 5 сравнения, второй выход которого соединен с выходом тахогенератора 2, блок 6 регулирования скорости, система 7 импульсно-фазового управле- ния (СИФУ) с синхронизирующими входами, предназначенными для подключения к питающей сети через последователь- но соединенные трансформатор 8 и фильтр 9, и усилители 10-15 импульсов, а также подключенный к выходу трансформатора 8 выпрямитель 16. В электропривод введены логический элемент ИЛИ 17, узлы 18-23 запрета, состоящие каждый из схем 24 совпадения и управляемых ключей 25 на базе полевых транзисторов, при этом затворы полевых транзисторов соединены с выходами схем 24 совпадения,первые входы которых подключены к соот- ветствующим выходам системы 7 им- пульсно-фазового управления, а вторые через логический элемент ИЛИ - к выходу выпрямителя 16, истоки полевых транзисторов соединены с входами усилителей 10-15 импульсов, а их стоки - с общей шиной системы управления.

Кроме того, в электропривод введены второй выпрямитель 26, сумматор 27 и элемент 28 с выдержкой времени, при .атом входы сумматора подключены к выходам выпрямителей 16 и 26, а выход через элемент 28 с выдержкой времени соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 17. Блок регулирования скорости содержит регулятор 29 скорости и управляемый ключ 30. Управляемые ключи 25 и 30, выполненные на нормально включенных полевых транзисторах, выключаются только при подаче на вход потенциала и включаласования: чем больше сигнал рассогласования, тем меньше выдержка. Если сигнал рассогласования до соответствующей для выдачи сигнала О выдержки станет меньше 0,2, то элемент 28 перестанет отсчитывать выдержку времени, так как на сигнал рассогласования, соответствующий 0,2 UHOY (20% номинального напряжения сети), элемент 28 уже не реагирует.

Элемент 28 с зависимой выдержкой времени может быть выполнен на интег- раторе с постоянным отрицательным

.смещением на входе, подачей на другой

t -

вход которого положительного сиг- 50

0

5

0

нала рассогласования с выхода сумматора 27 можно получить зависимое от величины сигнала рассогласования время достижения нулевого потенциала на выходе интегратора. Такую же зависимость можно получить с использованием таймера или других технических решений.

СИФУ 7 предназначена для преобразования напряжения, вырабатываемого блоком 6 регулирования скорости, в последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей( фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров преобразователя 3. СИФУ 7 выполнена по принципу однока- нального управления двумя противофазными тиристорами преобразователя 3, что практически исключает асим- 5 метрию противофазных управляющих импульсов. Каналы фазосмещения выполнены по вертикальному принципу управления с линейно возрастающим опорным напряжением. Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее в СИФУ

7с вторичной обмотки трансформатора

8через фильтр 9, преобразуется имеющимися в СИФУ пороговыми элементами в противоположные прямоугольные импульсы. Длительность указанных импульсов определяет зону выдачи управляющих импульсов и составляет для каждой фазы примерно 176 эл.град., что исключает одновременную выдачу

0

5

управляющих импульсов в двух проти- вофазных тиристорах преобразователя 3, выполненного по трехфазной мостовой схеме выпрямления.

Вырабатываемые СИФУ 7 управляющие импульсы проходят через усилители 10-15 импульсов в соответствии с сигналами зон разрешения пороговых элементов на тиристоры преобразователя 3. Фильтр 9 не вносит фазового сдвига и предназначен для предотвращения искажений напряжения, поступающих на вход СИФУ 7.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение . задатчика 4 скорости равно нулю, равно нулю и напряжение на выходе блока 6 регулирования скорости, соответственно отсутствует напряжение на выходе тиристорного преобразователя 3 и электродвигатель 1 находится в неподвижном состоянии. При появлении сигнала задатчика 4 скорости на выходе узла 5 сравнения появляется сигнал, который через СИФУ 7 вызывает изменение угла регулирования преобразователя 3 в сторону уменьшения, в обмотке электродвигателя 1 появляется ток и он начинает вращаться.

При подаче напряжения питающей сети с положительного полюса первого выпрямителя 16 нефильтрованное нестабилизированное напряжение положительной полярности поступает на вход сумматора 27, где сравнивается с фильтрованным напряжением с выхода второго выпрямителя 26, подключенного к выходу фильтра 9. При номинальном напряжении сети и при понижении напряжения сети менее, чем на 20%, выходное напряжение сумматора 27 равно нулю, равны логической 1 напряжения на входах логического элемента ИЛИ 17 и, соответственно, закрыты положительным напряжением на затворах управляемые ключи 25 и 30, и вновь введенная цепь из элементов 27, 28, 17 и 18 не влияет на работу электропривода.

При попадании напряжения в одной из фаз питающей сети или при кратковременном провале напряжения питающей сети до нуля на выходе первого

t / i

выпрямителя 16 напряжение также снижается до нуля, что .вызывает появление нулевого потенциала на затворах

полевых транзисторов / э двух из узлов 18-23 запрета , соответствующих в данный момент зонам выдачи управляю, щих импульсов. Эти ключи запирают 5

входы соответствующих двух из усилителей 10-15 импульсов, запрещая подачу управляющих импульсов на тиристоры преобразователя 3. Одновремен- но нулевой потенциал выпрямителя 16 попадает на затвор ключа 30 и шунтирует выход регулятора 29 скорости, тем самым устанавливая задание тока равным нулю.

5 Если напряжение питающей сети снизилось более, чем на 20% номинального значения, то на выходе суммато- ра 27 появляется сигнал рассогласова ния, воздействующий на элемент 28, и о если понижение напряжения сети не временное, то через время более 1 мс на выходе элемента 28 появляется ну--- левой потенциал, который через логический элемент 17 вызывает запирание 5 соответствующих двух полевых транзисторов 25, запрещая подачу управляющих импульсов. Так как узлы 27, 28, 17 и 24 питаются от стабилизированных источников питания с постоянными време- 0 ни фильтров, значительно превышающими 2 мс, в обоих рассмотренных случаях сбоя в работе элементов из-за возможного снижения напряжения не может быть. Если провал напряжения питаю- g щей сети более, чем 20% номинального значения, время появления нулевого потенциала на выходе элемента 28 и соответственно на затворах соответствующих полевых транзисторов 25 0 и ключа 30 уменьшается, и при провале величиной до 90-95% номинального напряжения сети время выдержки равно нулю о

Известные электроприводы недоста- 5 точно надежны, так как не обеспечивают мгновенное запирание тиристоров при недопустимом снижении или при недопустимых коммутационных провалах напряжения питающей сети и не по- Q зволяют работать от сети при различных кратковременных провалах мгновенных значений питающего напряжения: например, отключаются при провале напряжения на 50% и более номи- 5 нального значения, если даже площадь кратковременного провала мгновенных значений питающего напряжения при этом менее 400 эл.град., и наоборот, не отключаются при прова-

лах напряжения питающей сети менее 50% даже при недопустимо большей длительности провала, что может вызвать аварийные ситуации электропри- вода.

Предлагаемое изобретение значительно повышает надежность электропривода за счет повышения быстродействия и четкого запирания тиристорного пре- образователя при отключении напряжения сети или при пропадании напряжения одной из фаз, или при провале напряжения сети до О. Кроме того, схема допускает нормальную безаварий- ную работу электропривода при питании от сети с кратковременными провалами мгновенных значений питающего напряжения площадью V- u U 400, где V - угол коммутации в электрических градусах, .ftU - падение напряжения при провале в процентах от мгновенного значения.

Формула изобретения

пульсно-фазового управления с синхронизирующими входами, предназначенными для подключения к питающей сети через последовательно соединенные трансформатор и фильтр, и усилители импульсов, а также подключенный к выходу трансформатора выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены логический элемент ИЛИ, узлы запрета, состоящие каждый из схемы совпадения и управляемого ключа на базе полевого транзистора, при этом затворы полевых транзисторо соединены с выходами соответствующих схем совпадения, первые входы которы подключены к соответствующим выходам системы импульсно-фазового управления, а вторые через логический элемент ИЛИ - к выходу выпрямителя, истоки полевых транзисторов соединены с входами соответствующих усилителей импульсов, а их стоки - с общей шиной системы управления.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй выпрямитель, .сумматор и элемент с выдержкой времени, причем входы сумматора подключены к выходам первого и второго выпрямителей, а выход через элемент с зависимой выдержкой времени соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ.