Многодвигательный электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P7/74 

ности 14 и 15, трансформатор тока 16 с выпрямителем 17, пороговые элементы 18 и 19, элементы ЗАПРЕТ 20...28, реверсивный счетчик 29, дешифратор 30, элемент И 31, элементы ИЛИ 32 и 33 и элемент памяти 34. Введение индукционного реостата 13i и трехполюсного контактора с контактами 2п-м в цепь ротора первого электродвигателя 11, а также логических элементов ИЛ И 32, 33, элементов ЗАПРЕТ 25, 26, 27, 28, элемента памяти 34, усилителей мощности 14 и 15 и элементов задержки 12т+1 и 12т+2 позволяет за счет изменения программы переключений ступеней активно-индуктивных сопротивлений в роторной цепи первого двигателя уменьшить число секций т-сек- ционного трехфазного резистора 4, сохранив при этом высокую активность пуска при любых значениях статического момента нагрузки. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска многодвигательного электропривода, содержащего п асинхронныхэлектродвига телей с фазным ротором, например, в конвейерном транспорте средней и большей мощности Целью изобретения является упрощение и повышение надежности электропривода при сохранении качества регулировочных характеристик. Многодвигательный электропривод содержит п асинхронных электродвигателей 1i...1n, n + 1-й контактор с контактами 2i...2n+i,обмотками 3i...3n-n, гп - секционный резистор 4, (п-1)-й контактор с контактами 5i...5n-i и обмотками 6i...6n 1, n-канальный усилитель мощности 7, блок 8 управления, m-канальный усилитель мощности 9. m контакторов с контактами 10i...lOm и обмотками 11i...11m. (m+2) элементов задержки 12i..,12 m+2, n индукционных реостатов 13i...13n, усилители мощЁ (frfi I-

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска многодвигательного электропривода, выполненного из п асинхронных электродвигателей с фазным ротором преимущественно в механизмах, требующих ограниченных ускорений и плавности при пуске, например, в конвейерном транспорте средней и большой мощности.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности электропривода при сохранении качества регулировочных характеристик.

На фиг.1 приведена структурная схема многодвигательного электропривода; на фиг.2 - его механические характеристики.

Многодвигательный электропривод содержит п асинхронных электродвигателей с фазным ротором 1i,..., 1n, n трехфазных контакторов с контактами 2i,... ,2n в цепи статора каждого электродвигателя и обмотками 3i,..., Зп, (п+1)-й трехфазный контактор с контактами 2п+1 в цепи ротора первого электродвигателя 1i и обмоткой Зп+1, гп-секционный трехфазный резистор 4 (4i4m), (n-1) двухполюсных контакторов с контактами 5i,..., 5п в роторных цепях электродвигателей 1 начиная со второго,с обмотками 6i бп-ч.

n-канальный усилитель 7 (7i, .... 7П) мощности, блок 8 управления, m-канальный усилитель 9 (9i,... 9m) мощности, m двухполюсных контакторов с контактами 10i, ..., 10m в роторной цепи первого электродвигателя 1i с обмотками 1-1111т, (т+2) элементов задержки 12i, .... 12m+2, n трехфазных индукционных реостатов 13i,..., 13п, первый 14 и второй 15 усилители мощности, трансформатор 16 тока, выпрямитель 17, два пороговых элемента 18 и 19, девять элементов ЗАПРЕТ 20-28, реверсивный счетчик 29, дешифратор 30, элемент И 31, два элемента ИЛИ 32 и 33, а также элемент 34 памяти.

Трехфазные индукционные реостаты 13213п соединены в звезду и подключены к выводам роторов электродвигателей 121п, к которым подключены также контакты 5i, ... 5п-1 (n-1) двухполюсных контакторов, превый индукционный реостат 13i

включен между выводами ротора электродвигателя 1i и m-секционным трехфазным резистором 4 (4i4m), который также соединен в звезду, причем обмотки индукционного реостата 13т пофазно шунтированы

контактами 2п-н (п+1)-го трехфазного контактора, а ступени (секции) 4i,..., 4m трехфазного резистора 4 шунтированы контактами

10i10m m двухполюсных контакторов.

Обмотки 3i, ..., Зп п трехфазных контакторов управляются от n-канального усилителя 7 (7i7п) мощности, обмотки 6i6п-1

(n-1) двухполюсных контакторов-отобщего второго усилителя 15 мощности, обмотка Зп+i (п+1)-го трехфазного контактора - от

первого усилителя 14 мощности, а обмотки 111, ..., 11m m двухполюсных контакторов - от m-канального усилителя 9 (9i9m) мощности.

Трансформатор 16 тока установлен в

статорной цепи первого электродвигателя 1, а его выход через выпрямитель 17 подключен к сигнальным входам пороговых4 элементов 18 и 19.

Блок 8 управления подключен к пороговым входам пороговых элементов 18 и 19, а также к входам первого 20, второго 21, третьего 22 и четвертого 23 элементов ЗАПРЕТ и первому входу 7i n-канального усилителя 7 мощности. Выход первого

порогового элемента 18 соединен с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ 20, входом управления сложением реверсивного счетчика 29, а также с входом пятого элемента ЗАПРЕТ 24. Выход второго

порогового элемента 19 соединен с управляющим входом третьего элемента ЗАПРЕТ 22, выход которого через один из входов элемента И 31 подключен к управляющему входу второго элемента ЗАПРЕТ 21 и входу

управления вычитанием реверсивного счетчика 29. Выходы элементов ЗАПРЕТ 20 и 21 подключены к счетному входу счетчика 29, выходы которого через дешифратор 30 подключены к соответствующим, начиная со второго, входам n-канального усилителя 7 мощности. Выход четвертого элемента ЗАПРЕТ 23 подключен к входу первого элемента 12i задержки. Выходы элементов

задержки 12i12m соединены с входами

9i 9m усилителя мощности и входами

последующих элементов задержки, причем выход элемента 12и (122) задержки соединен с входом элемента 12| задержки через шестой элемент ЗАПРЕТ 25, а выход элемента 12т задержки - с входом элемента 12пн-1 задержки и через первый вход первого элемента ИЛИ 33 с управляющим входом пятого элемента ЗАПРЕТ 24 и другим входом элемента И 31, выходэлемента ЗАПРЕТ 24 соединен с управляющим входом четвертого элемента ЗАПРЕТ 23. Второй вход первого элемента ИЛИ 33 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 32, входами первого усилителя 14 мощности, элемента 12mf2 задержки, седьмого элемента ЗАПРЕТ 26 и управляющим входом восьмого элемента ЗАПРЕТ 27, при этом выходэлемента задержки подключен к управляющему входу седьмого элемента ЗАПРЕТ 26, а выход последнего - к управляющему входу шестого элемента ЗАПРЕТ 25. Первый вход второго элемента ИЛИ 32 через элемент памяти 34 и элемент 12т+1 задержки соединен с выходом элемента 12т задержки, а последний выход 9т т-канального усилителя 9 мощности подключен к входу восьмого элемента ЗАПРЕТ 27 и через девятый элемент ЗАПРЕТ 28 к второму входу второго элемента ИЛИ 32, обнуляющему входу элемента 34 памяти и к входу второго усилителя 15 мощности. Управляющий вход девятого элемента ЗАПРЕТ 28 соединен с выходом восьмого элемента ЗАПРЕТ 27.

На фиг.2 показаны механические характеристики 35i352m-i разгона электродвигателя 1i с последовательным включением в цепи ротора индукционного реостата 131 и резистора 4. а также естественная характеристика 36.

Устройство работает следующим образом.

После подачи команды на пуск конвейера сигнал от блока 8 управления поступает на пороговые входы пороговых элементов 18 и 19, входы логических элементов ЗАПРЕТ 20-23, а также через первый канал 7.1 n-канального усилителя мощности на обмотку 3i трехполюсного контактора 2i первого электродвигателя 1i. При этом на

пороговых входах элементов 18 и 19 устанавливаются заранее определенные величины сигналов порогов срабатывания, например, на элементе 18 - 1Макс, что соответствует МП1 1,ШН1, на элементе 19 , что соответствует Mni 0,9 МН1, где МП1 - пусковой момент на валу первого электродвигателя 1i, MH1 - номинальный момент первого электродвигателя 11.

0. При поступлении сигнала на обмотку 3i контактора 2i последний включается и замыкает свои контакты 2, подключая первый , электродвигатель 11 к сети. В этот момент в цепи ротора указанного электродвигателя

5 включенные последовательно резистор 4 и индукционный реостат 13i полностью введены и момент на его валу является минимальным Ммин 0,1 Мн (фИГ.2).

Одновременно сигнал поступает через эле0 мент ЗАПРЕТ 23 на вход элемента 12i задержки, а затем последовательно с выдержкой времени на остальные элементы задержки. После соответствующих выдержек времени сигналы последовательно по5 ступают на обмотки 11111m контакторов

10i10m, которые замыкают свои контакты, шунтируя секции резистора 4 в цепи ротора первого электродвигателя 1i. При этом на валу последнего пусковой момент

0 плавно нарастает от значения Mni Ммин до величины, соответствующей установке сигнала на пороговом входе элемента 18, т.е. до МП1 1,1 МН1. Если при этом статический момент сопротивления механизма

0 разгоняется и выходит на характеристику, . соответствующую включенному в цепь ротора индукционному реостату 13т (фиг.2). При поступлении сигнала на обмотку 11т и включении контактора 10 сигнал с выхода по5 следнего элемента 9т т-канального усилителя мощности поступает через восьмой элемент ЗАПРЕТ 27 на управляющий вход девятого элемента ЗАПРЕТ 28, который закрывается, предотвращая включение

0 контакторов 5i, .. , 5п-1 роторных цепей второго и последующего двигателей 12 ... 1п. Одновременно с выхода элемента 12т задержки поступает сигнал на элемент задер- жки 12т+1. который срабатывает с

5 выдержкой времени и через элементы памяти 34, ИЛИ 32, усилитель 14 мощности и обмотку включает трехполюсный контактор 2п+1 в цепи ротора первого электродвигателя 1i, индукционный реостат 13i шунтируется. При этом с выхода элемента

ИЛИ 32 поступает сигнал на элемент 12т+2 задержки и седьмой элемент ЗАПРЕТ 26. В результате этого шестой элемент ЗАПРЕТ 25 закрывается, сигнал, поступающий на

элементы 12i 12m,исчезает, и в цепь

ротора первого электродвигателя 1 повторно вводится часть ступеней 4i 4m

регистра 4, Электродвигатель 11 переходит на характеристику 35т-м (фиг.2). Элемент 12т+2 задержки срабатывает, в результате открывается шестой элемент ЗАПРЕТ 25 и начинают вновь последовательно выводиться сопротивления ступеней 4|, .... 4m. После срабатывания элемента задержки 12т срабатывают контакторы 10m, 5i5n-i и электродвигатель 1 выходит на естественную характеристику 36 (фиг.2).

Одновременно поступает сигнал на обнуляющий вход элемента 34 памяти, тем самым на его выуоде сигнал исчезает, но на обмотке Зп-и контактора 2п+1 сигнал остается, поступая на нее через один из входов логического элемента ИЛИ 32.

Если при пуске Мс 1,1 Мн1. то при достижении на электродвигателе при неподвижном роторе 1i значения пускового момента Mni - 1,1 Mni сигнал с трансформатора 16 тока, поступая через выпрямитель 17 на вход порогового элемента 18, превысит величину уставки его на пороговом входе 1макс. Следовательно, на выходе указанного порогового элемента 18 появляется сигнал, который поступает на вход управления сложением реверсивного счетчика 29 и на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 20. Поскольку на счетном входе счетчика 29 сигнал в этот момент исчезнет, гак как элемент 20 закрывается, то счетчик 29 выдает на выходе первый импульс, который, пройдя дешифратор 30, появляется на его первом выходе, а затем через т-каналь- ный усилитель мощности 2 появляется на обмотке 32 контактора 2z второго электродвигателя 12. Последний подключается к сети с полностью введенным в цепь ротора сопротивлением индукционного реостата 132. Одновременно при подключении к сети второго электродвигателя 12 сигнал с выхода порогового элемента 18 поступает через элемент ЗАПРЕТ 24 на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 23, на выходе которого сигнал исчезает, что приводит к исчезновению сигналов на входах элементов задержки 12т и на обмотках 6i, . ., 6m

контакторов 10i 10m,тем самым в цепь

ротора первого электродвигателя 11 полностью вводится сопротивление резистора 4 и индукционного реостата 13i. Момент на валу указанного электродвигателя вновь становится минимальным Ммин 0,1 Мн. Но

суммарный пусковой момент на валу первого 11 и второго 1г электродвигателей должен остаться неизменным, т.е. должно быть

Мп - МП1 + Мп2 1,1 Мн,

где Мц - номинальный момент одного электродвигателя.

Пусковой момент на валу остальных электродвигателей 1 принимается таким же, как и пусковой момент второго электродви0 гателя 12. Для первого электродвигателя 1i принимается либо индукционный реостат, аналогичный индукционным реостатам 132, ..., 13п, но с меньшим числом витков, либо реактор. Механические характеристики вто5 рого и последующих электродвигателей 12, .... 1п с индукционными реостатами 132, . ., 13п - аналогичные.

После ввода сопротивлений резистора 4 и индукционного реостата 13i в цепь рого0 рз первого электродвигателя 1i ток в цепи стат ора з того электродвигателя снижается, что приводит к исчезновению сигнала на выходе порогового элемента 18 и ча управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 23 После этого по5 являются последовательно с выдержкой времени сигналы на входах злеметов задержки 12i , 12m и на обмотках 111 ...,11т роторны/ коьтакторов 10i , 10m Начинают последовательно выводиться секции 4i,

0 . ., 4m резистора 4 в цепи ротора и происходит плавное нарастание пускового момента МП1 на валу первого электродвигателя 1i, который складывается с пусковым моментом Мп2 второго электродвигателя 12. Нара5 стание пускового момента первого электродвигателя 1i происходит до величины Мн1 1,1 Мн, при которой ток ротора превысит величину уставки на пороговом элементе 18 - Макс. При этом суммарный

0 пусковой момент может достигать величины + Мп2 1,1ММ+ 1,ОМН 2,1МН. Если имеет место Мс 2,1 Mi, то конвейер начнет разгоняться на двух двигателях. При этом

Мп Мп1 + МП2 Мер + 1,10 Мн.

5 После срабатывания последнего элемента 12т задержки и шунтирования полностью сопротивлений 4i, .., 4m резистора 4 первый электродвигатель выходит на характеристику 35т. При этом индукционный pe- O остат 13i в цепи ротора включен. Одновременно поступает сигнал на элемент 12m+i задержки и восьмой элемент ЗАПРЕТ

28,исключая поступление сигнала на обмот- 5 ки 6i 6п 1 роторных контакторов 5i

5п 1. С выдержкой времени через элементы памяти 34 и ИЛИ 32 поступает сигнал на обмотку Зп+1 контактора 2п+1, включая последний. Иудукционный реостат 13i шунтируется.- При этом через седьмой элемент

ЗАПРЕТ 26 поступает сигнал на управляющий вход шестого элемента ЗАПРЕТ 25, который закрывается. В результате отключаются элементы 12,,.... 12т задержки и в цепь ротора первого электродвигателя 1т вводятся сопротивления 4t4m резистора А. Электродвигатель 1i переходит на характеристику 35m+i. С выхода элемента ИЛИ 32 поступает также сигнал на элемент 12т+2 задержки, который с выдержкой пре- мени закрывает седьмой элемент ЗАПРЕТ 26, тем самым шиг.той элемент ЗАПРЕТ 25 открывается, Вновь начинают срабатывать последовательно с выдержкой времени элементы 12i. ,.., 12т задержки, гем самым вы-

водятся сопротивления 4j4m резистора

После срабатывания элемента 12 задержки включается контактор 10п, шунтирующий полностью резистор 4, а следовательно, и роторную цепь электродвигателя 11, поскольку шунтирующий реостат 13i был ранее зашунтирован. Так как восьмой элемент ЗАПРЕТ 27 закрыт, то через девятый эле- мент ЗАПРЕТ 28 сигнал проходит на обмотки 6iбп-1 роторных контакторов 5i. .. ,

5n-i второго 1z и остальных электродвигателей, цепи роторов которых также шунтируются. Оба электродвигателя выходят на естественные характеристики 36. Одновременно сигнал с выхода девятого элемента ЗАПРЕТ 28 поступает на обнуляющий вход элемента 34 памяти и на один из входов элемента ИЛИ 32. На выходе элемента 34 памяти сигнал исчезает, а на выходе элемента ИЛИ 22 сигнал остается, что необходимо для удержания контактора Зп-и во включенном состоянии. Элемент ИЛИ 33 служит для того, чтобы сигнал на управляющий вход пятого элемента ЗАПРЕТ 24 проходил только при работе электродвигателя 1i на характеристиках 35т, . ., 352т-|, при этом элемент ЗАПРЕТ 23 открыт. Это препятствует вводу сопротивлений ступеней 4i 4i 1 резистора 4 при работе

электродвигателя 1-| на указанных характеристиках.

Если при пуске Мс 2,1 МН1, то при МП1 1,1мн и неподвижном роторе подключите следующий (третий) электродвигатель, а рабо- та схемы происходит аналогично описанному.

После окончания пуска с выхода элемента 12 задержки поступает сигнал на уп- равляющий вход пятого элемента ЗАПРЕТ 24 и вход элемента И 31, исключая влияние сигналов с выхода порогового элемента 18 на работу роторных контакторов 10 после пуска конвейера.

После этого в работу вступает логическая схема, действующая при изменениях нагрузки конвейера

Устройство обеспечивает автоматическое регулирование числа включенных в работу электродвигателей в зависимости от загрузки ленты как при пуске, так и при работе. При пуске действие устройства описано выше. После окончания пуска регулирование числа включенных в работу электродвигателей производится следующим образом.

С увеличением нагрузки, когда станет Мс 1,1 Мн, на выходе порогового элемента 18 появляется сигнал, который через реверсивный счетчик 29 и соответствующий выход дешифратора 30 поступает на соответствующий вход n-канального усилителя 7 мощности, а затем - на соответствующую обмотку стзторного контактора 3, что приводит к включению одного из электродвигателей 12..... 1п С уменьшением нагрузки, когда станет Мс 0,9 Мн, на выходе порогового элемента 19 сигнал исчезает и через элемент ЗАПРЕТ 22 и элемент И 31 поступает на вход управления вычитанием реверсивного счетчика 29. В результате на соответствующем выходе дешифратора 30 сигнал исчезает, что приводит к исключению одного из статорных контакторов 2 и соответствующего электродвигателя 12In.

Остановка конвейера производится с помощью блока 0 управления посредством исключения сигнала на его выходе

В данном многодвигательном электро приводе не требуется ограничения момента переключения при переходе на естествен- ную характеристику 36, а также не требуется дополнительной аппаратуры, так как повторно используются имеющиеся ступени. При этом разгон двигателей в интервале величин скольжения от S 1 до S 0,1 - 0,2 идет с последовательно включенными в цепь ротора первого электродвигателя Ь резистора 4 и индукционного реостата 13i, что позволяет уменьшить число ступеней резистора 4 Злтем при скольжении порядка S 0,1 - 0,2 индукционный оеостат 13i шунтируется, а в цепь ротора вводятся повторно

и затем вьюодятсч часть ступеней 4| 4m

резистора 4. ЧРМ обеспечивается переклю е- ние элект ООДРИ ите;:ей 1 т . , 1п на естественные характерно i ики 36 при малых- величинах скольжения, исчпючаются скачки пусковых моментов и достигается ппавный пуск.

Формула изобретения Многодвигательный электропривод по авт.са. NS 1339867, отличающийся тем, что, с целью дальнейшего упрощения и повышения надежности при сохранении качества регулировочных характеристик, в него дополнительно введены n-й трехфазный индукционный реостат, (п+1)-й трехполюсный контактор, первый и второй усилители мощности, (т+1)-й и (т+2)-й элементы задержки, элемент памяти, два логических элемента ИЛИ, шестой, седьмой, восьмой и девятый логические элементы ЗАПРЕТ, n-й трехфазный индукционный реостат включен последовательно между выводами роторной обмотки первого электродвигателя и выводами m-секционного трехфазного резистора, обмотка (п+1)-го трехполюсного контактора подключена к выходу первого усилителя мощности, контакты (п+1)-го трехполюсного контактора включены пофазно параллельно катушкам n-го трехфазного индукционного реостата, вход 1-го элемента задержки соединен с выходом (1-1)-го элемента задержки через шестой логический элемент ЗАПРЕТ, выход m-ro элемента задержки подключен к входу (т+1)-го элемента задержки и соединен с управляющим входом пятого логического элемента ЗАПРЕТ и другим входом логического элемента И через один вход и выход первого

логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго логического элемента ИЛИ, входами первого усилителя мощности, седьмого логического

элемента ЗАПРЕТ и (т+2)-го элемента задержки и с управляющим входом восьмого логического элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с управляющим входом девятого логического элемента ЗАПРЕТ, выход

(т+2)-го элемента задержки подключен к управляющему входу седьмого логического элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с управляющим входом шестого логического элемента ЗАПРЕТ, выход (т+1)-го

элемента задержки соединен с входом элемента памяти, выход которого подключен к одному входу второго логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с входом второго усилителя мощности и обнуляющим входом элемента памяти, последний выход m-кэнального усилителя мощности подключен к входу восьмого логического элемента ЗАПРЕТ и соединен с обмотками п-1 двухполюсных контакторов через посяедовательно соединенные девятый логический элемент ЗАПРЕТ и второй усилитель мощности.

О 0,1 0,2 OJ 0,4 0,5 0,6 0,1 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 /,3 /,4

ft/p.2

36 JSzm-t