УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Советский патент 1967 года по МПК H02P5/00 

Различные способы ограничения Момента электродвигателя (например, токовая отсечка) не дают эффекта в случаях, когда кинетическая энергия, запасенная в роторе и других движущихся частях системы, велика, а удар является «жестким, с малой величиной деформации механических звеньев.

Величина ударного момента, возникаюнгего на валу двигателя при работе привода на упор (т. е. при мгновенном возрастании нагрузки, приводящем к остановке двигателя), определяется величиной максимального момента двигателя и кинетической энергией, запасенной в системе

1ш2

My - Жд. макс +

2

где My -ударный момент; Мд. макс-максимальный электромагнитный момент двигателя; / - момент инерции электропривода (приведенный к валу двигателя); со - угловая скорость вращения двигателя; ф - угол скручивания вала при деформации в результате удара.

Токовая отсечка и различные способы ограничения момента двигателя с помощью сопротивлений могут уменьшить лишь первое слагаемое в вышеприведенной формуле. Однако при больших значениях / и со и малых

углах ф второе слагаемое может быть большим и вести к поломкам в механических нередачах и рабочих органах машины. Инерционность часто применяемой максимальной токовой защиты электропривода, вызванная большим суммарным временем срабатывания электрических аппаратов, приводит к тому, что при работе па упор двигатель отключается слишком поздно и механизм разрушается из-за недопустимых перегрузок.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно снабжено установленным под станину двигателя тензодатчиком, электрически соединенным с усилителем, нреобразующим сигнал.в напряжение, пропорциональное моменту и его производной, который подключается к входу блока управления вентилями.

Это обеспечивает защиту электропривода при ударном возрастании нагрузки.

На чертеже показано предложенное устройство.

Оно содержит двигатель /, тензодатчик 2, усилитель 3, блок 4 управления вентиля, симметричные управляемые вентили 5-9 и трансформатор 10. 4 Величина давления на датчик равна , где А - постоянная величина, М - момент двлгателя, b - коэффициент. Сигнал от тензодатчика подается на вход усилителя, дающего на выходе напряжение, являющееся функцией момента и его производной/Ci( + C Выходной сигнал усилителя подается на вход быстродействующего транзисторного блока управления вентилями. Для включения и реверсирования электродвигателя используются симметричные управляемые полупроводниковые вентили. Устройство работает следующим образом. При ударе (например, при работе на упор) сумма момента двигателя и его первой производной достигает больщой величины, превышающей уставку, и на выходе усилителя появляется сигнал. Для компенсации (частичной или полной) ударной составляющей момента, в каждой паре вентилей 5-6 и 8-9 работавший ранее вентиль запирается, а вентиль, не проводивший тока, открывается. Знак момента двигателя Мц, макс меняется на обратный, и величина ударного момента (My) ограничивается. Время включения двигателя при измененном чередовании фаз выбирается в зависимости от одного из двух возмолсных требоваНИИ:а) механизм необходимо остановить перед упором, б) механизм необходимо отвести от упора. В первом случае производится кратковременное реверсирование двигателя, а во втором - более длительное. При быстром переключении обмотки статора двигателя под влиянием электромагнитных переходных процессов момент двигателя может в 10 и более раз превышать его номинальный момент, что почти полностью компенсирует ударную составляющую момента, вызванную кинетической энергией, запасенной системой. Быстрота переключения двигателя обеспечивается крайне малым временем переключения управляемых полупроводниковых вентилей. Сигнал от тензодатчика может быть дублирован сигналом от трансформатора тока 10 (на фиг. показано пунктиром), однако при появлении ударного момента, сигнал от тензодатчика опережает сигнал измерителя тока и именно он обеспечивает необходимое быстродействие защиты. Предлагаемое устройство позволяет резко снизить величину ударных перегрузок в механических звеньях электропривода нри работе двигателя на упор, при неисправностях в схеме управления и при аварийных нарушениях технологического режима. Предмет изобретения Устройство для управления электроприводом, например, с трехфазным асинхронным электродвигателем, содержащее, включенные в цепь обмотки его статора, симметричные управляемые вентили, и блок для их управления, отличающееся тем, что, с целью защиты электропривода от поломок при ударном возрастании нагрузки, путем кратковременного реверсирования двигателя, под его станину устанавливается тензодатчик, электрически соединенный с усилителем, преобразующим сигналы в напряжение, пропорциональное моменту и его производной, который подключается ко входу указанного блока и Дает сигнал на реверсирование двигателя.