УСТРОЙСТВО для УПРЕЖДАЮЩЕГО ТОКООГрАНИЧЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к устройствам для ограничения тока нагрузки управляемого вентильного преобразователя (УВП).

Известно устройство для упреждающего токо:ограничения в приводе по системе УВП-Д, содержащее включенное в канал управления преобразователем ограничивающее звено, вход уставки ограничения которого подключен к задатчику допустимого выходного напряжения преобразователя, выполненному в виде датчика э.д.с. приводного двигателя. Независимость уставки ограничения от величины напряжения питающей сети приводит к тому, что при данной э.д.с. двигателя относительное изменение наибольшего возможного тока нагрузки преобразователя, вызванное изменением напряжения сети, может значительно превысить относительное изменение этого напряжения.

В предлагаемом устройстве задатчик допустимого входного напряжения преобразователя выполнен в виде делительного устройства, в котором входы делителя и делимого соединены соответственно с датчиком напряжения сети и выходом сумматора, подключенного к датчику э.д.с. двигателя и задатчику допустимого падения напряжения в якорной цепи привода. В результате этого изменение напряжения питающей сети не приводит к изменению допустимого входного напряжения преобразователя.

При сравнительно больших электромагнитных постоянных времени якорной цепи ограничение допустимого входного напряжения преобразователя на уровне, определяемом

установившимся (статическим) режимом, приводит к тому, что ток нагрузки достигает своего допустимого значения лишь через несколько интервалов проводимости вентилей преобразователя. Поэтому при больших электромагнитных постоянных времени якорной цепи упреждающее токоограничение может оказаться фактором, ограничивающим быстродействие привода. Предлагаемое устройство позволяет форсировать переходный процесс. Для этого

задатчик допустимого падения напряжения в якорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вход управления которого соединен с датчиком тока нагрузки двигателя. Таким образом, пока ток нагрузки не достигнет уставки релейного переключателя, уставка допустимого напряжения в якорной цепи повышается, форсируя нарастание тока в этой цепи. После срабатывания релейного элемента уставка снижается, и ток нагрузки в течение переходного процесса поддерживается на уровне допустимого значения. На тиг. 1 изображена блок-схема предлагаДвигатель 1 через звено 2 питается от управляемого вентильного преобразователя 3. Звено 2 является условным суммирующим звеном, показывающим, что падение напряжев якорной цепи () -.это разность выходного напряжения УВП (U) и э.д.с. вращения двигателя (д). Входное напряжение УВП (/вх„ ) ограничивается звеном 4, на вход которого поступает управляющее напряжение (вх) от усилителя 5 системы управления. Э.Д.С. вращения двигателя 1 лостунает на один из входов сумматора 6, .на второй вход подается задание допустимой (расчетной) величины падения напряжения в силовой цепи УВП (дгУяр)-. Выходное напряжение делителя 7 пропорционально частному от деления одного входного электрического напряжения (делимого) на второе (делитель). Напряжением-делимым является выходное напряжение сумматора 6, а в качестве напряжения-делителя на второй вход делителя 7 подается напряжение сети (t/c), используемое и для питания преобразователя 3. Выходное напряжение делителя 7 подается на вход функционального построителя 8, который представляет собою нелинейное звено, компенсирующее нелинейность преобразователя 5. Выходное напряжение (t/доп ) построителя 5 задает звену 4 уставку предельно допустимой величины входного напряжения преобразователя 3. Выходное напряжение усилителя 5 иодается на входы детекторов знака 9 и /б и в зависимости от своего знака воздействует на ключ 11 или на ключ 12. Ключ 11 соединен с входом сумматора 6 непосредственно, а ключ 12 - через инвертор 13 знака. Таким образом, действие звеньев 9, 10, 11, J2 и 13 обеспечивает выбор знака сигнала Af/яр, подаваемого на вход сумматора 6, в зависимости от знака у- выходного напряжения звена 5. Устройство содержит элемент 14 уставки допустимого падения напрял ения в якорной цепи в статическом режиме при установивШбмся электромагнитном переходном процессе Б этой цепи (At/яр.ст), элемент 15 уставки допустимого падения напрялсения в якорной цепи в динамическом режиме (А/7яр.дин) и релейный переключатель 16, срабатывающий при достижении током якорной цепи допустимого значения (/я.доп). При значениях /я /я.доп релейный переключатель 16 замыкает свои контакты 0-1, подавая .на входы ключей // и 12 выходное напряжение элемента 15. При /я /я.д.оп контакты О-/ переключателя 16 размыкаются и замыкаются контакты О-2, благодаря чему на входы ключей 11 м 12 иодается выходное напряжение элемента 14. Размыкание контактов О-2 при /я .доп происходит с выдержкой времени, превышающей интервал проводимости одного вентиля преобразователя 3. Устройство работает следующим образом. При скачкообразном задании входного сигнала усилителя 5 (например, при пуске двигателя) звено 4 ограничивает напряжение на входе преобразователя 3 таким уровнем, при котором ток в цепи нагрузки равен донустимому значению. По мере разгона двигателя его э.д.с. растет и воздействуя через звенья 5, 7 и 8 4 п& преобразователь 3, обеспечивает постоянство тока якоря в процессе пуска двигателя. Форсировка нарастания тока нагрузки в начальной стадии переходного процесса производится следующим образом. Пока ток нагрузки не достиг уставки переключателя 16, допустимое зиачение входного и выходного напряжений преобразователя 3 определяется элементом 15 (э.д.с. двигателя на -начальном малом интервале времени остается практически равной нулю); после срабатывания переключателя 16 на сумматор 6 воздействует элемент 14, что снимает форсировку, но обеспечивает поддержание тока якорной цепи на заданном допустимом уровне (см. фнг. 2, где 17 - кривая тока якорной цепи без форсировки, а 18- с форсировкой). Возврат переключателя 16 в исходное ноложение с выдержкой времени исключает его ложное срабатывание в результате пульсации тока якорной цепи (точка А на кривой 18). Исключение влияния изменения напряжения сети на величину максимально возможного тока нагрузки обеспечивается делителем 7. Как известно, при данном угле (а) включения вентилей преобразователя 3, определяемом его входным напряжением, выходное напряжение УВП пропорционально с - амплигуде питающего напряжения: а а ,-f,(U,,J (1) где т - число фаз УВП, fj(Usx ) - зависимость cos а от входиого напряжения УВП. В общем случае зависимость /I(LBX) нелинейна. Эту нелинейность компенсирует построитель 8с обратной нелинейностью: доп /(вх„)(2) обеспечивающей линейность тракта от входа построителя 8 до выхода преобразователя 3 в режиме, когда звено 4 ограничивает выходной сигнал усилителя 5, подавая на вход преобразователя 3 выходной сигнал построителя 8 (напряжение Поэтому в режиме, когда : /доп(3) выходное напряжение преобразователей 3 равно /п .(4) то обеспечивается делителем 7, благодаря юторому д + 5 -опоставление соотношений (4) и (5) показыает, что при соответствующем выборе коэф(ициентов передачи звеньев может быть обепечено10 /„ д + А, езависимо от величины напряжения питающей сети (операция умножения, производимая реобразователем 3, компенсируется влияним делителя S), 15 Предмет изобретения 1. Устройство для упреждающего токоограичения в приводе по системе УВП-Д, содерсащее включенное в канал управления пре20бразователем ограничивающее звено, вход уставки ограничения которого подключен к зЗдатчику допустимого выходного напряжения преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности токоограничения, указанный задатчик выполнен в виде делительного устройства, в котором входы делителя и делимого соединены соответственно с датчиком напряжения сети и с выходом сумматора, подключенного к датчику э.д.с. двигателя и к задатчпку допустимого падения напряжения в якорной цепи привода. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с целью обеспечения предельного использования динамических возможностей двигателя, задатчик допустимого падения напряжения в якорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вход управления которого соединен с датчиком тока нагрузки двигателя. Приоритет по и. 2 исчислять с 5.П.1968 г. по заявке Л 1215205/24-7.

f r-r-iA.

-HZjT