Реверсивный вентильный электропривод Советский патент 1980 года по МПК H02P5/06 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИЮД

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к реверсивным вентильным электроприводам с раздельным управлением двухкомплектным преобразователем, либо с однокомплектным преобразователем и реверсором.

Известен реверсивный вентильный электропривод, содержащий двигатель постоянного тока, подключенный к двухкомплектному вентильному преобразователю с раздельньш управлением, с двумя системами импульснофазового управления, и блок искусственной коммутации }- Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реверсивный вентильный электропривод, содержащий двигатель постоянного тока, подключенный к двухкомплектному вентильному преобразователю с раздельным управлением, с двумя. . системами импульсно-фазового управления, блок искусственной коммутации, включающий разделительные диоды, подключенные анодами к фазам сети, питающей преобразователь, в каждую из которых включен датчик тона, два коммутирующих тиристора, подключенные катодами к нагрузке, анодами - к конденсатору, ко второму выводу которого подключены катоды разделительных диодов, а параллельно конденсатору подключен контур перезаряда с перезарядным тиристором 1.2.

Недостатком и звестных устройств является плохое использование преобразователя по напряжению, ограничиваемое в большинстве случаев условиями безопасного инвертирования.

Обычно по условиям безопасного инвертирования угол опережения включения инвертора должен быть не менее f) мин-г 30-40 эл. град. В мощных

15 вентильных электроприводах угол запаздывания о. включения выпрямителя практически равен углу опережения включения инвертора ( oL мин) . Следовательно, использование преобразователя по напряжению из условий безопасного инвертирован 1я составляет

,

1СОВ ,8бб-о,

где ил, - максимальное выпрямленное напряжение преобразователя при d. .

Таким образом, использование по 30 напряжению известных реверсивньис венильных преобразователей в среднем е прейосходит 80%.

Цель изобретения - повышение йаёжн6стй И уве71ичен.йё HdttollbaidBaHHH

преобразователя понапряжению.

Указаннаяцель достигаетсй тем/ ) в электропривод дополнительно введены датчик инверторного режима с двумя отсекающими диодами, шесть

элементов и, два элемента ИЛИ, семь элементоЬ задержки времени, причем управляющие входы ког вмутирующих тиристоров подключены к прямым выходам элементов ИЛИ, инверсные выходы

кйтБрых объединены, и через элемент временной задержки подключены к управляющему входу перезарядного тиристора, три входа каждого из элементов ИЛИ подкл1очёны. к выходам шести элементов И, а к трем входам каждого элемента И подключены выходы датчиков тока соответствугадих фаз пре- сэбразователя, через шесть элементов задержки в ремени - вспомогательные каналы очередных фаз соответствующей системы импульсно-фазового управления и, через отсекающие диоды, соответствующий выход датчика инверторного режима.

На чертеже приведена схема элекТ СЭПрИВрДа. ..,.j,,,-..«.,.w.,,i;.x....zi

Устройство содержит реверсивный Мостовой трехфазный преобразоваЧсель (возможна и любая другая схема выпрймл ния) в составе мостов 1 и 2, йкорь двигателя 3 постоянного тока в 1 ачеетве нагрузки преобразователя, две системы импульсно-фазового управления 4 и 5{по одной на каждый комплект преобразователя), блок искусственной комг. утациив составе разделительных диодов б, подключенных анодами к фазам сети, питающей преобразователь., коммутирующие тиристоры 7 и 8, подключённые катбДами к разным зажимам нагрузки 3, а анодами - к коммутирующему конденсатору 9, к другой обкладке которого подключены малс;мощный источник 10 заряда конденсатора, диоды б и анод, перезарядного тиристора 11. Катод тиристора 11 присоединен к одному выводу дросселя 12, втброй 1вь1вод , которого объединен систочником 10 заряда конденсатора, правой обкладкой конденсатора и общей точкой коммутирующих тиристоров 7, 8. Лбгическая схема содержит два элемента ИЛИ

13 и 14, прямые выходы которых подключены к управляющим входам коммутирующих тиристоров 7, 8, а инверсные Ъых оды объеДИНены и чёЕ ё8 §лёмент 15 временной задержки соединены с управляющим выходом тиристоре 11. КовходаД элеме. 13 и 14 подключены выходы соответствующих элементов И 16 и 17 (по три элемента И на каждый комплект преобразователя) . К rtepBtJM вХбдай ШМ( ;эле та И подсоединены выходы соответству782108

ющих датчиков тока 18,.содержащих трансформаторы тока и диодные выпря митёльныё мосты, ко вторым входам два выхода датчика 19 инверторного режима (через отсекающие диоды 20 и 21), и к третьим входам - вспомога тё;ленае каналы систем импульсно-фазового управления 4 и 5 (через элементы 22 н 23 задержки времени), причем к каждому третьему входу элемента И подключен .канал- не своей, а очередной фазы, что отмечено бук венной маркировкой. На вход датчика 19 инверторного режима через компаратор 24 поданы сигналы, пропорциональные заданной и фактической скорости.

Схема работает следующим образом.В выпрямительном режиме работы любого из двух комплектов преобразователя, т.е. Е двигательном режиме работы привода, на вход компаратора 24 поступай два сигнала: Uз сигна л, пропорциональныйзаданной скорти, и Цф -Сигнал, пропорциональный фактической скорости. Их разность и служит, во-первых, для управлени напряжением преобразователя как и во всех известных системах вентиль ЙбгБ привод а, т.е. подается как управляющий ;сигнал в блоки 4 и 5 (н схеме эта не показана, так как она является типовой). Во-вторых, MJ поступает на вход датчика 19 инверторного режима. На йторой вход этого .датчика.поступает сигнгш фактической скорости Uq. Совпадение полярностей Ucj, и U характеризует выпрямительный режим; Если иф и U иМеют противоположные полярности режим инвё т6р71ый.

В качестве датчика 19 может быть использовано стандартное трехпозицйонное транзисторное реле. При совпадении полярностей и Или реле выключено, т.е. в выпрямительном режиме работы преобразователя блок 19.выключен и на выходах в.сех элементов 16 и 17 (элементы И) сигнал отсутствует, даже при сигналов с дат гикоа 18 тока и: с элементов 22 и 23 задё|5жкй.

Следовательно, в выпрямительном режиме работы преобразователя сигнал на прямых выходах элементов 13

и 14 равен нулю и коммутирующие тиристоры 7 и 8 заперты. Конденсатор 9 заря:жен от источника 10 плюсом на правой оёкладке. . . При Переходе привода в инверторный режим работы полярности сигналов U(j

и &U противоположны, причем полярность Цф определяется направлением вращения , поэтому датчик 19 включаетсяс с плюсом на одном из двух его выходов,; например на верхнем. В

этом случае через диод 20 постоянный

сигнал поступает на входы элементов 17. На другие два входа этих элементов поступают сигналы с датчиков 18 тока и со вспомогательных.каналов блока 4 (системы импульсно-фазрвбго управления). Однако .при .нормальном инвертировании токовый сигнал, на- пример с фазы Л никогда не совпадает по времени с сигналом, поступа ощим на тот же элемент И со-вспомогательного канала фазы В через элемент 22 временной задержки. Действительно, при нормальной коммутации ток в фазе А должен спадать после подачи отпиракяцего импульса на тиристор очаре чной фазы (в). Временна задержка имеет время срабатывания больше, чем время коммутации тока и работавшей фазы в очередную при любрм нормальном режиме. Поэтому сигналы с датчика 18 и элемента 22 задержки не совпадают во времени.

Нарушение коммутации в инверторном режиме вследствие, например снижения напряжения в питаш ей. сети переменного тока, неизбежно приврдит к затяжке тока в работающей фазе и совпадению во времени сигналов с датчика 18 тока и блока 22 задержки. Элемент И включается и сигнал с .его выхода.поступает на вхо элемента ИЛИ 14 на прямом выходе которого появляется напряжение, что приводит к включению тиристора 7 и переходу тока нагрузки в конденсатор . После спада тока в работавшей фазе А до нуля элемент 14 выключается (исчеза т сигнал с датчика 18 тока) и появляется ток в очередной фазе, так как на соответствующие силовые тиристоры поданы отпирающие импульсы по основным каналам блока 4 (на чертеже, показано пунктиром), а напряжение на конденсаторе 9 в процессе перезаряда током нагрузки сменило полярность.и препятствует дальнейшему протеканию тока нагрузки через конденсатор.

Таким образом, схема восстанавливает нормальную коммутацию и опрокидывание инвертора предотвращается.

При выключении элемента 14 на его инверсном выходе появляется напряжение и через элемент 15 временной задержки включается тиристор 11. Происходит резонансный перезаряд конденсатора 9 по цепи: лева;я обкладки тиристор 11, дроссель.12 - правая обкладка. Схема возвра)4ается в исходное положение, и при очередном срыве коммутации цикл работы повторяется.. Задержка времени необходима, чтобы включение тиристора 11

прои.зощло после выключения тирист.ора 7, Т-.е. пр.сле восстановления крммутаций. Заметим, что ток от источника 10 должен быть меньше тока удержания тиристора 7, что легко достигается, так как источник 10 нужен лишь для

первоначального эдряда конденсатора ,. 9 и компенсации потерь, т.е. может быть весьма малой мощности с большим внутренним сопротивлением.

Вьлие рассмотрена работа схемы при инвертировании ерез комплект 2 преобразователя. Работа схемы при инвертировании через комплект 1 аналогична. Разница лишь в том, что с датчика 19 сигнал поступает через диод 21 на элемент 16, что приводит к от пи13анию тиристора 8 и принудительной коммутации силовых вентилей в прет образователе 1.

Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы длительность импульсов,

5 поступакадих на силовые тиристоры с системы импуЛьсно-фазового управления, была больше времени коммутации. В современных системах это условие обычно выполняется. При необходимости

0 рабочие отпирающие импульсы могут быть дублированы повторньам аварийным импульсом.

Предлагаемая схеМа обеспечивает надежное инвертирование при внезапном снижений напряжения в сети пере25

менного тока, поэтому преобразователь может быть полнее использован по напряжению: угол Р можно выбирать из условия ,н , где сУ - угол, учитывающий асимметрию 30 импульсов в системе импульсно-фазового управления и асимметрию в сети; - угол врсстановления запирающих свойств тиристоров. 5 Для промышленных установок эл. град. Следовательно, использование преобразователя по условиям безопасного инвертирования составляет cos 10®сО,98.

0

Формула изобретения

Реверсивный вентильный электропривод, содержащий двигатель постоянного тока, подключенный к двухкомплектному вентильнрму преобразователю с раздельным управлением, с двумя системами импульсно-фазового управленияj блок искусственной комQ мутации, включающий разделительные диоды, подключенные анодами к фазам сети, питающей преобразователь, в каждую из которых включен датчик тока, два коммутирующих тиристора. Подключенные катодами к нагрузите, анодами - к конденсатору, ко второму выводу которого подключены катоды разделительных диодов,а параллельно конденсатору подключен контур перезаряда с перезарядным тиристором, 6 т л ч а ю щ-и и с я тем, что, с целью повышения надежности- и увеличения использрй-ания преобразователя по напряжению, в него дрполнительно вЁедены датчик инвеЬторнэго режима с

5 двумя отсекающими диодами, шесть эле