Автономный многодвигательныйэлЕКТРОпРиВОд пЕРЕМЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02P5/50 

(54) АВТОНОМНЫЙ МНОГОДВИГАТЕЛБНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе для крыльчатых движителей на различных судах, в том числе плавкранах. Известны многодвигательные приводы, состоящие из асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, включенных на общую нагрузку, при этом каждый из двигателей содержит трансформатор тока и реле времени 1. К недостаткам данных электроприводов следует отнести малую надежность, плохие энергетические показатели, в частности недостаточную .надежность при запуске второго двигателя, когда первый перегружен. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автономный многодвигательный электропривод переменного тока для крыльчатых движителей, содержащий жестко связанные с общей нагрузкой асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами, каждый из электродвигателей подключен через трансформатор тока канала управления и силовую цепь коммутирующего элемента к генератору, программный б.юк, выходы которого соединены с управляющими входами коммутирующих, элементов 2. Данный электропривод обеспечивает запуск ,авух двигателей запуском второго асинхронного двигателя, включением его в сеть за 1 с до очередного наброса момента на первый, запущенный ранее асинхронный двигатель, при условии, что второй асинхронный двигатель нагружен моментом холостого хода. Недостатком этого автономного электропривода является то, что он не обеспечивает устойчивый запуск двух двигателей при нагрузке, имеет плохие энергетические показатели и недостаточную надежность. Цель изобретения - повыщение надежности, улучщение энергетических показателей и уменьщение массо-габаритных показателей электропривода. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введены общий для все.х двигателей пусковой элемент с управляющим в.ходом и группами контактов по числу двигателей, порогово-временные элементы, функциональные преобразозателн isxoAiioro сигнала в интсч-рал квадрата от входного сигнала с у11рав,ляющими и cnriia.ii)iihiMii входами и э.юмспты И, выходы которых через 11р(л )аммный блок соеднпеп с унрав.чиющим входом пускового э;1смС Г м, а один вход каждого элемента И мере, норл)го:5()-врсмеии(я - /Кмемт соединен с выходом т|1;1исф1)рматор)а тока своего канала уиравления и уирав.пиющим входом vфyнкциoнaлвiloгo преобразователя входного сигнала в интеграл ква;1р;гга входнслО сигнала, второй вход э;1емепта И соединен с в 111 ходом (зункционалвпого нреобразоватсля входного сигнала в интеграл квадрата входного еигпала, С1П-налы1ый вход KOTOpoio соединен е 1и)1П1еуномянутым ввьчодом тране(()орматора тока, каждый выход пускового -j/ieMciiTa через группы его ко ггак7ОБ иодк.;1ючеи к силовому выходу коммугируюн1его -j.ieMCHTa i т)ансс|)ормат()ру тока соответствую нтего ,тектродвигателя.

На фиг. I нредстав;1ена схема автономного многодвигателвного электропривода иеремепного тока; па (})иг. 2 диаграммы, поясникмпие его работу.

3;1ектропривод еостоит из ас11и.р(яп1ых э,1ектр()двнгатс-. 1 и 2, нодк.почеппых через редукто) 3 к кр1,1Л1 чатому движите:1ю 4.

Асинхронный двигате.ль 1 соединен через пусковой элемент 5, кончакты 6 и.1и через контакт 7 напрямую е коммутируюпгим э.11ементом 8. Асинхронный дви1ателв 2 соединен через тот же пусковой эле.мент 5, контактв 9 или через контакт 10 напрямую с ко.ммутп1)уюии1.м э,1ементом 11.

Грапе(рорма1Ч)|) 12 тока через поро1Ч)вовремепной элемент 13 н фупк П10нальнв1Й нреобразоватс.пь 14 входного сшнала в иитеграл квадрата от входного спгма.ча соедипеп е э.те.чентом И 15. Второй выход порогово-времепного элемента 13 подключен к ун|)авля1ои1,ему входу (тункционалвного преобразователя 14 вход1к |Т) сигнала в интегра.л квадрата от входпого сигнала.

Трансфир.матор 16 1Ч)ка через порогововремеьпюй э,1емент 17 п фуючпиональный 11реобраз л ателв 18 входискч) еигнала в интеграл квадрата от входного сигнала соединен с элементом И 19. Второй выход норогово-временного элемента 17 подключен к унрав.тяющему входу функционального нреобразовате;1я 18 входного еигнала в инте1-рал квадрата от входного сигнала. Выходы элементов И 15 и 18 еоедпнены с нрограммным блоком 20.

Входы коммутирующих э,1емент()в 8 и 1 1 п управляю11и Й вход пускового элемента 5 соедииенв е нрограммнв1м б.юко.м 20. Возможно дру|-ое иенолненне данного устройства, пснолвзуя при этом один, три и более элект)одвигателей, каждв1Й со своим кана,:iOM унрав..сния.

Автоно.мный многодвигательный э,1ектронрпвод переменного тока работает с.ледующим образом.

Электродвигате;1и 1 и 2 жеетко связаны через редуктор 3 с общей нагрузкой, в частностп с крыльчатым движителем 4,

Электродвигатель 1 или 2 запускается командой К 1 (фиг. 2) через пусковой элемент 5 п осуществляет через редуктор 3 вращение крылвчатого движителя 4 и второго, не нодключенного к еети электродвигателя (2 или I).

После запуека электродвигателя командой К 1 еигпал с трансформатора 12 тока поступает на входы порогово-вре.менного элемента 13 и функпионального преобразователя 14. При уменьи1ении пускового тока иа 20-/ci. норогово-временной элемент 13 выдает ей гнал па вход функционального преобразователя 14 команду К 2, разрешающую работу схемы.

Через интерва, времени (0,5 е), равный времени спадания пускового тока от значе1П1я 0,8 Ifi. (где In. пусковой ток электродви1ателя) до значения, равного току, соответствуюгцему холостому ходу крыльчатого движпте.ля, порогово-временным эле.менIOM 13 выдается команда КЗ па включение функциопалвного преобразователя 14, преобразующего входной ей гнал в интеграл к адрата от входного сигнала. При уменьН1ении значения иите1рала до значения, соответствуюпгего мощпости холостого хода крыльчатого движителя и по прощеетвии двух с момента запуска функциональiiort) преобразователя 14, элементом И 15 выдается кома11да К 4 на подключение второго двигателя к сети.

В том случае, когда время пуска первого двигателя 1 или 2 в силу каких-либо причин превы пает минимально возможное время пуска, схема работает следующи.м образом,

Если после выдачи порогово-временным элементом 13 команд КЗ иптеграл функции квадрата входпого спгиала снижается до значения, соответствующего холосгому ходу крвкльчаторо движите.тя, то элементом И 15 через две секунды выдается команда К 4 па включспие второго э.аектродвигателя,

Если после выдачи порогово-временны.м элементом 13 комапды КЗ интеграл не снижается до значения, соответствующего току холостого хода (К 4), то по прощеетвии двух еекупд после выдачи команды КЗ подается команда К 4 на отключение электропривода от сети.

В данпой схеме привода применена безмуфтовая система, так как при пуске момент иа валу Kpiii.ibnaToro движителя .мини.мален и равен моменту холостого хода (лопатки развернуты под углом 0° к направлению движения), функпии муфты выполняет сам асинхропиый двигатель.

Преимущество безмуфтовой системы еще в том, что при подключепии к сети ограниче1ПК)й мощности вт(рого аспнхронного дви1атсля больщой мощности, когда его ротор раскручен до нодсинхронной частоты, возникает очень кратковременный иглообразный провал напряжения, не превышающий по длительности нескольких сотых секунды, что вполне допустимо из условия надежной работы коммутационной аппаратуры, тогда как при пуске силового автономного привода большой мошности, когда скорость враш,ения ротора равна О, возникают провалы напряжения, которые могут привести к срабатыванию автоматов. Таким образом, схема автономного судового электропривода переменного тока крыль чатого движителя большой мош.ности при питании от генератора ограниченной мошности обеспечивает оптимальные параметры пускового режима электродвигателей и качества электроэнергии, улучшение энергетических показателей, повышение надежности и упрош,ение привода. Формула изобретения Автономный многодвигательный электропривод переменного тока для крыльчатых движителей, содержаш,ий жестко связанные с обшей нагрузкой асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами, каждый из электродвигателей подключен через трансформатор тока канала управления и силовую цепь коммутирующего элемента к генератору, программный блок, выходы которого соединены с управляющими входами коммутирующих элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, улучшения энергетических показателей и уменьшения массо-габаритных показателей электропривода, в него дополнительно введены общий для всех двигателей пусковой элемент с управляюшим входом и группами контактов по числу двигателей, порогово-временные элементы, функциональные преобразователи входного сигнала в интеграл квадрата от входного сигнала с управляющими и сигнальными входами и элементы И, выходы которых через программный блок соединены с управляющим входом пускового элемента, а один вход каждого элемента И через порогово-временной элемент соединен с выходом трансформатора тока своего канала управления и управляющим входом функционального преобразователя входного сигнала в интеграл квадрата входного сигнала, второй вход элемента И соединен с выходом функционального преобразователя входного сигнала в интеграл квадрата входного сигнала, сигнальный вход которого соединен с вышеупомянутым выходом трансформатора тока, каждый выход пускового элемента через группы его контактов подключен к силово.му выходу коммутирующего элемента и трансформатору тока соответствующего электродвигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Левинтов С. Д., Аржанов В. Н. Многодвигательный электропривод подвесного конвейера. «Механизация и автоматизация производства;, 1973, № 7. 2.Страхов С. В. Некоторые вопросы динамики автоматизированного дизельэлектрического привода переменного тока. Труды пятой Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу. Т. 1. Общие вопросы и средства управления. М., «Энергия, 1971, с. 207. Л -И:

Х2 КЗ

К2 KJ КИ К генератору