Устройство для защиты тиристорного электропривода Советский патент 1984 года по МПК H02H7/09 

I Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в приводах подачи и главного движения станков, а также в системах автоматического регулирова ния, применяемых в самых разных областях промышленности. Современные электроприводы должны быть снабжены надежными и быстро действующими средствами защиты. Одной из наиболее важных является защ та привода от пропадания фазы. В случае использования в электроприводе многофазного тиристорного преобразователя запщта должна реагировать на пропадание импульсов управления хотя бы одним из тиристоров преобразователя. Известно устройство для защиты от пропадания фазы в трехфазной электроустановке, содержащее исполнительный .орган, трехфазный вьтрями тель, к выходу которого подключен параметрический стабилизатор напряжения, усилитель и схему совпадения . Первый вход схемы совпадения соединен с выходом усилителя, второй вход - с выходом стабилизатора, а выход схемы совпадения чере стабилитрон соединен с исполнительным органом. В случае пропадания одной из фаз напряжение на выходе выпрямителя становится пульсирующим при этом на выходе схемы совпадения появляется сигнал, которьй вклю чает исполнительный орган. Такое устройство контролирует отсутствие одного из фазных напряжений на вхо де системы управления электроустано кой. Однако, если эта установка содер жит тиристорный преобразователь, такой контроль является недостаточньгм. Таким образом это устройство недостаточно надежно. Известно также устройство защиты - схема для обнаружения фазовой разбалансировки, состоящее из источ ника напряжения с переменной амплитудой, датчика пульсации, формирователя импульсов, формирователя выхо ного сигнала.и исполнительного орга на С 2. Датчик пульсации этого уст ройства обнаруживает повьшение уров ня пульсации в напряжении источника в случае пропадания фазы напряжения питающей сети. При этом формируется выходной сигнал, который подается на исполнительный орган. Схема при меняется в целях трехфазных электродвигателей. Однако с помощью этой, схемы может быть защищен тиристорный электропривод постоянного тока; в этом случае контролируется лишь разбалансировка фаз на входе схемы управления преобразователем, что снижает надежность работы устройства- защиты. Наиболее близким техническим решением является защитное.устройство электропривода ЭТб Сз. Это устройство состоит из трех транзисторных ключей, фазосдвигающего конденсатора и схемы совпадения, совместно образующих идентификатор фаз сети, а также усредняющего конденсатора, образующего идентификатор фаз сети, усредняющего конденсатора, образующего совместно с диодом и резистором детектор среднего значения, и усилителя мощности с выходным реле, контакты которого являются силовым исполнительным органом. В случае наличия всех трех фаз напряжение на идентификаторе равно нулю. На выходе детектора среднего значения при этом положительное напряжение, которое подается на усилитель мощности и включает выходное реле. При отсутствии хотя бы одной фазы напряжения выходное реле выключается, с помощью его контактов прекращается подача импульсов управления на тиристорный преобразователь, и двигатель электропривода останавливается на выбеге. К недостаткам такого устройства защиты следует отнести следующее. Идентификатор в этом случае может установить отсутствие фазы-напряжения на входе схему управления. На неисправность в фазосдвигающем устройст-. ве электропривода и пропадание импульса управления тиристором такое устройство не отреагирует, хотя эта ситуация является аварийной. Кроме того, быстродействие такого устройства недостаточно, так как срабатывание защиты приводит к выбегу двигателя, а не к интенсивному торможению. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства для защиты электропривода. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты тиристорного электропривода, содержащем включенные последовательно идентификатор фаз сети, детектор среднего значения, усилитель мощности с выходным реле, а .также силовой исполнительный блок, связанный с тиристорным преобразователем электропривода и его схемой управления, идентификатор фаз сети вьтолнен в виде интегратора с однонаправленной обратной связью, вход которого подключен к выходу схемы управления тиристорным преобразователем электропривода, а выход - к входу детектора среднего значения. Кроме того, в силовой исполнительный блок дополнительно введены встречно-параллельно включенные тиристоры, аноды и катоды которых непосредственно соединены с двигателем электропривода, управляющие электроды тиристоров через контакты выходного реле и резисторы соединены с электродвигателем, а через стабилитроны - с катодами тиристоров устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма его работы.

Устройство для защиты тиристорного электропривода содержит идентификатор фаз сети, выполненный в виде интегратора 1 с однонаправленной положительной обратной связью .(ИПС) (фиг. 1). Выход ИПС 1 соединен с детектором 2 среднего значения, который, в свою очередь, через диод и резистор соединен с усилителем 3 мощности. Нагрузкой для усилителя 3 является выходное реле 4 с замыкающим контактом 5 и размыкающими контактами 6 и 7, Первый вход ИПС 1 соединен с выходом схемы 8 управления тиристорного преобразователя 9. На второй вход ИПС 1 подается постоянное отрицательное смещение. Через контакт 5 схема 8 управления соединяется с преобразователем 9. Через .контакт 6 и резистор 10 якорь двигателя 11 соединен с управляющим электродом тиристора 12, подключенного параллельно двигателю. Через контакт 7 и резистор13 якорь двигателя соединен с управляющим электродом тиристора 14. Тиристоры 12 и 14 соединены Между собой встречнопараллельно. Их управляющие электроды защищены стабилитронами 15 и 16. Контакты 5, 6, 7, тиристоры 12 и 14 совместно с резисторами 10, 13 и стабилитронами 15, 16 образуют силовой исполнительный блок устройства.

Буквами А и В обозначены клеммы якоря двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления тиристора всех фаз ot- собираются на выходе схемы 8 управления тиристорным преобразователем и поступают на вход ИПС 1. Под действием положительного импульса вб-; ИПС 4 переходит в состояние соответствующее отрицательному уровню насыщения, а затем напряжение на выходе ИПС и..„р стремится к нулю, так как на второй вход ИПС подается постоянное отрицательное смещение. Величина -этого смещения и постоянная времени ИПС выбираются таким образом, чтобы при наличии импульсов управления тиристорами всех фаз, т.е. при условии полной исправности всей схемы управления преобразователем При этом напряжение на выходе детектора среднего значения 2Ug(j, 0. Выходное реле 4 усилителя 3 мощности при этом включено. Импульсы ofv, через замкнутый контакт 5 подаются со схемы 8 управления на преобразователь 9. Контакты 6 и 7 в это время разомк- нуты и тиристоры 12 и 14 не могут быть включены.

В случае пропадания импульса управления тиристором oCiy хотя бы одной из фаз, как это показано на фиг. 2, напряжение на выходе ИПС переходит через нуль, вступает в действие положительная одионаправленная обратная связь в ИПС, и напряжение U скачком достигает максимального положительного значения. Напря-. жениеиб(,х выходе детектора среднего значения при этом меняет знак, становится отрицательным, и реле 4 усилителя 3 мощности отключается. Контакт 5 реле 4 размыкается, импульсы управления перестают подаваться на преобразователь 9. Од новременно замыкаются контакты 6 и 7 и включается один из тиристоров 12 и 14, именно тот, к аноду которого, соответственно к управляющему электроду, приложено положительное напряжение. Знак этого напряжения определяется направлением вращения двигателя. Б том случае, когда клемма А якоря двигателя имеет положительный потенциал относительно клеммы В якоря двигателя, включается тиристор 12 в случае противоположной полярности тиристор 14. После включения тиристора начинается интенсивное динамическое торможение двигателя, В случ необходимости последовательно с тиристорами может быть включено сопро тивление, ограничивающее величину тормозного тока. Выполнение идентификатора Фаз в виде интегратора с однонаправленной положительной обратной связью, на вход которого подаются импульсы управления тиристорным преобразователем, позволило фиксировать отсутствие бы одного из этих импульсов путем сопоставления .временного интервала между импульсами управлен и времени интегрирования, определяемом настройкой идентификатора фаз. При этом контролируется не только выходное напряжение схемы управления преобразователем, но и исправность всей этой схемы вплоть до ее выходных каскадов. Тем самым существенно повышается надежность электропривода. Силовой исполнительный блок устройства при срабатывании защиты не только прекращает подачу импульсов управления на тиристоры преобразователя, но и включает цепь динамического торможения двигателя, что существенно сокращает время его остановки в аварийной ситуации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее включенные последовательно идентификатор фаз сети, детектор среднего значения, усилитель мощности с выходным реле, а также силовой исполнительный блок, связанный с тиристорным преобразователем электропривода и его схемой управления, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности и быстродействия защиты, идентификатор фаз сети выполнен в виде интегратора с однонаправленной положительной обратной связью, вход которого подключен к выходу схемы управления тиристорным преобразователем электропривода, а выход - к входу детектора среднего значения, кроме того, в силовой исполнительный блок дополнительно введены встречно-параллельно включенные тиристоры, аноды и катоды которых непосредственно соединены с СП двигателем электропривода, а управляющие электроды через контакты выходного реле и резисторы соединены с двигателем, а через стабилитро5 ны - с катодами тиристоров устройстClD ва. О) 00 ю 4

ипс

Фиг. 2