Устройство для защиты от аварий в приводах постоянного тока с регулированием скорости вращения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ. АВАРИЙ В ПРИВОДАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА С РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ , содержагдее блок задания, блок сравнения, регулятор скорости и регулятор тока, выход которого через блок управления соединен с исполнительным органом, предназначенныг ддтя включения в цепь якоря электродвигателя , тахоганератор, выход которого соедине} с блоком сравнения и с блоком распознавания дефекта, отличающееся тем, что. в него дополнительно введены второй блок разпознавания дефектов и два согласующих блока, причем вьаходы первого блока распознавания ieфeктa соединены соответственно с регулятором скорости, регулятором тока и через согласующий блок с блоком управления , выходы второго блока распознавания дефектов соединены с регулятором тока и через второй согласующий блок с блоком управления, а вхо§ ды второго блока распознавания дефекта соединены с блоком сравнения W и с регулятором скорости.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(50 Н 02 Н 7 085

P

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРьтий (21) 7771092/24-07 (89) 143192 ГДР (22) 28.02.80 (31) W Р Н 02 Н/211911 (32) 30.03.79 (33) ГДР (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72 ) Франк Зммерлинг, Хейнц Грэф и Манфред Шулце (ГДР) (71) ФЕБ Нумерик "Карл Маркс" (ГДР) (53) 621.316.925(088.8) (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ОТ АВАРИЙ В ПРИВОДАХ ПОСТОЯННОГО

ТОКА С РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее блок задания, блок сравнения, регулятор скорости и регулятор тока, выход которого через блок управления соединен с исполнительным органом, предназначенным

„„SU„„1062824 для включения в цепь якоря электродвигателя, тахогенератор, выход ко-орого соединен с блоком сравнения и с блоком распознавания дефекта, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. в него дополнительно введены второй блок разпознавания дефектов и два согласующих блока, причем выходы первого блока распознавания Дефекта соединены соответственно с регулятором скорости, регулятором тока и через согласующий блок с блоком управления, выходы второго блока распознавания дефектов соединены с регуля- тором тока и через второй согласующий блок с блоком управления а вхоI ды второго блока распознавания де- су фекта соединены с блоком сравнения и с регулятором скорости.

10б2824

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит два последовательно соединенных резистора, причем к свободному зажиму первого резистора подключены блок задания и второй блок распознавания дефекта, к точке соединения резисторов подключен регулятор скорости, а свободный зажим второго резистора подключен к первому блоку распознавания дефекта, содер><ащему компаратор, резистор, элемент HE-ИЛИ, блок короткого замыкания, причем один вход компаратора соединен с тахогенератором, а к другому подключен резистор, выход компаратора соединен с одним входом элемента НЕ-ИЛИ, другой вход которого соединен с одним из выходов блока короткого замыкания, другие ныходы которого соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, выход элемента НЕ-ИЛИ соединен с согласующим блоком.

Изоб>рот =íèå относится к электро.-:.ехпике,- !o»<а<от высокую перегрузку по то<У

Изнестны нысокодинамические npu",:oä i постоянного тока с регулированием скорости вращения, имеющие )()

4-8-кратту>о перегрузочную способность по моменту для достижения необходи .ой динамики.

Эта необходимая перегрузочная способность по моменту и вследствие наличия ПИ-регуляторов в контуре регулирования при ошибочном обслужинапии может привести к повреждению машины.

Б стационарном режиме реботы так-, же могут возникнуть броски тока, например„ при недопустимых изменениях нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты от аварий н приводах постоянного тока, содер><ащее блок задания, блок сравнения, регуляторы скорости и тока, выход которэгo через блок упранления соединен н -.полнительным органом предназна" чэнным для включения н цепь якоря электродвигателя, тахогенератор, выход которого соединен с блоком сраннения и с блоком распознавания д< (j)еi

3„устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нторой блок распознавания дефекта содержит диф ференциатор заданного значения скорости, блок ограничения, схемы И, ИЛИ и два компаратора, причем вход одного из компараторон соединен с регулятором скорости, а выход — с одНим иэ входов схемы ИЛИ и с выходом второго компаратора, вход которого через дифференциатор заданного . значения скорости соединен с блоком сравнения, второй вход схемы ИЛИ ,соединен с блоком ограничения.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что согласующий блок содер>хит последовательно соединенные схему ИЛИ и элемент эадер><ки, причем входы схе<п> ИЛИ являются входами, а выход элемента за- держки — выходом со гл асующе го блока.

Недостатком известного устройст ва является то, что, обеспечивая необходимую защитную функцию, оно одновременно препятствует требуемой динамике привода. Недостатками этого устройства являются также высокие затраты на конструктивные детали и применение двух дополнительных специальных источников напряжения.

Цель изобретения — повышение на,дех<ности нысокодинамических приводов постоянного тока с регулированием скорости вращения ПИ-регуляторами, снижение схемных затрат и защита от повре><дении рабочей машины, связанной с приводом.

Постанленная цель достигается тем, что в устройство для защиты .ат аварий н приводах постоянного тока с регулированием скорости вращения, содержащее блок задания, блок сравнения, регулятор скорости и регулятор тока, выход которого через блок управления соединен с исполнительным органом, предназначенным для включения и цепь якоря электродвигателя, тахогевера op, выход которого соединен с блоком сравнения и с блоком распознавания дефектов, дополнительно введены второй блок распознавания дефектов и два согласующих блока, причем выходы первого блока распознавания дефекта соединены соответственно с регулятором скорости, регулятором тока и через согласующий блок с блоком уп1062824 равления, выходы второго блока распознавания дефектов соединены с регулятором тока и через второй согласуюций блок с блокогл управления, а входы второго блока распознавания дефекта соединены с блоком сравнения и с регуляторогл скорости.

Кроме того, устройство для защиты от аварий в приводах постоянного то ка содержит два последовательно соединенных резистора, причем к свободному зажиглу первого резистора подклю чен блок задания и второй блок распознавания дефекта, к точке соединения резисторов подключен регулятор скорости, а свободный зажим второго резистора подключен к первому блоку распознавания дефекта, содержащему компаратор, резистор, элемент HE-ИЛИ блок короткого замыкания, причем один вход компаратора соединен с тахогенератором, а к другому подключен резистор, выход компаратора соединен с одним входом элемента HE-ИЛИ другой вход которого соединен с одним из выходов блока короткого замыкания, другие выходы которого соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, выход элемента

HE-.ИЛИ соединен с согласующим блоком

Устройство для зациты от аварий в приводах постоянного тока содержит так><е второй блок распознавания дефектов, включающий дифференциатор заданного значения скорости, блок ,ограничения, схемы И, ИЛИ и два компаратора, причем вход одного из компараторов соединен с регулятором скорости, а выход — с одним из входов схеглы И, второй вход которой сое динен с первым входом схемы ИЛИ и с выходом второго компаратора, вход которого через дифференциатор заданного значения скорости соединен с блоком сравнения, второй вход схемы

ИЛИ соединен с блоком ограничения.

ICpoMe того, согласующий блок содержит последовательно соединенные схему ИЛИ и элемент задержки, причем входы схемы ИЛИ являются входами, а выход элемента задержки выходом согласующего блока.

На фиг. 1 — изобра><ена структурная схема предлагаеглого устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока сравнения, первого блока распознавания дефекта и согласующего блока; на фиг. 3 — структурная схема второго блока распознавания дефекта и второго согласующего блока.

Устройство для защиты от аварий в приводах постоянного тока содержит блок 1 задания, блок 2 сравнения, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока, выход которого через

1блок управления соединен с исполнительным органогл 6, предназначенным для включения в цепь якоря

10

15 электродвигателя 7, тахогенератор 8, выход которого соединен с блоком 2 сравнения и с блоком 9 распознавания дефекта. Кроме того, устройство содержит блок 10 распознавания дефекта и два согласующих блока 11 и

12, причем выходы блока 9 распознавания дефекта соединены соответственно с регулятором 3 скорости, регуляторогл 4 тока и через согласующий блок 11 с блоком 5 управления, выходы блока 10 распознавания дефекта соединены с регулятором 4 тока и через согласующий блок 12 — с блоком 5 управления, а входы блока

10 распознавания дефекта соединены с блоком 2 сравнения и с регулятором 3 скорости.

Блок 2 сравнения, входящий в схему устройства, содержит два последовательно соединенных резистора 13 и 14, прич ем к свободному з ажиму резистора 13 подключен блок 1 задания и блок 10 распознавания дефекта, к точке соединения резисторов 13 и 14 подключен регулятор 3 скорости, а свободный за><игл резистора 14 подключен к блоку 9 распознавания дефект а, содержащему компаратор 15, резистор 16, элемент НЕ-ИЛИ 17, блок 18 короткого заглыкания, причем один вход коипаратора 15 соединен с тахогенератором 8, а к другоглу подключен резистор 16. Выход компаратора 15 соединен с одним входом элемента HE-ИЛИ 17, другой вход кото. рого соеди ен с одним из выходов бло ка 18 короткого замыкания, другие выходы которого соединены соответственно с регулятором 3 скорости и регуляторогл 4 тока, выход элемента

40 HE-HJIH 17 соединен с согласующим блоком 11.

Блок 10 распознавания дефекта содержит дифференциатор 19 заданного значения скорости, блок 20 ограничения, схему И 21, схему ИЛИ 22 и два компаратора 23 и 24, причем вход компаратора 23 соединен с регуляторогл 3 скорости, а выход с одним из входов схемы И 21, 50 втОРОи вхОд КОтОрОИ соединен с пер вым входом схемы ИЛИ 22 и с выходом компаратора 24, вход которого через дифференциатор 19 заданного значения скорости соединен с блоком 2 сравнения, второй вход схемы ИЛИ 22 соединен с блоком 20 ограничения.

Согласующие блоки 11 и 12 содерх<ат соответственно последовательно соединенные схеглу ИЛИ 25, элемент

26 задержки, схему HJIH 27 и элемент

28 задер><ки, причем входы схем

ИЛИ 25 и 27 являются входами, а выходы элементов 26 и 28 задер><ки выходами согласующих блоков 11 и 12

Устройство работает следующим

65 образом.

10б 2824

1 оитролируя входные сит палы регулятора 3 скорости, блок 10 распознавания дефекта 10 выдает сигнал дефекта, а блок 9 распознавания дефек. та выдает cvãíàë дефекта при исчезновении сигнала с тахогенератора 8

Эти сигналы оцениваются соответственно режиму работы привода и приводят к выключению привода или препятствуют включению привода.

Одновременно,. вне динамического переходного процесса, с помощью предлагаемого устройства автоматически с-ижается максимально возможный кинетический момент привода до зна-:ения, при котором обеспечивается защита машины от повреждений.

При задании уставки от блока 1 задания у выхода регулятора 3 скорост t llo;-вляется отклонение регуииуемой в=..!. !»rины, которое остается до = . т;p, »ока действительное значение <-корости вращения от тахогенеэатора .»;c принимает значение, соо;.":зетствуюэ1иа отношению резисторов

OG. 12ру><енпОе per улятором 3 скорос:.и огклспение представляет собо.. заданное значение тока для регу>.я. ор > 1 тока, соответствующее

::ак с.; ".; lrú l! o возможному кинетическо, о:.!o .l-I--,, в ст ационарном режиме

1>с.б..; --., ::! .о вызывает срабатывание

1 .;.:.: > .:. 23 в блоке 10 распозна>::I . с ф =:ктов на L ïoòåûöèàë, в тс в1эс., я как в стационарном режиме ком" ар,". np 23 на выходе генерирует

11-с t.(.l-н и, .",и;»là1>âòop 24 в стационарном

>.=ж:.:"..с l>э б.эты имеет пот е нц иал

При,;:змепспии заданного значения

-,ко1эости уерез дифферснциатор 19 зада;ногo знасчения скорости сигнал

"с у-iaez па. компаратор 24, который ;;, па»ь(у, pp .:. э!1ери13уBT сигнал Н, 1,;-„: еппые двумя компараторами 23 и ? !;-:игналы > or èчески связываются

<.:::,с .:.аэй ;1 2 1.. При этом необходимо, что.;- сигиал идущий с компаратора

24,- бь-.»: более п1эодолжительным, чем врс i!5I переходногo. процесса, и пропор циопалеи .вменению заданного значе;и я»:.то",: было возможно получение бс> . -:я х з!::l.- -.!:è! момента привода. !!ç!>å:"àë при этом отключение привода.

Cllr" íà>!;uмпаратора 24 блока 3 0 рас,и з наваляв дефекта .=спользуется так>;:. q!l;r сн:..женин».раницы тока в

° »а но нар ->о»„»>ежиме 1ри "рабатывании компаратора 24 ч!рсэ схему l""ЛИ 22 c_#_l ал подается в регулятор 4 тока, поднимая токовую границу на максимально допустимое в стационарном режиме значение. Граница тока регулируется в стационарном режиме тогда, когда с выхода компаратора 24 подается потенциал 2, Блок 20 ограничения ограничивает в стационарном режиме значение тока.

Для распознавания дефекта в цепи обратной связи в блоке 9 распознавания дефекта через высокоомный резистор 1б подается поСтоянное

1 напряжение О. Если тахогенератор 8, имеющий очень маленькое внутреннее омическое сопротивление, не подключен, то на входе блока 2 сравнения, схема которого имеет более высокое сопротивление, чем тахогенератор 8, возникает напряжение, приводящее к срабатыванию компаратора 15. При ну левом числе оборотов двигателя на выходе компаратора 15 L-потенциал при замкнутой цепи обратной связи.

Выходной сигнал компаратора 15 гложно логически складывать с любым другим сигналом, который 6 казывает на случаи аварии, причем зто состоя ние сигнализируется компаратором 15.

При включении тахогенератора 8, приложенное к входу блока 9 распоз— навания дефекта и сниженное резистором 16 напряжение так мало, что компаратор 15 ие срабатывает. При неправильной полярности тахотенератора 8 из-эа положительной обратной связи на выходе схемы И 21 возникает сигнал дефекта, так как через дифференциатор 19 заданного значения скорости не воспринимаются импульсы помех. При этом в согласующем блоке

12 посредством схемы ИЛИ 27 и элемента 28 задержки как и при отсутствии обратной связи производится отключение исполнительного органа б.

При других повреждениях в контуре регулирования или при разрушении конструктивных деталей, особенно в операционных усилителях контура скорости, также. срабатывает компара:, тор 23 блока 10 распознавания дефек " та иэ-эа отсутствия обратной связи или несогласованности отклонения регулирования. Как и в других случаях аварий, привод выключается.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведом-. ством по изобретательству Германской

Демократической Республики.

1062824

j 5lV

Составитель М. Кряхтунова

Редактор А. Козориз Техред T.Ôàíòà Корректор M. Шароши

Заказ .10256/56 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4