Способ торможения электродвигателя переменного тока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах горных машин. Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения величины ударных момента и тока за счет исключения остаточной ЭДС электродвигателя и, кроме того, повышение быстродействия . Цель достигается за счет того, что в способе торможения электродвигателя переменного тока, состояш,ем в поочередном подключении двух фаз электродвигателя к питающей сети и закорачивании этих фаз с помош,ью соответственно последовательного и шунтирующего тиристоров 1 и 2, первым всегда включают шунтирующий тиристор 2, что достигается в устройстве за счет введения формирователя 9 прямоугольных импульсов , RS-триггера 12, узла 10 предустановки , триггера 13, логического элемента И-НЕ 18. Кроме того, при выключении торможения устройство позволяет повысить быстродействие электропривода за счет исключения возможности шунтирования питающей сети шунтирующим тиристором 2 и обеспечения быстрого спадания тока в фазах электродвигателя путем введения триггеров 14-16, делителя 11 частоты, логического элемента ИЛИ-НЕ 17, блока 19 фазового сдвига, инвертора 20. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. §) с SS ел САЭ СлЭ О5 00 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

@11 4 Н 02 P 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ счет исключения остаточной ЭДС электродвигателя и, кроме того, повышение быстродействия. Цель достигается за счет того, что в способе торможения электродвигателя переменного тока, состоящем в поочередном подключении двух фаз электродвигателя к питающей сети и закорачивании этих фаз с помощью соответственно последовательного и шунтирующего тиристоров 1 и 2, первым всегда включают шунтирующий тиристор 2, что достигается в устройстве за счет введения формирователя 9 прямоугольных импульсов, RS-триггера 12, узла 10 предустановки, триггера 13, логического элемента

И-НЕ 18. Кроме того, при выключении торможения устройство позволяет повысить быстродействие электропривода за счет исключения возможности шунтирования питающей сети шунтирующим тиристором 2 и обеспечения быстрого спадания тока в фазах электродвигателя путем введения триггеров

14 — 16, делителя 11 частоты, логического элемента ИЛИ-НЕ 17, блока 19 фазового сдвига, инвертора 20. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3926274/24-07 (22) 08.07.85 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин (72) Г. В. Доброскок, А. П. Быковский, И. С. Кибрик, А. Я. Некрасовский, И. Г. Василенко и Я. Л. Красик (53) 621.316.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 905968, кл. Н 02 Р 3/24, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 972082, кл. Е 21 С 27/18. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах горных машин. Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения величины ударных момента и тока за

„„SU,», 1336183 А1

1336183

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к управлению электродвигателями переменного тока, и может быть использовано для торможения электропривода буровых установок, скребковых и ленточных конвейеров, других горных машин.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения величины ударных момента и тока за счет исключения остаточной ЭДС электродвигателя, и, кроме того, повышение быстродействия.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего способ торможения электродвигателя переменного тока; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 — схема блока фазового сдвига.

Устройство, реализующее способ торможения электродвигателя переменного тока, содержит последовательный и шунтирующий тиристоры 1 и 2, трехфазный контактор 3, двухфазный контактор 4, трансформатор 5, первый и второй формирователи 6 и 7 управляющих импульсов, блок 8 опорного напряжения, формирователь 9 прямоугольных импульсов, узел 10 предустановки, делитель

11 частоты, RS-триггер 12, четыре триггера

13 — 16, логический элемент ИЛИ-НЕ 17, логический элемент И-НЕ 18, блок 19 фазового сдвига, инвертор 20, блок 21 отключения торможения. Одни выводы трехфазного контактора 3 предназначены для подключения к питающей сети, а другие выводы трехфазного контактора предназначены для подключения к выводам фазных обмоток электродвигателя 22. Одни выводы двухфазного контактора 4 предназначены для подключения к первой и второй фазам питающей сети, а другие выводы соединены с первичной обмоткой трансформатора 5. Одни одноименные выводы последовательного и шунтирующего тиристоров 1 и 2 объединены и предназначены для подключения к выводу первой фазной обмотки электродвигателя 22, другой вывод последовательного тиристора 1 подключен к первому другому выводу двухфазного контактора 4, второй другой вывод которого объединен с другим выводом шунтирующего тиристора 2 и предназначен для подключения к выводу второй фазной обмотки электродвигателя 22. Управляющие цепи последовательного и шунтирующего тиристоров 1 и 2 соединены с выходами формирователей 7 и 6 управляющих импульсов. Вторичная обмотка трансформатора 5 подключена к входам блока 8 опорного напряжения и к первому и второму входам формирователя 9 прямоугольных импульсов, выходы которого подключены к входам RS-триггера 12. Первый выход RS-триггера 12 соединен с входом С первого триггера 13 и первым входом логического элемента И-НЕ 18, а второй выход RS-триггера 12 через делитель 11 частоты соединен с входом S третьего триггера 15, инверсный выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 17. Прямой выход первого триггера 13 соединен с вторым входом логического элемента И-HE 18, третий вход которого подключен к инверсному выходу четвертого триггера 16, а выход логического элемента И-НЕ 18 соединен с входом С второго триггера 14 и с входом первого формирователя 6 управляющих импульсов. Прямой выход второго триггера 14 подключен к входу блока 19 фазового сдвига, первый выход которого подключен к входу второго формирователя 7 управляющих импульсов непосредственно и через инвертор

20 — к второму входу логического элемента ИЛИ-HE 17, выход которого соединен с входом S четвертого триггера 16, выходом подключенного к блоку 21 отключения торможения. Второй выход блока 19 фазового сдвига подключен к входу R второго триггера 14. Входы R первого, третьего и четвертого триггеров 13, 15 и 16 и четвертый вход формирователя 9 прямоугольных импульсов подключены к выходу узла 10 предустановки, входы D первого, второго, третьего и четвертого триггеров 13 — 16 подключены к положительному выводу блока 8 опорного напряжения к отрицательному выводу которого подключены входы С третьего и четвертого триггеров 15 и 16 и третий вход формирователя 9 прямоугольных импульсов.

Блок 19 фазового сдвига состоит из задающего генератора 23, логического элемента И-НЕ 24, инвертора 25, нереверсивного счетчика 20, выход которого подключен к первому входу логического элемента И-НЕ 24 и образует первый вход блока !9 фазового сдвига, выход задающего генератора 23 подключен к счетному входу нереверсивного счетчика 26 и к второму входу логического элемента И-НЕ 24, выходом соединенного с входом инвертора 25, выход которого подключен к входу R нереверсивного счетчика 26 и образует второй выход блока 19 фазового сдвига. Вход V нереверсивного счетчика 26 образует вход блока 19 фазового сдвига, а входы 1 — 4 нереверсивного счетчика 26 предназначены для подачи сигнала задания.

Сущность способа торможения электродвигателя, при котором в первые полупериоды напряжения питающей сети подают ток в первую и вторую фазы электродвигателя через последовательный тиристор и шунтируют первую и вторую фазы шунтируюшим тиристором во вторые полупериоды напряжения питающей сети, а окончание торможения производят только при появлении первых полупериодов напряжения питающей сети, состоит в том, что начало торможения производят только при появлении вторых полупериодов напряжения питающей сети.

1336183

Устройство для торможения электродвигателя переменного тока работает следующим образом, После отключения трехфазного контактора 3, питающего электродвигатель 22, включается двухфазный контактор 4, который подает питание на тиристоры 1 и 2 и трансформатор 5. При этом на выходе узла 10 предустановки формируется кратковременный импульс, который ориентирует триггеры в исходное состояние (фиг. 2) .

Переменное напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 5, поступает на вход блока 8 опорного напряжения и на первый и второй входы формирователя 9 прямоугольных импульсов, на выходах которого формируются прямоугольные импульсы, разделенные по признаку полярности относительно входного переменного напряжения и синхронизированные с ним.

С выходов формирователя 9 прямоугольных импульсов сигнал поступает на соответствующие входы RS-триггера 12, на выходах которого формируются прямоугольные сигналы, полярность которых совпадает с полярностью соответствующих полуволн переменного напряжения. RS-триггер 12 по сигналу с узла 10 предустановки всегда ориентируется таким образом, что на его первом выходе присутствует единица, а на втором выходе — нуль, независимо от фазы переменного напряжения, при котором произошло включение контактора 4. При этом первый триггер 13 переключится в единичное состояние с приходом полуволны входного напряжения, соответствующей непроводящему состоянию последовательного тиристора 1, и изменение напряжения на выходе логического элемента И-HE 18 из единицы в нуль определит команду на формирование управляющего импульса для открывания шунтирующего тиристора 2 (фиг. 2, диаграмма 6).

Таким образом, всегда обеспечивается включение первым шунтирующего тиристора 2 при включении торможения, т. е. реализуется признак способа управления, согласно которому начало торможения производят только при появлении вторых полупериодов напряжения сети.

Переключение второго триггера 14 в единичное состояние происходит с приходом полуволны переменного напряжения, соответствующей проводящему состоянию последовательного тиристора 1. Сигнал с выхода второго триггера 7 подается на вход блока 19 фазового сдвига и разрешает работу последнего.

При этом по входу V разрешается работа нереверсивного счетчика 26, который начинает подсчитывать количество импульсов, поступающих на его счетный вход с задающего генератора 23. После отсчета количества импульсов, соответствующего заданному по входам S I — S4 нереверсивного

Таким образом, изобретение позволяет при включении торможения исключить ударные моменты и ток за счет гашения поля в электродвигателе, которое осуществляется путем включения первым шунтирующего тиристора. Кроме того, при выключении торможения подача управляющих импульсов на тиристоры прекращается в те моменты времени, когда открыт последовательный тиристор. Тем самым исключается возможность создания режима к. з. через шунтирующий тиристор при повторном подключении электродвигателя к сети питания.

В конечном итоге, изобретение позволяет повысить надежность и быстродействие электропривода.

Формула изобретения

1. Способ торможения электродвигателя переменного тока, при котором в первые полупериоды напряжения питающей сети счетчика 26, на выходе последнего формируется сигнал, определяющий момент времени, соответствующий необходимому углу открывания последовательного тиристора 1, подаваемый на вход формирователя 7 управляющих импульсов. Одновременно сигнал с выхода инвертора 25 устанавливает в исходное состояние нереверсивный счетчик

26 и второй триггер 14 (фиг. 2, дйаграммы 14 и 19).

Импульсы с второго выхода RS-триггера поступают на делитель 11 частоты, на выходе которого появится сигнал в момент времени, определяемый уставкой длительности торможения (фиг. 2, диаграмма 1). Этот

15 сигнал переключает третий триггер 15 в состояние, соответствующее нулю на его инверсном выходе (фиг. 2, диаграмма 15).

При этом на выходе логического элемента

ИЛИ-НЕ 17 появится единичный сигнал с приходом потенциала, соответствующего

20 нулю с инвертора 20, что совпадает с моментом формирования отпирающего импульса для последовательного тиристора 1 (фиг. 2, диаграммы 20 и 17), и четвертый триггер 16 переключится в единичное состояние. На инверсном выходе этого триг25

5 гера появится нулевои потенциал (фиг. 2, диаграмма 16), подаваемый на третий вход логического элемента И-НЕ 18, который запретит дальнейшее формирование отпирающих импульсов. Таким образом, последним подается отпирающий сигнал на последовательный тиристор 1, чем достигается прекращение подачи отпирающих импульсов, когда последовательный тиристор находится в проводящем состоянии.

С прямого выхода четвертого триггера

16 единичный сигнал поступает на блок 21 отключения торможения, который воздействует на контактор 4, питающий устройство, и отключает последний.!

336183 подают ток в первую и вторую фазы электродвигателя через последовательный тиристор и шунтируют первую и вторую фазы электродвигателя шунтирующим тиристо. ром во вторые полупериоды напряжения питающей сети, окончание торможения производят только при появлении первых полупериодов напряжения питающей сети, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения величины ударных момента и тока за счет исключения остаточной ЭДС электродвигателя, начало торможения производят только при появлении вторых полупериодов напряжения питающей сети.

2. Устройство для торможения электродвигателя переменного тока, содержащее последовательный и шунтирующий тиристоры, одни одноименные выводы которых объединены и предназначены для подключения к выводу первой фазной обмотки электродвигателя, трехфазный контактор, одним выводы которого предназначены для подключения к питающей сети, а другие выводы предназначены для подключения к выводам фазных обмоток электродвигателя, двухфазный контактор, одни выводы которого предназначены для подключения к первой и второй фазам питающей сети, первый другой вывод двухфазного контактора подключен к другому выводу последовательного тиристора, второй другой вывод двухфазного контактора объединен с другим выводом шунтирующего тиристора и предназначен для подключения к выводу второй фазной обмотки электродвигателя, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к другим выводам двухфазного контактора, первый и второй формирователи управляющих импульсов, выходами подключенные к управляющим цепям соответственно шунтирующего и последовательного тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения величины ударных момента и тока за счет исключения остаточной ЭДС при включении торможения, повышения быстро5

40 действия, введены блок опорного напряжения, формирователь прямоугольных импульсов с четырьмя входами и двумя выходами, узел предустановки, делитель частоты, RS-триггер, четыре триггера, логический элемент ИЛИ-НЕ, логический элемент И-НЕ, блок фазного сдвига, инвертор, блок отключения торможения, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу блока опорного напряжения и к первому и второму входам формирователя прямоугольных импульсов, выходы которого подключены к входам RS-триггера, первый выход которого соединен с входом С первого триггера и первым входом. логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, выход логического элемента И-HE соединен с входом первого формирователя управляющих импульсов и с входом С второго триггера, подключенного выходом к входу блока фазового сдвига, первый выход которого соединен с входом второго формирователя управляющих импульсов и с входом инвертора, второй выход блока фазового сдвига подключен к входу R второго триггера, второй выход

Яв-триггера через делитель частоты подключен к входу S третьего триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к входу S четвертого триггера, прямой выход которого соединен с блоком отключения торможения, инверсный выход четвертого триггера соединен с третьим входом логического элемента ИЛИ- НЕ, входы 0 первого, второго, третьего и четвертого триггеров объединены и подключены к положительному выводу блока опорного напряжения, входы С третьего и четвертого триггеров и третий вход формирователя прямоугольных импульсов объединены и подключены к отрицательному выводу блока опорного напряжения, входы R первого, третьего и четвертого триггеров и чствертый вход формирователя прямоугольных импульсов обьединены и подключены к выходу узла предустановки.

1В гп

17

1б

Фгю 7

К Р-дходу траггерп 1Ф н0ертп20 а

/1ароrnenv 7

К 5ыхп3у праггера 1Ф

Составитель С. Позднухов

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 38! 2/53 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4