Двухдвигательный электропривод

 

Электропривод содержит главный асинхронный двигатель, первый управляемый преобразователь частоты и подающий асинхронный двигатель, второй управляемый преобразователь частоты, информационный блок, вход которого связан с каналом информации о параметрах режима работы главного двигателя, включающим в себя датчики частоты вращения и фазных токов статора, блок координатных преобразователей с двумя опорными входами, блок контроля фазы, три пропорционально-интегральных регулятора, блок суммирования частот, блок деления, задатчик интенсивности и блок преобразования двухфазных сигналов в многофазные. С целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей, в него введены управляемый коммутационный элемент с двумя переключаемыми входами, логические элементы И и И - НЕ, два пороговых элемента с настраиваемым порогом срабатывания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СР

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

1 ! (21) 351609 1/24-07 ,(22) 26,11.82 (46) 07,07 .90. Бюл. Р 25 (71) Московский горЬый институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и нй транспорте (72) И.И.Волошиновский (53) 621.313.333.072.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 381758, кл. Н 02 D 5/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР по заявке гг 3473376/24-07, кл. Н 02 D 7/42, 1982. (54) (57) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭДЕКТРОПРИВОД, содержащий главный асинхронный двигатель, подключенный к выходу первого управляемого преобразователя частоты, и подающий асинхронный двигатель, подключенный к выходу второго управляемого преобразователя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу блока регулирования подачи с двумя входами, первый из которых соединен с одним иэ двух выходов ин.— формационного блока,. вход которого связан с каналом информации о параметрах режима работы главного двигателя, включающим в себя датчики частоты вращения и фаэных токов статора, выходы последнего из которых подключены к соответствующим входам блока преобразования многофазных сигналов в двухфазные, блок координатных преобразователей с двумя опорными входами, первой и второй парами функциональных входов, парой выходов, первым, вторым и третьим выходами, „„Su„„1577058 А1 соединенными соответственно с входами блока контроля фазы, имеющего два выхода, три пропорционально-интегральных регулятора с прямыми и инверсными.выходами и элементами сравнения на входах, снабженными информационными и задающими входами, блок суммирова шля частот, блок деления, задатчик интенсивности и блок преобразования двухфазных сигналов в многофазные, задающие входы первого, второго и третьего элементов сравнения связаны соответственно с выходами блока деления, эадатчиков тока намагничивания и интенсивности, информационные входы первого, второго и третьего элементов сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока координатных преобразований и выходу датчика частоты вращения, к которому также подключен первый вход блока суммирования частот, первый и второй опорные входы

1блока координатных преобразований соединены соответственно с выходом блока суммирования частот и первым выходом блока контроля фазы, второй выход которого подсоединен к входу делителя блока деления, .пЕрвая пара функциональных входов блока коорди натных преобразований соединена соответственно с парой выходов блока преобразования многофазных сигналов в двухфазные, выходы первого и второго пропорционально-интегральных регуляторов соединены соответственно с второй парой функциональных входов блока координатных преобразований, упомянутая пара выходов которого через блок преобразования двухфазных сигналов в многофазные связана с

1577058 соответствующими управляющими входами первого управляющего преобразова-, теля частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических

3 показателей, в него введены управляемый коммутационный элемент с двумя переключаемыми входами, логические элементы И и И-HE два пороговых

I элеме.нта с настраиваемым порогом срабатывания, входы которых связаны с

:информационным и задающим входами (, третьего элемента сравнения, а -вы,ходы — с входами логического элемен та И-НЕ, выход которого соединен с

Изобретение относится к электро- 20 е технике и может быть применено для электропривода механизмов и машин, имеющих режущую и подающую части, приводимые or автономных электродвигателей, системы управления которыми взаимосвязаны, например буровых установок, угледобывающих и других машин.

Известен двухдвигательньп взаимосвязанный электропривод с контурами регулирования скоростей резания и по- 3G дачи, функциональным преобразователем, датчиками мгновенной и средней скорости подачи, нагрузки на валу привода резания и пути, датчик сопротивляемости резанию, при этом функциональный преобразователь соединен с выходами датчиков средней скорости подачи и пути, сопротивляемости резанию, к входу которого подключены выхоцы датчиков нагрузки на валу при- gg вода резания и скорости подачи (11.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является двухдвигательный электропривод, содержащий главный асинхронный двигатель, подключенный к выходу первого управляемого преоб-" разователя частоты, и подающий асинхронный двигатель, подключенньп к выходу второго .управляемого преобразователя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу блока регулирования подачи с двумя входами, первый из которых соединен с одним из двух выходов информационного бло" ка, вход которого связан с каналом инфоряации о параметрах режима работы главного двигателя, включающим з себя датчики частоты вращения и одним входом логического элемента

И, другой вход которого подключен к второму выходу информационного блока, а выход — к управляющему входу управляемого коммутационного элемента, переключаемые входы которого подключены соответственно к прямому и инверсно му выходам третьего пропорциональноинтегрального регулятора, а выход управляемого коммутационного элемента связан с вторым входом -блока суммирования частот и входом делимого блока деления, второй вход блока регулиро- вания подачи соединен с первым выходом блока контроля фазы. фазных токов статора, выходы последнего ич которых подключены к соответствующим входам блока преобразования миогофазных сигналов в двухфазные, блок координатных преобразований с двумя опорными входами, первой и вто- . рой парами функциональных входов, парой выходов, первым, вторым и третьим выходами, соединенными соответственно с входами блока контроля фазы, имеющего два выхода, три пропорционально-интегральных регулятора с Прямыми и инверсными выходами и элементами сравнения на входах, снабженными информационными и задающими входами, блок суммирования частот, блок деления, эадатчик интенсивности о и блок преобразования двухфазных.сигналов вмногофазные,задающие входы первого, второго и третьего элементов <. сравнения связаны соответственно с выходами блока деления, задатчиков тока намагничивания и интенсивности, информационные входы первого, второго и третьего элементов сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока координатных преобразований и выходу датчика частоты вращения, к которому также подключен первьп1 вход блока суммирования частот, первьп1 и второй опорные входы блока координатных преобразований соединены соответственно с выходом блока суммирования частот и первым выходом блока контроля фазы, второй выход которого подсоединен к входу целителя блока деления, первая пара функциональных входов блока координатных преобразований сое-, динена соответственно с парой выхоны соответственно с выходами блока деления, задатчиков тока намагничивания и интенсивности, информационные входы первого, второго и третьего

5 элементов сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока координатных преобразований и выходу датчика частоты вращения, к которому также подключен первый вход блока суммирования частот, первый и второй опорные входы блока координатных преобразований соединены соответственно с выходом бло15 ка суммирования частот и первым выходом блока контроля фазы, второй выход которого подсоединен к входу .делителя блока деления, первая пара функциональных входов блока координатных преобразований соединена соответствено с парой выходов блока преобразования многофазных сигналов в двухфазные, выходы первого и второго пропорционально †интегральн регуля25 торов соединень1 соответственно с второй парой функциональных входов блока координатпьгх преобразований, указанная пара выходов которого через блок преобразования двухфазных сигна.лоц в многофазные связана с соответ30 ствующими управляющими входами первого упр 1вляемого преобразователя частоты, введены управляемый коммутационный элемент с двумя переключаемыми входами, логические элементы

И и И-HF., два пороговых элемента с настраиваемым порогом срабатывания, входы которых связаны с информационным и задающим входами третьего эле40 мента сравнения, а выходы — с входами логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним входом логического элемента И, другой вход которого подключен к второму выходу информационного блока, а выход — к управляющему входу управляемого коммутационного элемента, переключаемые входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам

50 третьего пропорционально-интегрального регулятора, а выход управляемого коммутационного элемента связан с вторым входом блока суммирования частот и входом делимого блока деления.

На чертеже приведена функциональная схема двухдвигательного электропривода.

Двухдвигательный электропривод. содержит главный. асинхронный двигатель

5 1577058 дов блока преобразования многофазных сигналов в двухфазные, выходы первого и второго пропорциональноинтегральных результатов соединены соответственно с второй парой функциональньгх входов блока. координатных преобразований, укаэанная пара выходов которого через блок преобразования двухфазных сигналов в многофазные связана с соответствующими управляющими входами первого управляемого преобразователя частоты j 2 j.

Общим недостатком"известных технических решений является недостаточная надежность и повышенное энергопотребление особенно в режимах работы на упор и с ударно-стопорным характером нагрузки.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических показателей .

Поставленная цель достигается тем, что в двухдвигательный электропривод, содержащий главный асинхрон— ный двигатель, подключенный к вьгходу первого управляемого преобразователя частоты, и подающий асинхронный двигатель, подключенный к выходу второ— го управляемого преобразователя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу блока регулирования подачи с двумя входами, первый из которых соединен с одним из-двух выходов информационного блока, вход которого связан с каналом информации о параметрах режима работы главного двигателя, включающим в себя датчики частоты вращения и фазных токов. статора, выходы последнего из которых подключены к соответствующим входам блока преобразования многобазных сигналов в двухфазные, блок координатных преобразований с двумя опорными входами,.первый и второй парами функциональных входов, парой выходов, первым, вторым и третьим выходами, соединенными соответственно с входами блока контроля фазы, имеющего два выхода, три пропорционально-интеграль— ных регулятора с прямыми и инверсными выходами и элементами сравнения на входах, снабженными информационными и задающими входами, блок суммирования частот, блок деления, задатчик интенсивности и блок преобразования двухфазных сигналов в многофазные, задающие входы первого, второго и третьего элементов сравнения связа1577058

1, подключенный к выходу первого управляемого преобразователя 2 частоты и подающий асинхронный двигатель 3, подключенный к выходу второго управляемого преобразователя 4 частоты, 5 управляющий вход которого подключен к выходу блока 5 регулирования подачи с двумя входами, первьп» из которых соединен с одним из двух выходов ин10 формационного блока 6, вход каторога связан с каналом информации о пара" .метрах режима работы главного двигателя 1, включающим в себя датчик 7 частоты вращения и датчик 8 фазных токов статора, вьгхады последнего из которых подключены к соответствующим входам блока 9 преобразования много,фазных сигналов в двухфазные, блок

"10 координатных преобразований с дву-мя опорными входами, первой и второй парами функциональных входов, парой ,выходов, первым, вторым и третьим выходами, соединенными соответственно с входами блока 11 контроля фазы, имеющего два выхода, три блока 12-14 регуляторов пропорционально-интегрального типа с прямыми и инверсными выходами и элементами 15-17 сравнения на входах, снабженными информационны- 30 ми и задающими входами, блок 18 суммирования частот, блок 19 деления, задатчик 20.интенсивности, блок 21 преобразования двухфазных сигналов в многофазные, задающие входы первого 15, второго 16 и третьего 17 эле35 ментов сравнения связаны соответственно с выходами блока 19 деления, задатчика 22 тока намагничивания и задатчика 20 интенсивности, информа- @ ционные входы первого, второго и третьего элементов сравнения подключены соответственно к первому и второму выходам блока 10 координатных преобразований и выходу датчика 7 частоты вращения главного асинхронного двигателя 1, к которому также подключен первый вход блока 18 суммирования частот, первый и второй опорные входы блока 10 координатных преобразований соединены соответст50 венно с выходом блока 18 суммирования частот и первым выходам блока 11 контроля фазы, второй выход которого подсоединен к входу делителя блока 19 деления, первая пара функциональных

- 55 входов блока 10 координатных преобразований соединена соответственно с парой выходов блока 9 преобрззавания многофаэ»»ых сигналов в двухфазные, выходы первого 12 и второго 13 пропорционально-. интегральных регуляторов соединены соответственно с второй парой функциональных входов блока 10 координатных преобразований, указанная пара выходов которого через блок 21 преобразования двухфазных сигналов в мнагафазные связана с соответствующими управляющими входами первого управляемого преобразователя

2 частоты, управляемый коммутационный элемент 23 с двумя переключаемыми входами, логические элементы 24 и 25 соответственно И и И-НЕ, два пороговых элемента 26 и 27 с настра»»ваемь»м порогом срабатывания, входы которых связаны с информационным и задающим входами соответственно третьего элемента 17 сравнения реальной частоты вращения главного двигателя 1 и ее заданного значения, выходы пороговых элементов 26 и 27 соедипены с входами логического элемента И-НЕ 25, выход которого соединен с одним входом логического элемента И 24, другой вход которого подключен к второму выходу информационного блока 6, а выход логического элемента И 24 подсоединен к управляющему входу управляемого коммутационного элемента 23, переключаемые входы которого подключены соответственна к прямому и инверсному выходам третьего пропорционально-интегрального регулятора 14, а выход управляемого коммутационного элемента 23 связан с вторым входом блока 18 суммирования частот и с входом делимого блока 19 деления, второй вход блока 5 регулирования подачи соединен с первым выходом блока 11 контроля фазы.

Блок 10 координатных преобразова-. ний содержит два генератора 28 и 29 опорных синусоидальных колебаний, входы которых образуют первый и второй опорные входы блока 10 соответственна, генераторы 28 и 29 имеют по две пары выходов и образуют блок 30 формирования опорных синусоидальных колебаний, первый и второй блоки 31 и 3? прямого преобразования координат образуют блок 33. координатных преобразований управляющих сигналов, блоки 34 и 35 обратного преобразования координат образуют блок 36 координатных преобразований инфармацион1577058

l2 на первом выходе блока 11. Обратное преобразование координат в блоках

34 и 35 производится в соответствии выражениями

ji s = (i cos((Mdt) +

+ i sin((Id(jdt)) + j1 -i sin() ddt) +

4 1 сов (1 b) dt)

+ ji> (i cos4 + i sinter ) +

S Я,Я

+ j(-i . sin tdI+ i„cos t7 ),, 69 < 5 а прямое преобразование координат в блоках 3 1 и 32 производится в соотВетствии с выражениями. ° М. 4(° Ф,(20

+ ji (i cos - i sin 9) +

+ g(1 "„81n 4+ 1 рcos "7), + ji> = ((,сок(1 wdtj

I(sin() Id"dt)J+ j 1.1 tsin() 4)dt) +

+ („",cos(1tddt)J, 1„, И 1 %it ортогональные составляющие тока статора и

его задания в системе координат, вращающейся с частотой, определяемой суммарным угловым аргументом (1 K d t + 4 ) .

30 где lpga, 1. (1в и 1 р 1 Ортогональные состав ляющие тока статора и его задания в системе координат, вращаюп(ей35 ся с частотой, определяемой угловым агрументом ) Mdt;

/!ля обеспечения работы электропривода при возникновении стопорных возмущений на валу, вплоть до пслного заклинивания рабочего органа, главным образом для защиты трансмиссии, двигатель резания при наличии подающего возцействия переводится скачком в генераторный режим путем изменения знака сигналов задания активной составляющей тока статора и абсолютного ( скольжения. Степень стопорения определяется по сигналу с датчика ско(ости ротора соответствующей настройкой порогового элемента 26 по сравнению с настройкой порогового элемента 27 на изменение задания скорости ротора с выхода блока 20. При просадке на входе блока 26 сигнала на величину, определяемую указанной настройкой,. исчезает сигнал на его выходе, что приводит к перебросу элемента 23 в состояние наличия выходного сигнала, подаваемого на один иэ входов элемента И 24, на другой его вход поступает сигнал наличия подающего воздействия на рабочий орган, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента 24 а значит, и на управляющем входе коммутационного элемента 23,. который перебрасывается в положение, соответствующее изменению знака на выходе блока 23 и задающем входе элемента 15. Это означает,, что двигатель переведен в генераторный режим.

Таким образом, применение данного изобретения позволяет повысить надежность двухдвигательного электропривода благодаря упрощению его инЬормационной части, а также введению элементов, обеспечивающих, перевод главного двигателя в генераторный рекуперативный режим при возникнове нии стопорения его вала, что позволяет попутно улучпплть энергетические показатели за счет утилизации энергии. стопорения.

)577058

Составитель А.Жилин

Техред М.Дидык

Редактор C.Ïåêàðü

Корректор Л.Патай

Заказ 1855 Тираж 455. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101