Устройство для упреждающего токоограничения

 

О П И С А Н И Е 269266

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сейл Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.Х1.1967 (№ 1196390/24-7) с присоединением заявки № 1215202/24-7

Приоритет

Опубликовано 17.1V.!970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 5ХШ.1970

Кл. 21с, 59/10

МПК Н 02р 5/16

УДК 621.316.718.5.077. .65 (088.8) Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Ъ|, Автор изобретения

Ф. Д. Кочубиевский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРЕЖДАЮЩЕГО ТОКООГРАНИЧЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для ограничения тока нагрузки управляемого вентильного преобразователя (УВП).

Известно устройство для упреждающего токоограничения в приводе по системе УВП вЂ” Д, содержащее включенное в канал управления преобразователем ограничивающее звено, вход уставки ограничения которого подключен к задатчику допустимого выходного напряжения преобразователя, выполненному в виде датчика э.д.с. приводного двигателя. Независимость уставки ограничения от величины напряжения питающей сети приводит к тому, что при данной э.д.с. двигателя относительное изменение наибольшего возможного тока нагрузки преобразователя, вызванное изменением напряжения сети, может значительно превысить относительное изменение этого напряжения.

В предлагаемом устройстве задатчик допустимого входного напряжения преобразователя выполнен в виде делительного устройства, в котором входы делителя и делимого соединены соответственно с датчиком напряжения сети и выходом сумматора, подключенного к датчику э.д.с. двигателя и задатчику допусгимого падения напряжения в якорной цепи привода. В результате этого изменение напряжения пигающей сети не приводит к изменению допустимого входного напряжения преобразователяя.

При сравнительно больших электромагнитных постоянных времени якорной цепи ограничение допустимого входного напряжения преобразователя на уровне, определяемом

5 установившимся (статическим) режимом, приводит к тому, что ток нагрузки достигает своего допустимого значения лишь через несколько интервалов проводимости вентилей преобразователя. Поэтому при больших электромаг1Q нитных постоянных времени якорной цепи упреждающее токоограничение может оказаться фактором, ограничивающим быстродействие привода. Предлагаемое устройство позволяет форсировать переходный процесс. Для этого

15 задатчпк допустимого падения напряжения в якорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вход управления которого соединен с датчиком то20 ка нагрузки двигателя. Таким образом, пока ток нагрузки не достигнет уставки релейного переключателя, уставка допустимого напряжения в якорной цепи повышается, форсируя нарастание тока в этой цепи. После срабаты25 вания релейного элемента уставка снижается, и ток нагрузки в течение переходного процесса поддерживается на уровне допустимого значения.

На тиг. 1 изображена блок-схема предлага30 емого устройства; на фиг. 2 — кривые тока нагрузки без Форсировки и при форсировке.

269266

55 (2) выходное равно

3

Двигатель 1 через звено 2 питается от управляемого вечтильного преобразователя 8.

Звено 2 является условным:суммирующим звеном, показывающим, что падение напряжения в якорной цепи (ЛЬ „) — это разность выходного напряжения УВП (U„) и э.д.с. вращения двигателя (F,). Входное напряжение

УВП (U» ) ограничивается звеном 4, на вход которого поступает управляющее напряжение (U,„) от усилителя 5 системы управления.

Э.Д.С. вращения двигателя 1 поступает на один из входов сумматора б, на второй вход подается задание допустнхрой (расчетной) величины падения напряжения в силовой цепи

УВП (ЛУ, ) .

Выходное напряжение делителя 7 пропорционально частному от деления одного входного электрического напряжения (делимого) на второе (делитель) . Напряжением-делимым является выходное напряжение сумматора 6, а в качестве напряжения-делителя на второй вход делителя 7 подается напряжение сети ((1,), используемое и для питания преобразователя 8. Выходное напряжение делителя 7 подается на вход функционального построителя 8, который представляет собою нелинейное звено, компенсирующее нелинейность преобразователя 8. Выходное напряжение (Upon ) построителя 8 задает звену 4 уставку предельно допустимой величины входного напряжения преобразователя 8.

Выходное напряжение усилителя 5 подается на входы детекторов знака 9 и 10 и в зависимости от своего знака воздействует на ключ 11 или на ключ 12. Ключ 11 соединен с входом сумматора 6 непосредственно, а ключ 12 через инвертор 13 знака. Таким образом, действие звеньев 9, 10, 11, 12 и 18 обеспечивает выбор знака сигнала ЛУ„р, подаваемого на вход сумматора б, в зависимости от знака

U — выходного напряжения звена 5.

Устройство содержит элемент 14 уставки допустимого падения напряжения в якорной цепи в статическом режиме при установившемся электромагнитном переходном процессе в этой цепи (ЛУ,р, ), элемент 15 уставки допустимого падения напряжения в якорной цепи в динамическом режиме (AUвр.„,„) и релейный переключатель 16, срабатывающий при достижении током якорной цепи допустимого значения (I .лов).

При значениях 1,(1,,„„релейный переключатель 16 замыкает свои контакты 0 — 1, подавая,на входы ключей 11 и 12 выходное напряжение элемента 15. При 1, =I,,доп контакты 0 — 1 переключателя 16 размыкаются и замыкаются контакты 0 — 2, благодаря чему на входы ключей 1!,и 12 подается выходное напряжение элемента 14. Размыкание контактов 0 — 2 при I (Is.ä„происходит с выдержкой времени, превышающей интервал проводимости одного вентиля преобразователя 8, Устройство работает следующим образом.

15 го

З0

При скачкообразном задании входного c»гнала усилителя 5 (например, при пуске двигателя) звено 4 ограничивает напряжение на входе преобразователя 8 таким уровнем, при котором ток в цепи нагрузки равен допустимому значению. По мере разгона двигателя его э.д.с. растет и воздействуя через звенья б, 7 и

8 и 4 на преобразователь 8, обеспечивает постоянство тока якоря в процессе пуска двигателя.

Форсировка нарастания тока нагрузки в начальной стадии переходного процесса производится следующим образом. Пока ток нагрузки не достиг уставки переключателя 16, допустимое значение входного и выходного напряжений преобразователя 8 определяется элементом 15 (э.д.с. двигателя на начальном малом интервале времени остается практически равной нулю); после срабатывания переключателя 16 на сумматор 6 воздействует элемент

14, что снимает форсировку, но обеспечивает поддержание тока якорной цепи на заданном допустимом уровне (см. фиг. 2, где 17 — кривая тока якорной цепи без форснровки, а 18— с форсировкой). Возврат переключателя 16 в исходное положение с выдержкой времени исключает его ложное срабатывание в результате пульсации тока якорной цепи (точка Л на кривой 18).

Исключение влияния изменения напряжения сети на величину максимально возможного тока нагрузки обеспечивается делителем 7.

Как известно, при данном угле (n) включения вентилей преобразователя 8, определяемом его входным напряжением, выходное напряжение УВП пропорционально U, — амплигуде питающего напряжения:

U„= U, — sin cos =U, f,(U,„)

П1 — с »о где т — число фаз УВП, f>(U,„) — зависимость cos к от входного напряжения

УВП.

В общем случае зависимость f (U» ) нелинейна. Эту нелинейность компенсирует построитель 8 с обратной нелинейностью:

Upon = f (Usx ) обеспечивающей линейность тракта от входа построителя 8 до выхода преобразователя 8 в режиме, когда звено 4 ограничивает выходной сигнал усилителя 5, подавая на вход преобразователя 8 выходной сигнал построителя 8 (напряжение U„„). Поэтому в режиме, когда (з) напряжение преобразователей 8

U„=U, U,„

Чтобы произведение (4) было независимо от напряжения сети, неооходимо U,. сделать вхп обратно пропорциональным напряжение сети.

269266

:опоставление соотношений (4) и (5) показыает, что при соответствующем выборе коэф ициентов передачи звеньев может быть обепечено

U„= — Ед+ AU„р (6) езависимо от величины напряжения питаюråé сети (операция умножения, производимая реобразователем 8, компенсируется влияним делителя 8) .

Предмет изобретения

1. Устройство для упреждающего токоограичения в приводе по системе УВП вЂ” Д, содер;ащее включенное в канал управления пребразователем ограничивающее звено, вкод то обеспечивае1ся делителем 7, благодаря .оторому (5) вхл U уставки ограничения которого подключен к задатчику допустимого выкодного напряжения преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности токоограни5 чения, указанньш задатчик выполнен в виде делительного устройства, в котором взводы делителя и делимого соединены соответственно с датчиком напряжения сети и с выкодом сумматора, подключенного к датчику э.д,с. двига10 теля и к задатчпку допустимого падения напряжения в якорной цепи привода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с целью обеспечения предельного использования динам ическпк возможностей двигателя, 15 задатчик допустимого падения напряжения в якорной цепи привода выполнен с двумя уставными элементами, подключенными к сумматору через релейный переключатель, вкод управления которого соединен с датчиком тока

20 нагрузки двигателя.

Приоритет по п. 2 исчислять с 5.11.1968 г. по заявке Ъ 1215205/24-7.

269266

Составитель P. Давыдов

Рсдактор Н. О. Громов Текред А. А. Камышникова Корректор Л. А. Царькова

Заказ 2138/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2