Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока
Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к областям автоматизированного электропривода и преобразовательной техники.
Известен электропривод переменного тока с использованием тиристорного пускорегулирующего устройства (ТПУ) 1. Данный электропривод содержит асинхронный двигатель, подключенный к сети через ТПУ. За счет фазового регулирования тиристоров изменяется величина напряжения на двигателе, что обеспечивает возможность некоторого регулирования скорости двигателя и ограничение его пускового тока, снижает динамические удары в кинематике и увеличивает срок службы двигателя и электрооборудования в целом.
Педостатком данного устройства является наличие потерь, обусловленных непрерывной работой ТПУ как в пусковых, так и стационарных режимах двигателя.
Паиболее близким по технической сущности к заявленному решению и взятым за прототип является устройство типа УБПВД 2. Данное устройство является высоковольтным и предназначено только для пусковых режимов асинхронных и синхронных двигателей.
После запуска, например, синхронного двигателя, ТПУ отключается, а двигатель переключается непосредственно на сеть с помощью автоматического выключателя. В этом случае отсутствует вышеуказанный недостаток, присущий аналогу. При этом отключение ТПУ производится после выхода двигателя на скорость, близкую к номинальной («подсинхронная скорость), что обычно контролируется косвенно в функции времени и (или) снижения пускового тока двигателя до заданной величины, например, 1.51н.
О V .--«i
j 1 г ---
М кл. Н02Р5/00
механической характеристике. В известных системах с ТПУ выход двигателя на подсинхронную скорость, например, 0,9пн определяется по снижению пускового тока до заданной величины. Однако влияние дестабилизирующих факторов (например, изменение нагрузки двигателя или напряжения сети и др.) приводит к существенным погрешностям и снижению надежности переключения двигателя с ТПУ на сеть. Особенно это важно при запуске мощных высоковольтных синхронных двигателей, где по этой причине нарушается надежный переход из режима асинхронного пуска в основной синхронный режим электродвигателя.
Технический результат заявленного решения - повышение точности регулирования и надежности электропривода переменного тока.
Технический результат достигается тем, что в электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к сети через первый автоматический выключатель и к выходу тиристорного пускорегулирующего устройства, которое через второй автоматический выключатель подсоединено к сети и содержит тиристорный блок, соединенный с трансформаторами тока и устройством управления тиристорами, а также устройство переключений и программное устройство, соединенные между собой, при этом устройство переключений подключено к автоматическим выключателям, а программное устройство - к устройству управления тиристорами, трансформаторам тока, пульту управления и устройству автоматики; дополнительно введен датчик скольжения электродвигателя, выход которого соединен с входом программного устройства, а вход датчика скольжения подключен к цепи двигателя.
Отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является то, что повышение точности регулирования и надежность достигаются за счет введения датчика скольжения двигателя и подключения его выхода к входу программного устройства тиристорного пускорегулирующего устройства. В качестве программного устройства может применяться, например, микроконтроллер.
Предлагаемое устройство может применяться для низко- и высоковольтных электроприводов с синхронными и асинхронными двигателями.
На фиг. приведена схема заявленного устройства, где приняты следующие обозначения:
I- электродвигатель переменного тока; 2,4 - автоматический выключатель;
3 - тиристорное пускорегулирующее устройство (ТПУ);
5- тиристорный блок;
6- трансформаторы тока;
7- устройство управления тиристорами;
8- устройство переключений;
9- программное устройство;
10- пульт управления;
II- устройство автоматики (контролирует технологические блокировки и состояние выключателей);
12 - датчик скольжения двигателя;
Ui, U2 - сигналы соответственно логический и управляющий.
В предлагаемом электроприводе переменного тока электродвигатель 1 подключен к автоматическому выключателю 2 и к выходу тиристорного пускорегулирующего устройства 3, которое через выключатель 4 подсоединено к сети и содержит тиристорный блок 5, соединенный с трансформаторами тока 6 и устройством управления тиристорами 7, а также соединенные между собой устройство переключений 8 и программное устройство 9, входы которого подключены к трансформаторам тока 6, пульту управления 10, устройству автоматики 11 и датчику скольжения 12, а выходы - к входам устройства переключений 8 и устройства управления тиристорами 7; при этом выходы устройства переключений 8 соединены с автоматическими выключателями, а выход устройства управления 7 соединен с входом тиристорного блока 5.
Устройство работает следующим образом.
По команде «пусю с пульта 10 и получении сигнала разрешения работы из блока 11 программное устройство 9 выдает сигнал включения Ui, обеспечивающий включение автоматического выключателя 4 и подключение к сети ТПУ 3, Затем на устройство управления тиристорами 7 поступает сигнал U2, обеспечивающий отпирание тиристоров с определенным законом изменения угла регулирования а. Происходит подача переменного напряжения с тиристорного блока 5 на двигатель 1 и происходит плавный разгон с ограниченным током, равным, например, 21н. („ - номинальный ток двигателя). Программное устройство 9 обеспечивает формирование пусковой диаграммы тока двигателя. После разгона двигателя до «подсинхронной скорости по команде датчика 12 на устройство переключений 8 поступает сигнал включения Ui автоматического выключателя 2. В результате ТПУ 3 шунтируется автоматическим выключателем 2 и по сигналу Ui отключается автоматический выключатель 4: двигатель 1 переключается непосредственно на питание от сети через автоматический выключатель 2, а ТПУ 3 отключается. Программное устройство 9 формирует и кодирует сигнал Ui и U2 в соответствии с заданной оператором программой и командами с пульта управления 10 и устройства автоматики 11, дающего информацию о технологических блокировках (охлаждение, давление и т.д.) и состоянии аппаратов 2, 4 (определяет замкнутое и разомкнутое их положение).
Датчик скольжения, как известно, может выполняться различными способами, например, с использованием сигналов напряжения и тока статорной цепи или с использованием сигнала тока роторной цепи электродвигателя 1 (последнее используется для синхронных двигателей). При наличии в электроприводе датчика скорости (тахогенератора) последний также может использоваться в качестве датчика скольжения для переключения тиристорного пускателя.
МШП61
Источники известности:
1.Браславский П.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М: Энергоатомиздат, 1988.
2.Шамис М.А., Альтшуллер М.И., Кальсин В.Н. и др. Устройство плавного безударного пуска высоковольтных двигателей переменного тока. Промышленная энергетика №12, 2002г.