SU1176432A2 - Device for dynamic braking of induction motor - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. № 1123082, .отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежности,в него введены блок контрол , дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и элемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контрол  подключен к выходу дополнительного управл емого выпр мител , первый . выход блока контрол  через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первьй, второй входы и выход блока управлени  торможением S подключены к соответствукицим входам элемента И-НЕ, вьтход которого подсл ключен к второму входу второго ключевого элемента. со 1С 5 ft в НDEVICE FOR DYNAMIC BRAKING ASYNCHRONOUS MOTOR according to author. St. No. 1123082, which is distinguished by the fact that, in order to increase reliability, a control unit, an additional key element, an OR element and an NAND element are introduced into it, the key element is provided with an additional input, the control unit input is connected to the output of the additional controlled rectifier, the first . the output of the control unit is through the second key element, and the second output is directly connected respectively to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the auxiliary input of the key element, the first, second inputs and output of the braking control unit S are connected to the corresponding inputs of the NAND element, The input of which is connected to the second input of the second key element. from 1C 5 ft to N

Description

1 Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  асинхронными электро двигател ми, в частности дл  торможени  электродвигателей в устройствах , где необходим точный останов электроприводов. По основному авт. св. № 1123082 известно устройство дл  динамического торможени  асинхронного электр двигател , содержащее управл емьй выпр митель, подключенный к обмотке статора электродвигател , блок фазо вого управлени , один вход которого соединен с выходом компаратора, сое диненного одним входом с выходом блока задани  .опорного напр жени , ключевой элемент, управл ющий вход которого соединен с блоком управлени  торможением, дополнительный управл емьй вьтр митель, один вход которого подключен к фазе источника питани  и к соответствующему входу блока фазового управлени , другой вход - с выходом блока фазового управлени  и входом ключевого элемелта , а выход - с выходом блока фазового управлени  и входом ключевого элемента, а выход - с соответствующим входом компаратора, выход ключевого элемента соединен с входо управл емого выпр мител . Однако известное устройство имее низкую надежность, поскольку при не правильной установке задани  величины напр жени  торможени , торможение электродвигател  проходит с интенсивностью, отличной от оптимальной . При этом, если напр жение мало, двигатель тормозитс  недостаточно , если же оно велико - двигатель перегреваетс  завышенным тормозным током, что приводит к его ускоренному износу и выходу из стро Наиболее критичными с точки зрени  надежности работы электропривода  вл ютс  предельные режимы, когда напр жение торможени  отсутствует полностью, либо равно полному напр  жению сети. В первому случае, тормо жение электропривода отсутствует, и после, окончани  режима пуска двигатель значительное врем  вращаетс  на свободном выбеге. На р де приводов в металлургической промышленнос ти такой режим может привести к ава рии и выходу из стро  механизмов. Во втором случае, когда на двига322 тель в режиме торможени  подаетс  полное выпр мленное напр жение сети, ток торможени  в 15-20 раз превышает номинальньм, двигатель испытывает сильные динамические удары и перегрев , что в конечном итоге приводит к быстрому выходу его из стро . Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  динаг т1ческого торможени  асинхронного электродвигател  введены блок контрол ,дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и иэлемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контрол  подключен к выходу дополнительного управл емого выпр мител , первьй выход блока контрол  через второй ключевой элемент , а второй вькод непосредственно подключены соответственно к перBotty и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первьй, второй входы и выход блока управлени -торможением подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства дл  динамического торможени  асинхронного электродвигател . Устройство дл  динамического торможени  асинхронного электродвигател  содержит управл емьй выпр митель 1, через которьй обмотки статора электродвигател  2 соединены с источником переменного тока U-, блок 3 фазового управлени , дополнительньй управл емый выпр митель 4, компаратор 5, ключевой блок 6 блок 7 задани  опорного напр жени , блок 8 управлени  торможением, блок 9 контрол , второй ключевой элемент 10, элемент 11 , элемент 12 И-НЕ. Входы управл емого выпр мител  1, дополнительного выпр мит.ел  4 и один вход блока 3 фазового управлени  подключены к источнику переменного тока , выход управл емого вьшр мител  1 соединен с обмоткой статора асинхронного электродвигател  2, выход блока 3 фазового управлени  подключен к управл ющему входу дополнительного управл емого выпр мител  4 и через ключевой элемент 6 к входу упра лени  управл емого выпр мител  1, выход дополнительного управл емого выпр мител  4 подключен к из входов компаратора 5 и к входу блока 9 контрол , другой вход компаратора 5 соединен с. выходом блока 7 задани  опорного напр жени , а выход компаратора 5 подключен к второму входу блока 3 фазового управлени , вход ключа 6 соединен с выходом блока 8 управлени  торможением, первьй выход блока 9 контрол  через второй ключевой элемент 10 подключен к первому входу элемента 11 Ш1И, второй выход блока контрол  9 подключен к второму входу элемента 11 ИЛИ, входы элемента 12 И-НЕ подключены к входам и выходу блока 8 управлени , а выход элемента 12 И-НЕ - к управл юще входу второго ключевого элемента 1 выход элемента 11 ИЛИ соединен с входом защиты ключевого элемента 6. Устройство работает следующим образом. Электродвигатель 2 в режим торможени  переводитс  при срабатывании ключевого элемента 6, когда на его вход поступает единичньй сигнал и из блока 8 управлени  торможение При этом сигналы с выхода блока 3 фазового управлени  подаютс  на вход управлени  вьтр мител  1 и выпр мленное напр жение от источника и подаетс  на обмотку электродвигател . 2, создава  на его валу тормозной момент. При этом средн   за период величина напр жени  торможени  равна и,„-- f (w,/) тАв амплитудное значение нагде Um пр жени  источника и, функци , значение которой f (w. Ч) зависит от формы, частоты напр жени  сети, параметров сигнала с выхода блок 3 фазового управлени . На вход дополнительного управл е мого выпр мител  4 подаетс  напр же ние и от сети непосредственно, либо через понижающий трансформатор а на управл ющий вход подаютс  те же сигналы с выхода блока 3, что и на управл ющий вход управл емого вы пр мител  1, следовательно, среднее1 The invention relates to electrical engineering and can be used to control asynchronous electric motors, in particular for braking electric motors in devices where precise stopping of electric drives is necessary. According to the main author. St. No. 1123082, a device for dynamic braking of an asynchronous electric motor is known, comprising a control rectifier connected to the stator winding of an electric motor, phase control unit, one input of which is connected to the output of a comparator connected to one input of the reference block of the reference voltage, key the element whose control input is connected to the brake control unit, an additional control switch, one input of which is connected to the phase of the power source and to the corresponding input of the block r the other control is with the output of the phase control unit and the input of the key element, and the output with the output of the phase control unit and the input of the key element, and the output with the corresponding input of the comparator, the output of the key element is connected to the input of the controlled rectifier. However, the known device has low reliability, since if the setting of the value of the braking voltage is not correctly set, the braking of the electric motor takes place with an intensity different from the optimal one. In this case, if the voltage is low, the motor brakes insufficiently, and if it is large, the engine overheats with excessive braking current, which leads to accelerated wear and failure. The most critical from the point of view of reliability of operation of the electric drive are the braking voltage completely missing or equal to the full voltage of the network. In the first case, the braking of the electric drive is absent, and after the end of the start-up mode, the engine rotates for a long time on free coasting. On a number of drives in the metallurgical industry, such a regime can lead to accident and failure of mechanisms. In the second case, when a full rectified mains voltage is applied to the motor in deceleration mode, the braking current is 15–20 times higher than the nominal, the motor suffers strong dynamic shocks and overheating, which ultimately leads to a fast failure. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. The goal is achieved by introducing a control unit, an additional key element, an OR element and an NAND element, the key element is provided with an additional input, the key element is connected to the output of the additional controlled rectifier, the first output the control unit through the second key element, and the second code is directly connected respectively to the bootty and the second inputs of the OR element, the output of which is connected to the auxiliary input key The first element, the first, second inputs and the output of the control block are connected to the corresponding inputs of the NAND element, the output of which is connected to the second input of the second key element. The drawing shows the block scheme of the proposed device for dynamic braking of an asynchronous motor. The device for dynamic braking of the asynchronous electric motor contains the control rectifier 1, through which the stator windings of the electric motor 2 are connected to the AC source U-, phase control unit 3, additional control rectifier 4, comparator 5, key block 6, block 7, setting reference voltage braking unit, braking control unit 8, control unit 9, second key element 10, element 11, element 12 NAND. The inputs of the controlled rectifier 1, the additional rectifier 4 and one input of the phase control unit 3 are connected to the AC source, the output of the control terminal 1 is connected to the stator winding of the asynchronous motor 2, the output of the phase control unit 3 is connected to the control input Additional controlled rectifier 4 and through key element 6 to the control input of controlled rectifier 1, the output of additional controlled rectifier 4 is connected to from the inputs of comparator 5 and to the input of control unit 9, another the input of the comparator 5 is connected to. the output of the reference voltage setting unit 7, and the output of the comparator 5 is connected to the second input of the phase control unit 3, the input of the key 6 is connected to the output of the braking control unit 8, the first output of the control unit 9 through the second key element 10 is connected to the first input of the 11 W1I element 11, The second output of control unit 9 is connected to the second input of element 11 OR, the inputs of element 12 AND-NOT are connected to the inputs and output of control unit 8, and the output of element 12 I-NOT is connected to the control input of the second key element 1, the output of element 11 OR is connected to security input key element 6. The device operates as follows. The motor 2 is switched to the braking mode when the key element 6 is triggered, when a single signal arrives at its input and from the control unit 8 braking. The signals from the output of the phase control unit 3 are fed to the control input of the miter 1 and the rectified voltage from the source and supplied on the motor winding. 2, creating a braking torque on its shaft. In this case, the average for the period the magnitude of the braking voltage is equal to, and, - f (w, f), the amplitude value for the source voltage Um, and the function whose value f (w. H) depends on the shape, frequency of the network voltage, parameters of the signal from the output of the phase control unit 3. A voltage is supplied to the input of the additional control rectifier 4 directly from the network, or through a step-down transformer and the same input from the output of unit 3 as to the control input of the controlled switch 1 is sent to the control input, therefore , the average

за период значение напр жени  на его нагрузке равноfor the period the value of the voltage on its load is equal to

К - (ел 7) K - (El 7)

(2)(2)

иand

еыпeyp

где К - коэффициент передачи понижающего трансформатора. В случае подачи на вход выпр м - тел  4 непосредственно напр жени where K is the transfer coefficient of the step-down transformer. In the case of supply to the rectifier input - bodies 4 directly voltage

сети численное значение . Компаратор 5, сравнива  выходное напр жение на дополнительном управл емом вьтр мителе 4 с опорным напр жением Ugp блока 7 задани  опорного напр жени , воздействует на управл ющий вход блока 3 фазового управлени , определ   параметры сигналов на его выходе таким образом, что среднее за период значение напр жени  на нагрузке дополнительного вьтр мител  4 равно УВЫП KZ где К2 - посто нный коэффициент. Из выражений (1), (2) и (3) находим , обозначив -- К, К Из этого выражени  видно, что напр жение дл  данной схемы не зависит от уровн , частоты и формы напр жени  сети и определ етс  только величиной оп опорного напр жени . Так как напр жение на выходе дополнительного маломощного выпр мител  стабилизируетс  всегда, фаза всегда соответствует стабильному значению напр жени  торможени , если даже режим торможени  отсутствует, вследствие чего устройство обладает особенностью - готовностью к подаче стабильного торможени  в любой момент. Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность торможени , и тем самым повьшение,точности останова электродвигател  при изменени х напр жени  его питани  и/или при изменении частоты питающего напр жени . Из вьфажений (3) и (4) U л -к ТАВИз вьфажени  следует, что на выходе дополнительного управл емого вьтр мител  4 в любой момент времени. независимо от режима работы устройс ва, присутствует напр жение Uo,. , пропорциональное величине напр жени торможени  двигател  . При нахо дении Ug,n в заданном допуске, на выходах блока 9 контрол  нулевые сигналы, которые через второй ключевой элемент 10, элемент 11 ИЛИ подаютс  на вход защиты ключевого элемента 6, не вли   на его работу. Если в результате неправильной регу лировки величины напр жени , торможе ни , либо .на выходе -из стро  узлов устройства, напр жение торможени  и пропорциональное ему напр жение на выходе дополнительного выпр мител  А выход т за пределы допуска , то на одном из выходов блока 9 контрол  по вл етс  единичньй сиг нал, в зависимости от того, в какую сторону отклонилась величина напр жени . В -случае, если величина Ugbin уменьшаетс  и V / ол / то единичный сигнал по вл етс  на втором выходе блока 9 контрол  и на выходе элемента 11 ИЛИ, который, поступа  на вход защиты ключевого . элемента 6, запрещает подачу сигналов управлени  на вход вьтр мител  1. Двигатель 2 сразу отключаетс  -от сети ija все врем ,-пока U.ip не при мет снова допустимое значение. Если величина Ugyp увеличиваетс  и / вчп.Аоп / то единичный сигнал по вл етс  на первом выходе блока 9 контрол . При этом, если двигатель вращаетс , либо тормозитс , т.е. в. данньй момент в устройстве присутствуют нулевые сигналы в или Н на входе блока 8 управлени  или сигнал торможени  Цна его выходе, то на одном из входо элемента-12 И-НЕ присутствует нулевой сигнал, на выходе второго ключевого элемента 10 сигнал О и сигнал на: вход защиты ключевого элемента 6 не поступает, пока не закончитс  пуск Ипоследующее торможение двигател  2. После окончани  торможени  на входах элемента 12 И-НЕ по вл етс  сигнал 1, и единичный сигнал с выхода элемента 11. 1ШИ, поступа  на вход защиты ключевого.элемента 6, снимает сигналы управлени  с .тиристоров вьтр мител  1-. При выходе напр жени  торможени  за пределы заданного допуска в результате неправильной регулировки, либо выхода из стро  элементов устройства, происходит сн тие сигналов управлени  с тиристоров выпр мител  1, причем, если напр жение торможени  уменьшилось, то сигналы управлени  снимаютс  еразу в момент его уменьшени , если напр жение торможени  увеличилось, то- сн тие сигналов управлени . про-изводитс  только после окончани  пуска двигател  2 и его последующего торможени . Таким образом, введение блока контрол  позвол ет обнаружить отклонение величины напр жени  торможени  за пределы допустимого значени ,, а введение второго ключевого -элемента, элемента позвол ет произвести однократно торможение двигател , если величина напр жени  тормож.ени  превысила допустимое значение. Введение элемента ИЛИ позвол ет сформировать в аварийном режиме сигнал защиты , снижающий сигналы управлени  с тиристоров управл емого выпр мител , что в целом повьш1ает надежность работы устройства дл  динамического торможени  асинхронного электродвигател . - - .network number value. Comparator 5, comparing the output voltage at the additional controllable end of the visitor 4 with the reference voltage Ugp of the reference voltage setting unit 7, affects the control input of the phase control unit 3, determining the parameters of the signals at its output in such a way that the period average value the voltage at the load of an additional one tel 4 is equal to Vyp KZ where K2 is a constant factor. From expressions (1), (2) and (3) we find, denoting - K, K From this expression it can be seen that the voltage for this circuit does not depend on the level, frequency and form of the network voltage and is determined only by the value of the reference tension Since the voltage at the output of the additional low-power rectifier is always stabilized, the phase always corresponds to a stable value of the braking voltage, even if the braking mode is absent, as a result of which the device has a peculiarity — readiness to supply stable braking at any moment. The proposed device provides the stability of braking, and thus the increase, of the motor stopping accuracy when the voltage of its supply voltage changes and / or when the frequency of the supply voltage changes. From the simulations (3) and (4) U l -k to TAVIZ, it follows that at the output of the additional controlled headlight 4 at any time. regardless of the mode of the device, there is a voltage Uo ,. proportional to the braking voltage of the engine. When Ug, n is in a given tolerance, the outputs of block 9 of control are zero signals, which are fed through the second key element 10, element 11 OR to the protection input of key element 6, without affecting its operation. If, as a result of incorrect adjustment of the voltage, braking, or at the output, from the device nodes, the braking voltage and the voltage proportional to it at the output of the additional rectifier A are out of tolerance, then at one of the outputs of the block 9 A single signal appears, depending on the direction of the voltage deviation. In the case of, if the value of Ugbin decreases and V / ol /, then a single signal appears at the second output of control unit 9 and at the output of element 11 OR, which enters the key protection input. element 6, prohibits the flow of control signals to the input of the gate 1. Engine 2 is immediately turned off — from the ija network all the time — while U.ip is not again at a valid value. If the Ugyp value increases and / vchp Aop /, a single signal appears at the first output of control unit 9. In this case, if the engine rotates or brakes, i.e. at. When the device has zero signals in either H at the input of control unit 8 or the deceleration signal Zna of its output, then a zero signal is present at one of input-12 I-NES, at the output of the second key element 10, signal O and signal to: input the protection of the key element 6 does not arrive until the start is completed. Then the engine 2 is braked. After the end of braking, a signal 1 appears at the inputs of element 12 AND-NOT and a single signal from the output of element 11. 1Wire arriving at the protection input of key element 6 shoots signals up ION with .tiristorov vtr 1- DC converter. When the braking voltage goes beyond the specified tolerance as a result of improper adjustment or failure of the device elements, the control signals are removed from the thyristors of the rectifier 1, and if the braking voltage has decreased, the control signals are removed once if the braking voltage has increased, the decrease in control signals. only after the start of engine 2 and its subsequent braking. Thus, the introduction of the control unit allows detecting the deviation of the braking voltage beyond the permissible value, and the introduction of the second key element, the element, allows the engine to be braked once, if the braking voltage exceeds the permissible value. The introduction of the OR element makes it possible to generate in the emergency mode a protection signal that reduces the control signals from the thyristors of the controlled rectifier, which generally increases the reliability of the device for dynamic braking of the asynchronous electric motor. - -.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКО'ГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. № 1123082, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности,в него введены блок контроля, дополнительный ключевой элемент,элемент ИЛИ и элемент И-НЕ, ключевой элемент снабжен дополнительным входом, вход блока контроля ' подключен к выходу дополнительного управляемого выпрямителя, первый . выход блока контроля через второй ключевой элемент, а второй выход непосредственно подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом ключевого элемента, первый, второй входы и выход блока управления торможением подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго ключевого элемента.DEVICE FOR DYNAMIC BRAKING OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR by ed. St. No. 1123082, characterized in that, in order to increase reliability, a control unit, an additional key element, an OR element and an NAND element are introduced into it, the key element is equipped with an additional input, the input of the control unit is connected to the output of an additional controlled rectifier, the first one. the output of the control unit through the second key element, and the second output is directly connected respectively to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to an additional input of the key element, the first, second inputs and the output of the braking control unit are connected to the corresponding inputs of the AND-NOT element which is connected to the second input of the second key element. .S и „ 1176432 >.S and „1176432>