Регулируемый электропривод лифта

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(72) Автор Парфенович Олег Николаевич(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) Регулируемый электропривод лифта, содержащий двухскоростной асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель, полупроводниковый регулятор напряжения переменного тока для управления пуском и постоянного тока для управления торможением электродвигателя, реверсивный магнитный пускатель для реверса и пускатели для переключения режимов большой и малой скорости, систему управления, включающую датчик скорости, датчик тока, задатчик интенсивности, регуляторы скорости и тока, систему импульсного управления и согласующие с силовой цепью элементы, отличающийся тем, что полупроводниковый регулятор напряжения переменного тока для управления пуском электродвигателя выполнен в виде трехфазного диодного моста, своим входом подключенного к концам трех фаз статорной обмотки большой скорости электродвигателя, выход же диодного моста замыкается транзисторным или тиристорным ключом, который дозирует подачу напряжения на статорные обмотки электродвигателя, управляется транзисторный ключ драйвером от широтно-импульсного высокочастотного модулятора через регуляторы тока и скорости, которые получают сигналы управления соответственно от датчика постоянного тока, включенного последовательно с транзисторным ключом на выходе диодного трехфазного моста, и параметрического датчика скорости, где сигналы,пропорциональные скорости, формируются путем деления параметра ЭДС электродвигателя,снимаемого с одной из его статорных обмоток малой скорости посредством датчика ЭДС, на фазное напряжение, снимаемое с одной из статорных обмоток большой скорости посредством датчика напряжения фазы, регулирование торможения электродвигателя осуществляется тем же транзисторным или тиристорным ключом, который вместе с отсекающими диодами в анодных и катодных плечах трехфазного диодного моста при размыкании формирует контур тока динамического торможения электродвигателя, протекающего по двум статорным обмоткам большой скорости и двум статорным обмоткам малой скорости электродвигателя с шунтированием этих обмоток диодами моста, к статорным обмоткам большой скорости электродвигателя подключены три блока разряда его реактивной мощности.(56)1492813, 1977.2076449 1, 1997.0006387 1, 1998. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропривода лифтов и в других подъемно-транспортных машинах. Широко известны регулируемые электроприводы лифта, выполненные с применением двухскоростного асинхронного с короткозамкнутым ротором электродвигателя, тиристорного регулятора напряжения - для управляемого пуска и тиристорного регулятора постоянного тока - для управляемого торможения лифтового электродвигателя 1,2,3,4. Недостатком указанных электроприводов являются высокая стоимость тиристорных регуляторов (в несколько раз превышающая стоимость электродвигателя), относительная сложность силовой схемы и системы управления регуляторов, в частности, в систему управления необходимо дополнительно вводить тахогенератор, блок контроля порядка чередования фаз, блок синхронизации, блоки систем импульсно-фазового управления по числу силовых тиристоров, в ряде случаев вводить блоки контроля работы регуляторов переменного и постоянного тока через логическое переключающее устройство, а это последнее обстоятельство также усложняет управление электроприводом в зоне малых нагрузок и при переходе от управляемого торможения электродвигателя на малую скорость доводки до точного останова кабины лифта. Все это, естественно, снижает надежность электропривода лифта в целом. За прототип предлагаемого изобретения можно принять электропривод лифта по английскому патенту 5. Указанный электропривод содержит двухскоростной асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель, полупроводниковый регулятор напряжения переменного и постоянного тока для управления пуском и торможением электродвигателя, реверсивный магнитный пускатель для реверса и пускатели для переключения режимов малой и большой скорости, систему управления, включающую датчик скорости, датчик тока, задатчик интенсивности, регуляторы скорости и тока, систему импульсно-фазового управления и согласующие с силовой цепью элементы. Недостатком прототипа также является высокая стоимость тиристорных регуляторов,относительная сложность силовой схемы и системы управления, наличие тахогенератора,большого количества управляемых силовых элементов (тиристоров) и, соответственно,такого же количества устройств импульсно-фазового управления, что снижает надежность электропривода, неудовлетворительная форма тока (с большим спектром гармоник) при пуске и торможении двигателя, что ухудшает энергетические и шумовые характеристики электродвигателя. Задача изобретения - снижение стоимости, упрощение, повышение надежности, улучшение энергетических и шумовых характеристик регулируемого электропривода лифта. Указанная задача достигается тем, что в регулируемом электроприводе лифта, содержащем двухскоростной асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель, полупроводниковый регулятор напряжения переменного тока для управления пуском и постоянного тока - для управления торможением электродвигателя, реверсивный магнитный пускатель для реверса и пускатели для переключения режимов большой и малой скорости, систему управления, включающую датчик скорости и тока, систему импульсного управления и согласующие с силовой цепью элементы, согласно изобретению, полупроводниковый регулятор напряжения переменного тока для управления пуском электродвигателя выполнен в виде трехфазного диодного моста, своим входом подключенного к концам трех фаз статорной обмотки большой скорости электродвигателя, выход же диодного моста замыкается транзисторным или тиристорным ключом, который дозирует подачу напряжения на статорные обмотки электродвигателя, управляется транзисторный ключ драйвером от широтно-импульсного высокочастотного модулятора через регуляторы тока и скорости, которые получают сигналы управления соответственно от датчика постоянного тока, включенного последовательно с транзисторным ключом на выходе диодного трехфазного моста, и параметрического датчика скорости, где сигналы, пропорциональные скорости, формируются путем деления параметра ЭДС электродвигателя, снимаемого с одной из его статорных обмоток малой скорости посредством датчика ЭДС, на фазное напряжение, снимаемое с одной из статорных обмоток большой скорости посредством датчика напряжения фазы, регулирование торможения электродвигателя осуществляется тем же транзисторным или тиристорным ключом, который вместе с отсекающими диодами в анодных и катодных плечах трехфазного диодного моста при размыкании формирует контур тока динамического торможения электродвигателя, протекающего по двум статорным обмоткам большой скорости и двум статорным обмоткам малой скорости электродвигателя с шунтированием этих обмоток диодами моста, к статорным обмоткам большой скорости электродвигателя подключены три блока разряда его реактивной мощности. Существенность изобретения заключается в значительном сокращении силовых полупроводниковых управляемых элементов (применен только один силовой транзистор),упрощении системы управления, применении параметрического датчика скорости вместо тахогенератора, что повышает надежность и снижает стоимость электропривода за счет широтно-импульсного, на большой моделируемой частоте регулирования силового напряжения переменного и постоянного тока улучшается энергетика и шумовая характеристика электродвигателя. Сущность изобретения поясняется чертежом. На фигуре, изображена схема электропривода лифта. Электропривод лифта содержит двухскоростной асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель 1, включающий обмотку статора большой 2 и малой 3 скорости реверсивный магнитный пускатель 4 - для пуска и реверса двигателя пускатели 5,6 - для переключения режимов, соответственно большой и малой скорости, систему управления,включающую датчик скорости 7, датчик тока 8, задатчик интенсивности 9, регуляторы скорости 10 и тока 11, систему широтно-импульсного управления 12, согласующие с силовой цепью элементы (драйвер) 13 трехфазный диодный мост 14 три блока 15 разряда реактивной мощности транзисторный или резисторный ключ 16, отсекающие диоды в катодной 17 и в анодной 18 цепи трехфазного выпрямительного моста датчик 19 напряжения фазы на обмотке большой скорости датчик ЭДС в обмотке 20 малой скорости контакт реле 21,подключенный на выходе диодного моста 14 параллельно транзисторному ключу 16. Такая схема электропривода лифта позволяет управлять режимами ускорения и замедления электродвигателя 1 одним транзисторным или тиристорным ключом 16, с помощью не синхронизированного с сетью широтно-импульсного регулятора 12 с одним каналом системы управления 9, 10, 11 без дополнительных переключений переходить от двигательного режима к тормозному, а от тормозного к режиму скорости доводки до точного останова кабины лифта в режиме установившейся скорости работать без регулятора,устраняя при этом высокочастотные потери исключить использование в качестве датчика скорости тахогенератор. Электропривод лифта работает следующим образом. После выбора направления вращения двигателя включением реверсивного пускателя 4 подается напряжение на статорную обмотку 2 большой скорости электродвигателя 1 транзисторным (тиристорным) ключом 16 через диодный трехфазный мост 14 подается ток в обмотки 2 статора электродвигателя транзистор 16 регулирует ток и напряжение в статорных обмотках по широтноимпульсному принципу с помощью системы управления, состоящей из драйвера 13, широтно-импульсного модулятора 12, регулятора тока 11, регулятора скорости 10, задатчика интенсивности 9, датчика тока 8, датчика скорости 7 в датчике скорости реализуется функция перемножения параметра ЭДС электродвигателя, снимаемого с одной из обмоток 20 малой скорости и параметра величины обратной напряжению на фазной обмотке 2 большой скорости путем сравнения задания в блоке 7 производится управляемый пуск электродвигателя. При торможении электродвигателя транзисторный ключ 16 большей частью периода коммутации закрыт, и электродвигатель тормозится постоянным током, проходящим по цепи фаза обмотки большой скорости, диод, контакт пускателя 5, две фазы обмотки малой скорости электродвигателя, контакт пускателя 5, диод, другая фаза обмотки статора большой скорости электродвигателя, причем во время торможения, в зависимости от сигнала задания и нагрузки транзисторный ключ 16 может, за счет широтно-импульсного регулирования, создать в электродвигателе как тормозные, так и вращающие моменты. В режиме установившейся максимальной скорости транзисторный ключ 16 открыт полностью и двигатель начинает работать от синусоидального напряжения сети, тем самым исключаются потери от моделируемых ключом 16 токов высокой частоты, контакт 21 можно использовать в аварийных режимах, без управления пуском и торможением электродвигателя. Блоки разряда реактивной мощности 15 защищают обмотки 2 электродвигателя и транзисторный ключ 16 от перенапряжений, в целом обеспечивают работу ключа 16. Источники информации 1. Гершаник О.М. и др. Электропривод современных лифтов / Подъемно-транспортное и сваебойное оборудование. Башенные краны. Лифты. Серия. - М. ЦНИИГЭ строймаш,1979. - С. 68. 2. Разработка и исследование лифтов приводов переменного тока с тиристорным управлением. Отчет. Инв.Б 260403. - М. МЭИ, 1979. 3.и др.до 2 м/с.. -1, 1981. - С. 24-32. 4. Создание комплектного электропривода для пассажирских лифтов г/п 400, 630 кГ со скоростью движения 1,6 м/с для жилых зданий (для одиночных, парных и групповых установок). Отчет о НИР (заключительный) ММИ. Руководитель О.Н. Парфенович. ГБ 8107. -Могилев, 1982. - С. 220. 5..-. Анг. пат. 1492813, НКИ 3.21.(02 5/28), 1979. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.