PL64185B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 04.111.1967 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 30.XI.1971 64185 KI. 21 d2,16 MKP H 02 p, 1/46 UlLIOTEKAl U ffPWf l»Mfr^ • v i Twórca wynalazku: Hans Funke Wlasciciel patentu: VEB Kombinat Elektromaschinenbau, Drezno (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób plynnej synchronizacji silników synchronicznych z samoczynnym rozruchem, zwlaszcza z rozruchem ciezkim i bardzo ciezkim oraz uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób plynnej synchronizacji silników synchronicznych z samo¬ czynnym rozruchem, zwlaszcza z rozruchem ciez^ kim i bardzo ciezkim oraz uklad do stosowania tego sposobu.Znane sa sposoby i uklady do samoczynnego roz¬ ruchu i wzbudzania maszyn synchronicznych, przy których wlaczenie wzbudzenia wirnika z wydat¬ nymi biegunami nastepuje przy okreslonej wartos¬ ci czestotliwosci napiecia zmiennego. Dotychczas wykorzystywano do tego celu bezstykowy uklad sterowania, przy czym napiecie zmienne, zmniej¬ szajace sie wskutek wlaczenia opornika rozrucho¬ wego dla zmniejszenia pedu rozruchu i uzyska¬ nia wzrostu predkosci obrotowej do wartosci zna¬ mionowej doprowadzone jest do przetwornika im¬ pulsów, przetwarzajacego to napiecie zmienne na napiecie o przebiegu prostokatnym i o takiej sa¬ mej czestotliwosci, lecz zaleznej od poslizgu.Czas trwania okresu napiecia o przebiegu pro¬ stokatnym porównywany jest nastepnie w czlonie czasowym okreslania poslizgu, z nastawialnym czasem okresu innego napiecia o przebiegu pro¬ stokatnym. Jezeli wystepuje poslizg, przy którym zachodzi synchronizacja, to czlon czasowy okres¬ lania poslizgu nadaje sygnal wyjsciowy, który zostaje doprowadzony do bramki I sumatora. Rów¬ nolegle do czlonu czasowego okreslania poslizgu, napiecie o przebiegu prostokatnym zostaje dopro¬ wadzone do czlonu okreslania przebiegu synchro- 2 nizacji, z którego sygnal wyjsciowy równiez zo¬ staje doprowadzony do bramki I. Sygnal wyjscio¬ wy bramki I steruje ostatecznie wlaczeniem na¬ piecia wzbudzenia. 5 Niezaleznie od dalszych szczególów mozna juz na podstawie powyzszego, jak równiez na podsta¬ wie oscylogramów, stwierdzic, ze przy zastosowa¬ niu dotychczas znanych sposobów i ukladów do samoczynnego rozruchu i wzbudzania maszyn io synchronicznych, uzyskuje sie tylko jeden z wa¬ runków plynnej synchronizacji, to jest obnizenie okreslonej wartosci poslizgu. Drugi warunek plyn¬ nej synchronizacji, a mianowicie wlaczenie wzbu¬ dzenia dokladnie w chwili dodatniego przejscia 15 przez wartosc zerowa moze byc zrealizowany do¬ piero, gdy impuls zalaczajacy, sluzacy do podlacze¬ nia napiecia wzbudzenia podawany jest doklad¬ nie w momencie dodatniego przejscia napiecia przez wartosc zerowa, w zwiazku z czym wlasciwe 20 wzbudzenie nastepuje dopiero po okolo 100 ms pózniej, po przejsciu napiecia przez wartosc ze¬ rowa, a zatem nie przy optymalnym kacie od¬ chylenia wirnika. To opóznienie zalaczenia jest szczególnie niekorzystne przy duzych wartosciach 25 poslizgu, to znaczy przy silnie obciazonych ma¬ szynach synchronicznych, i dopiero w tych przy¬ padkach zastosowanie tego rodzaju ukladów ma szczególne znaczenie.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyz- 30 szych wad. Zadanie techniczne prowadzace do 6418564185 3 Uklad do realizacji tego sposobu sklada sie z 15 osiagniecia tego celu polega na opracowaniu ta¬ kiego sposobu i ukladu plynnej synchronizacji silników synchronicznych o samoczynnym rozru¬ chu, a w szczególnosci o rozruchu ciezkim i bar¬ dzo ciezkim, aby po osiagnieciu okreslonego po- 5 slizgu koncowego wlaczenie wzbudzenia silnika dokonane zostalo w najkorzystniejszym momen¬ cie.Cel wynalazku zostal osiagniety a postawione zadanie techniczne rozwiazane przez zastosowanie 10 sposobu plynnej synchronizacji silników synchro¬ nicznych z samoczynnym rozruchem zwlaszcza z rozruchem ciezkhri; i bardzo ciezkim, oraz ukladu do realizacji tego sposobu, polegajacego na tym, ze wlaczenie wzbudzenia nastepuje po osiagnieciu okreslonego poslizgu koncowego przy optymalnym momencie w*3c$|nia wzbudzenia przy zastosowa¬ niu znanych bezstykowych elektronicznych ele¬ mentów ukladu sterowania i wykorzystaniu spo¬ sobów samoczynnego rozruchu, wskutek dzialania 20 których pólfale przemiennego napiecia o czesto¬ tliwosci równej czestotliwosci poslizgu, regulowa¬ nego za posrednictwem opornika rozruchowego, przetwarzane sa w napiecie o przebiegu prosto¬ katnym i o takiej samej czestotliwosci poslizgu, 25 i sa doprowadzone do czlonu czasowego okreslenia poslizgu oraz do stopnia okreslenia przebiegu synchronizacji, natomiast sygnal pojawiajacy sie w odpowiednim momencie na wyjsciu czlonu cza¬ sowego okreslenia poslizgu rejesjtruje sie i dopro- 30 wadza sie do dwóch sumatorów, przy czym sygnal ten doprowadza si^ z jednej strony do pierwszego sumatora i do drugiego sumatora umieszczonego przed nastepnym czlonem czasowym okreslania optymalnego momentu wlaczenia, do których jed- 35 noczesnie przyklada sie napiecie o przebiegu pro¬ stokatnym zalezne od poslizgu, a z drugiej strony doprowadza sie sygnal do pierwszego sumatora z czlonu czasowego okreslenia optymalnego momen¬ tu wlaczenia wzbudzenia, wskutek czego po wy- 40 stapieniu obu sygnalów dokonuje sie wlaczenia wzbudzenia za posrednictwem elementów lacza¬ cych. 45 przetwornika impulsów polaczonego w znany spo¬ sób z czlonem czasowym okreslania poslizgu oraz polaczonego z nim stopnia okreslania przebiegu synchronizacji, to jest czlonu czasowego okresla¬ nia optymalnego momentu wlaczenia, a wyjscia 5Q tych czlonów polaczone sa poprzez pierwszy su¬ mator z torem przekazujacym sygnal. W ukladzie tym wejscie czlonu czasowego okreslania poslizgu polaczone jest poprzez czlon rejestrujacy sygnaly i drugi sumator z nastepnym czlonem czasowym 55 do okreslania optymalnego momentu wlaczania wzbudzenia, przy czym czas trwania impulsu war¬ tosci zadanej jest regulowany dowolnie w stosun¬ ku do czasu trwania impulsu wartosci rzeczywi¬ stej, ponadto drugi sumator znajdujacy sie przed 6Q tym czlonem czasowym ma jedno wejscie polaczo¬ ne z przetwornikiem impulsów, a drugie wejscie polaczone z wyjsciem czlonu rejestrujacego sygna¬ ly, ponadto wyjscie czlonu czasowego okreslaja¬ cego optymalne wlaczenie wzbudzenia polaczone 65 jest z sumatorem laczacym obydwa podstawowe tory przekazywania sygnalów w jedna calosc.Rozwiazanie tego problemu wedlug wynalazku w przypadku silników synchronicznych o ciezkim rozruchu zmniejszylo w znacznym stopniu zja¬ wisko kolysania, które jest niebezpieczne dla sil¬ nika oraz wspólpracujacych z nim maszyn produk¬ cyjnych, zmniejszylo dzialanie sil przenoszonych na fundament i inne elementy mocujace urzadze¬ nia, ponadto zmniejszeniu ulegaja prady udarowe wywolujace naprezenia dynamiczne w czolach uzwojenia silnika, a przy rozruchu duzych silni¬ ków powodujace wahania' napiecia w sieci.W przypadku silników o najciezszym rozruchu dalsza zaleta ukladu wedlug wynalazku jest pod¬ niesienie granicy mocy, która moze byc synchro¬ nizowana z siecia bez koniecznosci dodatkowych nakladów ekonomicznych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym przed¬ stawiony jest schemat blokowy, wyjasniajacy isto¬ te wynalazku.Napiecie przemienne o duzej czestotliwosci po¬ slizgu, doprowadzone do wskaznika równowagi 1, który stanowi przetwornik impulsów, przetworzone zostaje w napiecie o przebiegu prostokatnym o tej samej czestotliwosci poslizgu. Czas trwania impulsów prostokatnych w tym 'przypadku sta¬ nowi odwzorowanie poslizgu. W czlonie czasowym 2 okreslenia poslizgu, rzeczywisty czas trwania impulsu jest porównywany w sposób ciagly, z ustalonym i nastawianym w nim zadanym czasem trwania impulsu. W przypadku, gdy rzeczywisty czas trwania impulsu bedzie wiekszy niz czas trwania impulsu wartosci zadanej, na wyjsciu czlonu czasowego 2 okreslenia poslizgu pojawi sie sygnal, który bedzie stale utrzymywany przez ko¬ lejny czlon 3 rejestrujacy sygnaly. Nastawiony czas trwania impulsu o wartosci zadanej odpo¬ wiada poslizgowi koncowemu, przy którym naste¬ puje zalaczenie wzbudzenia. Na skutek wystapie¬ nia sygnalu na wejsciu a pierwszego sumatora 4, spelniony zostaje pierwszy warunek prawidlowego zalaczenia wzbudzenia. Na wyjsciu sumatora 4 sygnal pojawi sie dopiero wówczas, gdy jedno¬ czesnie na jego wejsciu b pojawi sie sygnal po¬ dany z czlonu czasowego 6.Drugi warunek prawidlowego zalaczenia wzbu¬ dzenia to jest przy najkorzystniejszym dla plyn¬ nej synchronizacji kacie odchylenia wirnika wzgle¬ dem pola magnetycznego okresla drugi sumator 5 oraz czlon czasowy 6 okreslania optymalnego mo¬ mentu wlaczania wzbudzenia. Najkorzystniejszy kat odchylenia wirnika wzgledem pola magnetycz¬ nego wystepuje wówczas, gdy prad przemienny wzbudzenia przechodzi przez zero (a mianowicie tylko przy przejsciu od wartosci ujemnych do wartosci dodatnich co bedzie okreslone! jako do¬ datnie przejscie przez wartosc zerowa).Po spelnieniu pierwszego warunku plynnej syn¬ chronizacji i pojawieniu sie sygnalu na wyjsciu a czlonu 3 rejestrujacego sygnaly, sygnal ten pojawi sie rówiniez na wejsciu a' sumatora 5. Na wyjsciu sumatora 5 w czasie trwania ujemnej pólfali pra-\ 64185 du przemiennego wzbudzenia, pojawia sie sygnal odpowiadajacy czasowi trwania impulsu wartosci rzeczywistej. Opóznienie o czas trwania impulsu wartosci zadanej czlonu czasowego 6 do okresla¬ nia optymalnego momentu wlaczenia powoduje sygnal, pojawiajacy sie na wyjsciu czlonu czaso¬ wego 6, podawany do wejscia b sumatora 4. Po¬ jawiajacy sie równoczesnie sygnal przy wyjsciu sumatora 4. powoduje za posrednictwem czlonu rejestrujacego 7 i wzmacniacza 8 zadzialanie lacz¬ nika 9.Styki lacznika 9 musza sie tak zamknac, aby silnik zostal wzbudzony dokladnie przy optymal¬ nym kacie 'Odchylania wirnika, dlatego impuls wlaczenia wzbudzenia, musi pojawic sie wczesniej o czas wlasny laczenia lacznika 9, to jest wy¬ przedzic optymalny moment wlaczenia. Osiaga sie to przez dowolne regulowanie czasu trwania im¬ pulsu wartosci zadanej czlonu czasowego 6 okres¬ lania optymalnego momentu wlaczenia wzgledem czasu trwania impulsu wartosci rzeczywistej. Ta dowolna regulacja pozwala na wlaczenie wzbudze¬ nia przy kazdym kacie odchylenia wirnika wzgle¬ dem pola magnetycznego. Okazalo sie, ze kat od¬ chylenia wirnika, przy którym nastepowal mo¬ ment wlaczenia czesto nie odpowiada dodatniemu przejsciu przez wairtosc zerowa pradu przemien¬ nego wzbudzenia. Dla przeciwdzialania temu za¬ stosowano jako przetwornik impulsów wskaznik równowagi 1 oraz przed czlonem czasowym 2 okreslania poslizgu wlaczono negator 10. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób plynnej synchronizacji silników syn¬ chronicznych z samoczynnym rozruchem, zwlasz¬ cza z rozruchem ciezkim i bardzo ciezkim, pjrzy zastosowaniu którego wlaczenie wzbudzenia na¬ stepuje po osiagnieciu okreslonego poslizgu kon¬ cowego przy optymalnym momencie, przy zasto¬ sowaniu znanych bezstykowych elektronicznych elementów ukladu sterowania i wykorzystania zna¬ nych sposobów, samoczynnego rozruchu, wskutek dzialania których pólfale napiecia przemiennego o czestotliwosci równej czestotliwosci poslizgu regu¬ lowanego za posrednictwem opornika rozruchowe¬ go, przetwarzane sa w napiecie o przebiegu pro¬ stokatnym i o takiej samej czestotliwosci, i do¬ prowadzane do czlonu czasowego okreslania po¬ slizgu, oraz do stopnia okreslania przebiegu syn¬ chronizacji, znamienny tym, ze sygnal pojawiajacy sie w odpowiednim momencie na wyjsciu czlonu czasowego (2) okreslania poslizgu rejestruje sie i 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 doprowadza sie do dwóch sumatorów (4, 5), przy czym sygnal ten doprowadza sie z jednej strony do pierwszego sumatora (4) i drugiego sumatora (5) usytuowanego przed nastepnym czlonem cza¬ sowym (6) okreslania optymalnego momentu wla¬ czenia wzbudzenia, do których jednoczesnie przy¬ klada sie napiecie o przebiegu prostokatnym zalez¬ ne od poslizgu, a z drugiej strony doprowadza sie sygnal do pierwszego sumatora (4) z czlonu czaso¬ wego (6) okreslania optymalnego momentu wla¬ czenia wzbudzenia, wskutek czego po wystapieniu obu sygnalów, to jest sygnalu z czlonu czasowego (2) okreslania poslizgu oraz sygnalu z czlonu cza¬ sowego (6) okreslania optymalnego momentu wla¬ czenia, dokonuje sie wlaczenia wzbudzenia za po¬ moca odpowiednich elementów laczeniowych.

2. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do przetwornika impulsów (1) podlaczony jest w znany sposób czlon czasowy (2) okreslania poslizgu oraz równolegle z nim polaczo¬ ny jest stopien okreslania przebiegu synchroniza¬ cji, a wyjscia tych czlonów polaczone sa za po¬ moca pierwszego sumatora (4) z torem przekazu¬ jacym sygnal, przy czym wyjscie czlonu czaso¬ wego (2) okreslania poslizgu polaczone jest po¬ przez czlon (3) rejestrujacy sygnaly i drugi su¬ mator (5) z nastepnym czlonem czasowym (6) okreslania optymalnego momentu wlaczenia wzbu¬ dzenia, którego czas trwania impulsu wartosci za¬ danej jest regulowany dowolnie wzgledem czasu trwania impulsu wartosci rzeczywistej, natomiast znajdujacy sie przed czlonem czasowym (6) okres¬ lania optymalnego momentu wlaczenia drugi su¬ mator (5) ma jedno wejscie (b') polaczone z prze¬ twornikiem impulsów (1), a drugie wejscie (a') z wyjsciem czlonu (3) rejestrujacego sygnaly, po¬ nadto wyjscie czlonu czasowego (6) okreslania op¬ tymalnego wlaczenia wzbudzenia polaczone jest z pierwszym sumatorem (4) laczacym w jedna ca¬ losc obydwa podstawowe tory przekazywania syg¬ nalów.

3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze pierwszy sumator (4) laczacy w jedna calosc oby¬ dwa podstawowe tory (a, b) przekazywania sygnalów, polaczony jest z czlonem <7) rejestru¬ jacym sygnaly oraz ze wzmacniaczem (8) sygnalów.

4. Uklad wedlug zastrz. 2 i 3, znamieny tym, ze przetwornik impulsów, który stanowi wskaznik równowagi <1) jest polaczony z sumatorem (5) oraz z negatorem <10) umieszczonym przed czlonem czasowym okreslania poslizgu.KI. 21 d2,16 64185 MKP H 02 p, 1/46 10 » r-n * Y+ *r* \a b' -\ F7^ —Vr r~H • i I 7^ ¦n 8 -A W-s PZG w Pab. zam. 1546-71, nakl. 250 egz. PL PL