SU1300442A1

SU1300442A1 - Электропривод посто нного тока с принудительным охлаждением и минимизацией потерь

Info

Publication number: SU1300442A1
Application number: SU853891778A
Authority: SU
Inventors: Игорь Юрьевич Рют; Дмитрий Иосифович Родькин; Юрий Григорьевич Осадчук; Сергей Анатольевич Кича; Эдуард Маркович Сигалов
Original assignee: Криворожский горнорудный институт
Priority date: 1985-04-24
Filing date: 1985-04-24
Publication date: 1987-03-30

Abstract

Изобретение относитс к электротех нике и может быть использовано в регулируемых электроприводах посто нного тока, управл емых по цеп м кор и возбуждени двигател . Целью изобретени вл етс снижение полных потерь в электроприводе за счет-управлени с определением минимума функции полных потерь. Электропривод посто нного тока с принудительным охлаждением и минимизацией потерь содержит датчик I напр жени на коре, датчик 2 тока обмотки кор , электродв игатель 3, блок 4 умножени , блок 5 делени , датчик 6 скорости , систему 7 автоматического регулировани скорости, систему 8 импульсно-фазо- вого управлени , тиристорный преобразователь 9, вычислительное устройство 10, датчик 11 температуры нагретого охлаждающего воздуха,датчик 12 температуры холодного охлаждающего воздуха, датчик 13 тока обмотки возбуждени , нелинейный блок 14, сумматор 15, тиристорный преобразователь 16 системы возбуждени , интегратор 17, блок 18 зоны нечувствительности, блок 19 приоритета, датчик 20 температуры обмотки возбуждени , датчик 21 температуры обмотки кор , блок 22 регулировани частоты вращени , электродвигатель 23 вентил тора . Цель изобретени достигаетс за счет введени датчиков I, 6, II, блоков 4, 5, систем 7, 8, вычислительного устройства И), нелинейного блока 14 и сумматора 15. 2 ил. i (Л со N Ю

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах посто нного тока, управл емых по цепи кор и возбуждени двигател .

Цель изобретени - снижение полных потерь в электроприводе путем управлени с определением минимума -функции полных потерь.

На фиг. 1 приведена структурна схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - алгоритм определени оптимального потока возбуждени и минимума полных потерь в электроприводе.

Электропривод содержит датчик 1 напр жени на коре, датчик 2 тока обмотки кор , электродвигатель 3, блок 4 умножени , блок 5 делени , датчик 6 скорости, систему 7 автоматического регулировани скорости , систему 8 импульсно-фазового управлени , тиристорный преобразователь 9, вычислительное устройство 10, датчик 1 и 12 20 температуры соответственно нагретого и холодного охлаждаюш,его воздуха, датчик 13 тока обмотки возбуждени , нелинейный блок 14, сумматор 15, тиристорный преобразователь 16 системы возбуждени , ингде I -Q- I л Рл,

коэффициент пропорциональности,

&

1

Св дввСв - теплоемкость воздуха; А 0В- превышение температуры воздуха на выходе из .машины над входо.м. Мощность, потребл ема вентил тором 10 дл охлаждени двигател

Д Рв: XQ ,(g Д Р,

15

где А - коэффициент пропорциональности между моишостью и производительностью вентил тора. Полные потери в электроприводе с учетом потерь на вентил цию составл ют

( )-R«+К2(С-Кф ) RB-f

К + Xf Ki() К2(С-Кс

RB

;ij

Данна зависимость в общем случае имеет экстремум. Оптимальное значение потока возбуждени и минимум полных потегратор 17, блок 18 зоны нечувствительно- 25 терь в электроприводе определ ютс в соотсти , блок 19 приоритета, датчики 20 и 21 температуры обмоток возбуждени и кор соответственно, блок 22 регулировани частоты вращени и электродвигатель 23 вентил тора .

В предлагаемом электроприводе полные потери составл ют:

, ДРу ДР..+ ДРв,

где ДРд - потери в двигателе посто нного тока;

ДРв - потери на вентил цию.

Потери в двигателе посто нного тока можно представить следующим образом:

APj дРо, +дР„в Ki-IjR +K,I, R, K,(-J-)R, + K.(OK,)2 R,,

i cp

где ДРо - потери в обмотке кор ; .

ДРов- потери в обмотке возбуждени ; 1 , IB - значени токов в обмотках кор и возбуждени ; RH, RB-сопротивлени обмоток кор

и возбуждени ;

К,- коэффициент момента, завис щий от потока;

С - коэффициент пропорциональности между потоком и током возбуждени ; М - момент двигател посто нного

тока;

Ki, К2 -коэффициенты, учитывающие соотношение потерь в обмотках кор и возбуждени . Количество воздуха, требуемого дл охлаждени двигател посто нного тока

30

35

40

45

50

55

ветствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 2. В основе алгоритма вычислени экстремума функции лежит метод половинного делени .

Электропривод работает следующим образом .

Сигналы, пропорциональные текуш.им значени .м напр жени на коре и тока кор электродвигател 3, с датчиков 1 и 2 соответственно напр жени на коре и тока обмотки кор поступают на входы блока 4 у.множени , с выхода которого сигнал, пропорциональный текущему значению активной мощности электродвигател 3, поступает на вход блока 5 делени , ка второй вход которого подаетс синал с датчика 6 скорости электродвигател 3. Одновременно сигнал с датчика 6 скорости поступает на вход системы 7 автоматического регулировани скорости и далее на систе.му 8 импульсно- фазового управлени тиристорным преобразователем 9. С выхода блока 5 делени сигнал , соответствующий значению момента электродвигател 3, поступает на первый вход вычислительного устройства 10, на второй и третий входы которого поступают сигналы с датчиков 11 и 12 температуры соответственно нагретого и холодного охлаждающего воздуха, а на четвертый - сигнал с датчика 13 тока обмотки возбуждени через нелинейный блок 14, моделирующий кривую намагничивани . Вычислительное устройство по выражению (1) в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 2, производит вычисление оптимального значени потока возбуждени и соответствующего этому значению мини.му.ма полных потерь в электроприводе. Сигнал с первого

где I -Q- I л Рл,

коэффициент пропорциональности,

&

1

Д Рв: XQ ,(g Д Р,

20

15

( )-R«+К2(С-Кф ) RB-f

К + Xf Ki() К2(С-Кс

RB

Данна зависимость в общем случае имеет экстремум. Оптимальное значение потока возбуждени и минимум полных по0

0

5

0

5

Электропривод работает следующим образом .

выхода вычислительного устройства 10, соответствующий оптимальному значению потока возбуждени , поступает на второй вход сумматора 15, где он суммируетс с текущим значением потока, вз тым с противоположным знаком. Разница этих сигналов поступает на управление тиристорным преобразователем 16 системы возбуждени .

Регулирование производительности вентил тора осуществл етс изменением частоты вращени электродвигател 23 блоком 22 регулировани частоты вращени по сигналу с выхода интегратора 17. Сигнал с второго выхода вычислительного устройства 10, соответствующий минимуму полных потерь в электроприводе, в том числе потерь энергии на вентил цию, поступает на второй вход интегратора 17, на первый вход которого с датчиков 20 и 21 температуры обмоток электродвигател 3 через блок 19 приоритета и блок 18 зоны нечувствительности поступает сигнал, соответствующий наибольшей температуре перегрева обмоток электродвигател 3, который обеспечивает наращивание производительности вентил тора в случае превыщений температуры обмоток электродвигател 3 над предельно допустимыми . Если температурные перегрузки обмоток электродвигател 3 отсутствуют, то сигнал с выхода блока 19 приоритета оказываетс ниже установки нечувствительности блока 18 зоны нечувствительности и регулирование количества охлаждающего возду- за производитс по сигналу с интегратора 17, соответствующему минимуму полных потерь ..в электроприводе.

Использование изобретени позвол ет минимизировать полные потери электропривода в силовых цеп х, обмотке возбуждени и в контуре вентил ции. Кроме того, существенно увеличиваетс срок службы изол ции из-за снижени перепадов температуры под вли нием изменени статического момента.

Экономическа эффективность электропривода посто нного тока с принудительным охлаждением и минимизацией потерь достигаетс снижением на 11% потерь энер- нии на вентил цию, кроме того, при управлении двигателем в функции оптимального потока возбуждени достигаетс минимум потерь энергии в двигателе посто ного тока, что обеспечивает снижение потерь в

двигателе на 16%, в результате чего увеличиваетс срок службы изол ции обмоток двига- тел .

Claims

Формула изобретени

Электропривод посто нного тока с принудительными охлаждением и минимизацией потерь, содержащий датчик тока обмотки кор , датчик тока обмотки возбуждени ,

датчик температуры холодного охлаждающего воздуха, тиристорный преобразователь системы возбуждени , св занный выходами с обмоткой возбуждени электродвигател , тиристорный преобразователь, св занный выходами с обмоткой кор электродвигател , датчик температуры обмотки возбуждени , выход которого соединен с первым входом блока приоритета, второй вход которого св зан с выходом датчика температуры обмотки кор , а выход через последовательно соединенные блок зоны нечувствительности , интегратор и блок регулировани частоты вращени св зан с электродвигателем вентил тора, отличающийс тем, что, с целью снижени потерь электроэнергии, в него введены последовательно соединенные

датчик напр жени на коре, блок умножени , блок делени и вычислительное устройство , последовательно соединенные датчик скорости, система автоматического регулировани скорости и система импульсно-фа- зового управлени , выход которой соединен

с входом тиристорного преобразовател , датчик температуры нагретого охлаждающего воздуха, выход которого соединен с вторым входом вычислительного устройства, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом датчика температуры холодного охлаждающего воздуха , входом сумматора и выходом нелинейного блока, вход которого соединен с выходом датчика тока обмотки возбуждени , выход вычислительного устройства соединен с вторым входом сумматора, выход которого сое- динен с входом тиристорного преобразовател системы возбуждени , второй выход вычислительного устройства соединен с вторым входом интегратора, вход датчика скорости св зан с валом электродвигател ,

выход - с вторым входом блока делени , а второй вход блока умножени соединен с выходом датчика тока обмотки кор .

.7

бВод М.

/,Ф-т

Щ +АЯФ

4

/

ЛР(НФ1

)

г-9

Вывод Фол/п, PZMHH

фиг. 2