SU1339862A1 - Устройство дл автоматического регулировани возбуждени синхронного двигател преобразовательного агрегата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро-: технике и может быть использовано в прокатных станах. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем устранени  выпадени  синхронного двигател  из синхронизма при регулировании . Указанна  цель достигаетс  введением в устройство дл  регулировани  возбуждени  синхронного двигател  преобразовательного агрегата, выполненного по системе генератора- двигател , множительно-делительного блока 20, измерител  производной тока 18 и измерител  напр жени  19, включенных в  корные цепи преобразовательного агрегата, составленного из двигател  посто нного тока 15 и генератора посто нного тока 14. Введение указанных блоков позвол ет повысить быстродействие устройства в процессе регулировани  возбуждени  синхронного двигател  4, т.к. сигнал обратной св зи по производной активного тока синхронного двигател  более приближен к возмущающему воздействию Кроме того , повышаетс  качество напр жени  питани  и снижаютс  потери в синхронном двигателе. 1 ил. о 9 сл со со со 00 о to

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводе производственных механизмов с резкопеременной нагрузкой, приводимых в движение двигател ми по- сто нного тока, питаемыми от преобразовательных агрегатов с синхронными двигател ми с регулируемым возбуждением , в частности в главных электро- приводах прокатных станов.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы синхронного двигател  путем устранени  выпадени  синхронного двигател  из синхронизма при регулировании.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства автоматического регулировани  возбуждени  синхронного двигател  преобразовательного агрегата.

Устройство содержит тиристорный возбудитель 1 с системой 2 импульсно- фазового управлени , подключенный к обмотке 3 возбуждени  синхронного двигател  4, регул тор 5 тока возбуждени , выполненный пропорционально- интегральным, к первому входу которого подключен датчик 6 тока возбуждени , обеспечивающий обратную св зь по току возбуждени . Устройство содержит также последовательно соединенные между собой регул тор 7- напр жени , выполненный пропорциональным, пропорционально-интегральный регул тор 8 реактивного тока и пропорциональный регул тор 9 задани  тока возбуждени . Каждый из указанных регул торов 7-9 снабжен вторым входом, при этом второй вход регул тора 8 реактивного тока подключен к выходу датчика 10 реактивного тока, второй вход регул тора 7 напр жени  - к выходу датчика 11 напр жени , подключенного через трансформатор 12 напр жени  к цепи статора синхронного двигател  4. Б цепь статора синхронного двигател  4 включен датчик 13 полного тока, выходы датчика 11 и трансформатора 12 напр жени  соединены с входами датчика 10 реактивного тока. Нагрузкой синхронного двигател  служит преобразовательный агрегат, содержащий генератор 14 посто нного тока, установленный на валу синхронного двигател  4,, и двигатель 15 посто нного тока с компенсационной обмоткой 16 в  корной цепи, соединенной с  корной цепью генератора 14 посто нного тока.

5

На валу двигател  посто нного тока установлен нагрузочный механизм 17.

В устройство введены измеритель 18 производной тока, измеритель 19 напр жени  и множительно-делительный блок 20. Измеритель 18 производной тока подключен к компенсационной обмотке 16 в цепи  кор  двигател  15 посто нного тока. Измеритель напр жени  составлен из соединенных между собой датчика 21 напр жени  и делител  22 напр жени , подключенного параллельно  корным цеп м двигател  15 и генератора 14 преобразовательного агрегата.

Устройство дл  автоматического регулировани  возбуждением синхронного двигател  работает следующим образом .

Колебани  активной и реактивной мощности синхронного двигател  при изменени х нагрузки передаютс  в сеть и вызывают колебани  напр жени  узла 5 нагрузки по величине и по фазе, что отрицательно сказываетс  на работе синхронного двигател  и смежных потребителей . Повьшшние быстродействи  регулировани  уменьшает колебани  напр жени  в узле нагрузки, т.е. по- вьшает качество напр жени , а также снижает потери в синхронном двигателе и в смежных потребител х, что приводит к экономии электрической энергии.

Так как активна  мощность, потребл ема  синхронным двигателем из сети

PC:D и,-1,,„

за вычетом мощности потерь равна мощности нагрузки

0

5

40

т.е.

РН - , Уз ,,

I

а он

- UiJi

и.

(1)

0

5

5

где I

acD

и

Я

и,

активньш ток синхронного двигател ;

напр жение на двигателе посто нного TOKaj линейное напр жение цепи статора синхронного двигател ; I - ток двигател  посто нного

тока;

S - знак пропорциональности. При сбросах и набросах нагрузки изменени  U и U не превьшают нескольких процентов и производна  активного тока синхронного двигател 

(2)

dl3CB U dl«

dt U, пропорциональна  производной тока двигател  посто нного тока, может быть получена измерением падени  напр жени  на компенсационной обмотке 16 двигател  15 посто нного тока

и,

dl

(3)

где и

ko

КО

,

падение напр жени  на компенсационной обмотке 16 двигател  15 посто нного тока;

индуктивность компенсацион ной обмотки 16, Таким образом, в качестве измерител  производной тока двигател  посто нного тока может быть использован компенсационна  обмотка, сигнал с ко торой поступает через датчик 23 напр жени , служащий дл  усилени  и гальванического разделени  цепей, на вход множительно-делительного блока 20.

На два других входа множительно- делительного блока 20 поступают сигналы обратньк св зей по напр жению на двигателе 15 посто нного тока и по линейному напр жению цепи статора синхронного двигател  4 через соответствующие дат.чики 21 и 11 напр жени , служащие дл  усилени  и гальванического разделени  цепей. Множи- тельно-делительный блок 20 формирует на выходе такой сигнал управлени , чтобы выполн лось условие (2), т.е. сигнал, пропорциональный производной активного тока синхронного двигател  4.

Нагрузочный механизм 17 приводитс во вращение двигателем 15 посто нног тока, который питаетс  по системе Г-Д от генератора 14 посто нного тока , привод которого осуществл етс  синхронным двигателем 4. Обмотка 3 возбуждени  синхронного двигател  4 питаетс  от возбудител  1.

При работе электропривода на холостом ходу или при посто нной нагрузк ток двигател  15 посто нного тока не измен етс  и напр жение на компенсационной обмотке 16

и

ко

L ii О L.odt

Таким образом, через датчик 23 напр жени  измерител  18 производной тока нагрузки на один из входов мно

10

15

25

30

а - 20

е 50 35

40

жительно-делительного блока 20 подаетс  нуль, что обеспечивает нулевой выход множительно-делительного блока 20 несмотр  на неравенство нулю двух его других входов, на один из которьгх поступает сигнал с выхода датчика 21 напр жени , пропорциональный напр жению на двигателе 15 посто нного тока и снимаемый с делител  22 напр жени , на другой - сигнал с выхода датчика 11 напр жени , снимаемый с трансформатора 12 напр жени  и пропорциональный линейному напр жению цепи статора синхронного двигател  4. Задание на ток возбуждени  синхронного двигател  4 определ етс  только величиной реактивного тока последнего, дл  вьщеле- ни  которого на вход датчика 10 реактивного тока поданы сигналы с датчика 13 полного тока статора и трансформатора 12 напр жени , напр жением, поступающим с датчика 10 напр жени  и заданием на напр жение в узле Hai- рузки.

При изменении режима работы нагрузочного механизма 17 измен етс  нагрузка на двигатель 15 посто нного тока и его ток Iq увеличиваетс . При

этом на компенсационной обмотке 16 по вл етс  сигнал, пропорциональный скорости изменени  нагрузки, который через датчик 23 напр жени  подаетс  на вход множительно-делительного блока 20. На два других входа подаютс  сигналы, пропорциональные линейному напр жению цепи статора синхронного двигател  с датчика 11 напр жени  и напр жению на двигателе посто нного тока с выхода датчика 21 напр жени . Множительно-делительный блок 20, реализующий зависимость (2), формирует сигнал, пропорциональный скорости изменени  активного тока синхронного 45 двигател  4, который поступает на вход пропорционального регул тора 9 задани  тока возбуждени . Задание на ток возбуждени  увеличиваетс  пропорционально скорости изменени  активного тока синхронного двигател  4. Пропорционально-интегральный регул тор 8 тока возбуждени  обеспечивает компенсацию переходной посто нной времени обмотки 3 возбуждени  синхронного двигател  4. Поэтому ток возбуждени  синхронного двигател  4 успевает измен тьс  синхронно изменени м нагрузки . Увеличение тока возбуждени  приводит к увеличению электромагнитного

55

мЬмента, развиваемого синхронным двигателем 4, и динамическа  устойчивость синхронного двигател  4 повышаетс  в тем большей степени, чем быстрее будет измен тьс  ток возбуждени  при изменении нагрузки.

Поскольку вырабатываема  синхронным двигателем реактивна  мощность строго зависит от мощности нагрузки, .напр жени  синхронного двигател  4 и тока возбуждени , динамические изменени  нагрузки привод т к изменению реактивной мощности и реактивного тока , вырабатываемых синхронным двигателем , а следовательно, и к колебани м напр жени  на шинах сети. Дл  поддержани  напр жени  на заданном уровне используютс  обратные св зи по напр жению синхронного двигател  4 и реактивному току, которые завод тс  на входы соответственно пропорционального регул тора 7 напр жени  и пропорционал:ьно-интегрального регул тора 8 реактивного тока и форсируют увеличение тока возбуждени . Отрицательна  обратна  св зь по току возбуждени  синхронного двигател  4, осуществл ема  путем подали сигнала с датчика 6 тока возб окдени  синхронного двиг ател  4 на вход пропорционально-интегрального регул тора 5 тока возбуждени , повышает быстродей- ствие системы, так как это эквивалентно уменьшению посто нной времени обмотки возбуждени .

Дополнительное введение в устройство дл  автоматического регулировани  возбуждени  синхронного двигател  преобразовательного агрегата множи- тельно-делительного блока, измерител  производной тока нагрузки и измерител  напр жени , вкл оче -:ных в цепь преобразовательного агрегата, выходы которых соединены с двум  входами до - полнительно введенного множительно- делительного блока, третий вход которого подключен к выходу датчика напр жени  в цепи статора синхронного двигател , а вькод соединен с одним из входов регул тора задани  тока возбуждени , позволит повысить надежность синхронного двигател  путем устранени  возможности его выпадени  из синхронизма за счет повьпиени  быстродействи  регулировани , так как сигнал обратной св зи по производной активного тока синхронного двигател  более приближен к возмущающему воз

5

0

5

0

5

5

0

5

действию, т.е. имеетс  некоторое упреждение. Кроме того, повьш1ение быстродействи  регулировани  уменьшает колебание напр жени  в узле нагрузки, т.е. noBbmiaeT качество напр жени , а ,также снижает потери в синхронном двигателе и в смежных потребител , что приводит к экономии электрической энергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического регулировани  возбл ждени  синхронного двигател  преобразовательного агрегата , выполненного по системе генератор-двигатель , содержащий тиристорный возбудитель, регул тор тока возбуждени  с двум  входами., охваченный по первому входу обратной св зью по току возбуждени  синхронного двигател , последовательно соединенные между собой регул тор напр жени , регул тор реактивного тока, регул тор задани  тока возбуждени , каждый из которых снабжен вторым входом, выход регул тора задани  тока возбуждени  подключен к второму входу регул тора тока возбуждени , датчик реактивного тока , входа которого соединены с выходами датчика полного тока и трансформатора напр жени , датчик напр жени  депи статора синхроного двигател , вход которого соединен с выходом трансформатора напр жени , входом св занного со статарной обмоткой синхронного двигател , выход датчика реактивного тока подключен к второму входу регул тора реактивного тока, выход датчика напр жени  цепи статора синхронного двигател  соединен с вторым входом регул тора напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем устранени  выпадени  синхронного двигател  из синхронизма при регулировании , введены измеритель производной тока и измеритель напр жени , предназначенные дл  вкхдочени  в  корную цепь генератора-двигател  преобразовательного агрегата, и множительно- делительный блок, входь которого соединены соответственно с выходами датчика напр лсени  цепи статора синхронного двигател , измерител  производной тока и измерител  напр жени , а выход множительно-делительного блока подключен к второму входу регул тора задани  тока возбуждени .