SU1367122A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  уменьшение потерь электроэнергии за счет1ст илизации коэффициента мощности асинхронного двигател . Указанна  цель достигаетс  введением в электропривод вычислител  9 эквивалентного фазового угла нагрузки. Входы вычислител  9 подключены соответственно к выходу определител  5 угла запаздывани  тока и к выходу регул тора 8. Выход вычислител  9 соединен с одним из входов блока 7 сравнени . Электропривод позвол ет оптимизировать коэффициент мощности асинхронного двигател  при любых моментах нагрузки и не требует дополнительной настройки при эксплуатации. Стабилизаци  коэффициента мощности в процессе пуска асинхронного двигател  позвол ет осуществить плавный разгон с ограничением пускового тока. 3 ил. I (Л

Description

СО О5

to

IsD

1

Изобретение относитс  к электротехнике , S частности к электроприводам , построенным на основе асинхронных двигателей и тиристорных преобра зователей переменного напр жени , и может быть использовано в нерегулиру мых по скорости асинхронных электроприводах различного назначени .

Целью изобретени   вл етс  умень- шение потерь электроэнергии за счет стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигател .

На фиго представлена функциональна  схема электропривода; на фиг,2 - схема вычислител  эквивалентного фазового угла нагрузки; на фиг,3 - диаграммы напр жени  и тока в цепи нагрузки тиристорного преобразовател  напр жени .

Электропривод содержит асинхронны электродвигатель 1 (фиг,1), подключеный к выходам управл емого блока 2 преобразовани  напр жений питающей сети, датчик 3 перехода через нуль напр жени  питающей сети и датчик

4перехода через нуль тока асинхронного электродвигател , определитель

5угла запаздыва1ш  тока и последовательно сое,циненные блок 6 задани , блок 7 сравнени  и регул тор 8, соединенный выходом с управл ющим входом блока 2 преобразований напр жений питающей сети,

В электропривод введен двухвходо- вый вычислитель 9 эквивалентного фазового угла нагрузки, снабженный двум  вычитател ми 10 и 11 (фиг,2), двум  сумматорами 12 и 13, делителем 14, умножителем 15 и узлом 16 пам - ти посто нных величин с п тью выходами .

Первые входы вычитателей 10 и 11 образуют входы вычислител  9 эквивалентного фазового угла нагрузки, под ключенные соответственно к выходу определител  5 угла запаздывани  тока и к выходу регул тора 8, Выходы вычитателей 10 и 11 подключены к первым входам умножител  15 и делител  14 соответственно. Выход делител  14 подключен к первому-входу сумматора 12, соединенного выходом с вторым входом умножител  15, выход которого подключен к первому входу сумматора

13о

Соответствующие выходы узла 16 пам ти посто нных величин подключены к вторым входам вычитателей 10 ,

1222

и 11, делител  14 и сумматоров 12 и 13о Выход сумматора 13, образующий выход вычислител  9 эквивалентного фазового угла нагрузки, подключен к другому входу блока 7 сравнени .

Функционирование электропривода основано на следующем,,

Соотношение между индуктивным Х и активным R сопротивлени ми цепи протекани  тока при синусоидальном напр жении питани  характеризует фазовый угол Lf нагрузки 4 arctg При этом величина cos tp равна коэффициенту мощности Кд, определ емому как отношение активной и реактивной мощностей, т,е, .Кд, R/S,

При питании асинхронного электродвигател  от тиристорного.преобразовател  переменного напр жени  (содержащего в каждой фазе встречно-параллельно включенные тиристоры) ток i через нагрузку становитс  прерывистым и несинусоидальным и отстает от напр жени  U на угол о/ открывани  тиристоров (фиГоЗ), Длительность Л протекани  тока через тиристор в каждом полупериоде, а следовательно, и угол cf запаздывани  тока завис т в этом случае от некоторых эквивалентных приведенных к входу электродвигател  значений сопротивлений и RJ, которые определ ют эквивалентный фазовый угол (f нагрузки,.

ц) arctg ,

(1)

Величины X(j, R j и g; завис т от положени  рабочей точки на механических характеристиках и определ ют коэффициент мощности нагрузки

Упрощенное выражение, св зывающее величины (f к cf с углом открывани  тиристоров У ,имеет вид

. (А +

В

of,-о/

)(J -(/o) , (2)

где ц , с/д- координаты точки пересечени  зависимостей (/ f() при фиксированных значени х о (оС const); ol - граничный угол открывани  тиристоров; - безразмернь коэффициент В - коэффициент с размерностью , эл,град,

Шражение (2) обеспечивает в диа пазоне углов 20-50 (перекрываю

- 3 . 1 щих, например, номинальные значени  всех у асинхронных электродвигателей серии 4А), точность вычислени  if с погрешностью не более 1%о

При стабилизации в электроприво- .де угла может быть решена и задача стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигател  при изменении нагрузки на его валу.

Электропривод работает следующим образом.

Выходные сигналы датчика 3 перехода через нуль напр жени  питакщей сети от датчика 4 перехода через нуль тока асинхронного электродвигател  поступают на входы определител  5 угла запаздывани  тока. Здесь ос тцествл ютс  счет тактовых импульсов в интервале между переходами через нуль напр жени  сети и тока электродвигател  и формирование на выходе цифрового кода, пропорционального углу {/ запаздывани  тока. Указанный код поступает на один из входов вычислител  9 эквивалентного фазового угла нагрузки, на другой вход которого поступает информаци  об угле of с выхода регул тора 8 о

Вычислитель 9 эквивалентного фазо вого угла нагрузки может быть реали- зова;н на микропроцессоре и реалиэу- ет вьфажение (2),,

С помощью вычитател  10 (фиг.2) формируют разность (с/ - с/ ) текущего значени  угла запаздывани  тока tf и посто нной величины c/J,, поступающей с выхода блока 16 пам ти.

С помощью вычитател  11 формируют разность ( - с/) посто нной величины о, поступающей с выхода блока 16 пам ти, и текущего значени  угла « управлени  тиристорами.

На выходе делител  14 формируетс  частное B/(o/j,-o), которое суммируетс 

с уставкой А с помощью Сумматора 12. С помощью умножител  15 формируетс  произведение величин (Aj, + B/«/o-of) и (c -t/ g). На выходе сумматора 13 получают величину текущего значени  эквивалентного фазового угла If нагрузки, соответствующего выражению (2)

Вычцсленное значение угла if сравниваетс  в блоке 7 с заданной величиной IfJ f котора  соответствует номинальному значению угла i/ данного электродвигател  о Если текущие значени  угла qij меньше заданного, то регул тор 8 уменьшает величину угла а

g о 5

Q

5

0

5

22

открывани  тиристоров, что повьппает напр жение на зажимах электродвигател  1 и приводит к компенсации, рассогласовани  между текущим и заданным значени ми угла (( о.

Если текущее значение угла i-fj больще заданного, то регул тор 8 дл  компенсации рассогласовани  увеличивает величину угла о/ „

Электропривод позвол ет оптимизировать коэффициент мощности любых асинхронных электродвигателей при любых моментах нагрузки и не требует дополнительной настройки при вводе в эксплуатацию, так как дл  любого двигател  в качестве задани  i, устанавливаетс  номинальное значение угла cf . Кроме того, стабилизаци  коэффициента мощности в процессе пуска асинхронного электродвигател  позвол ет осуществить, плавный разгон двигател  с ограничением пускового тока о

Таким образом, введение в электропривод вычислител  эквивалентного фазового угла нагрузки позвол ет стабилизировать величину if и величину коэффициента мощности, благодар  чему в сравнении с известным устройством , уменьшаетс  потребл ема  электроэнерги  о

Claims (1)

1. Формулаизобретени  

   Электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к выходам управл емого блока преобразовани  напр жений питающей сети, датчики перехода через нуль напр жени  питающей сети и тока асинхронного двигател , определитель угла запаздывани  тока, входы которого соединены с выходами упом нутых датчиков, и последовательно соединенные блок задани , блок сравнени  и регул тор, соединенный выходом с управл ющим входом блока преобразований напр жений питающей сети, о т т личающийс  тем, что, с ; целью снижени  потребл емой электрод- энергии за счет стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигател , введен двухвходовый вычислитель эквивалентного фазового угла нагрузки, снабженный двум  ил- читател ми, двум  сумматорами, делителем , умножителем и узлом пам ти посто нных величин с п тью выходами

   51

   при этом первые входы первого и второго аычитателей образуют входы вычислител  эквивалентного фазового угла нагрузки, подключенные соответственно к выходу определител  угла запаздывани  тока и к выходу регул тора , выходы первого и второго вы- читатепей подключены к первым входам умножител  и делител , выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного выхо

   671226

   дом с вторым входом умножител , выход которого подключен к первому входу второго сумматора, соответствую- с щие вькоды.узла пам ти посто нных величин подключены к вторым входам вычитателей, делител  и сумматоров, причем выход второго сумматора, образующий выход вычислител  зквивалент- 10 ного фазового угла нагрузки, подключен к другому входу блока сравнени .

   фие.г

   фигЗ