SU1474819A1 - Устройство дл контрол асинхронного хода синхронного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и чувствительности. С этой целью в устройство дл  контрол  асинхронного хода синхронного электродвигател  введены блок 10 измерени  приращени  активной мощности, элементы НЕ 11 и 13, элемент ИЛИ 12, формирователь импульсов 16, счетчик 15 и реле 17 и 18 асинхронного и синхронного хода соответственно. Входы реле 17 и 18 соединены с пр мым и инвертирующим выходами RS - ТРиггЕРА 14. Выход формировател  16 подключен к счетному входу счетчика 15, к третьему и первому входам логических элементов И 6 и 8. Первый вход элемента И 6 и второй вход элемента И 8 через формирователи импульсов 5 и 7 соединены с соответствующими выходами датчика 4 напр жени  обмотки возбуждени  2 синхронного двигател  3, питаемой от тиристорного возбудител  1. Четвертый и третий входы элемента И 8 соединенны соответственно с выходами счетчика 15 и элемента ИЛИ 12, входы которого через элементы НЕ 11 и 13 подключены к выходам блока 10, вход которого соединен с выходом блока 9 измерени  активной мощности, включенного на зажимы обмотки синхронного двигател  3. В режиме асинхронного хода осуществл етс  контроль за длительностью нахождени  двигател  3 в асинхронном режиме. Зат нувшийс  пуск в этом режиме отсчитываетс  от момента подачи напр жени  на статор двигател . При подачи возбуждени  на обмотку 2 реле 17 не прекращает отсчет времени. Его срабатывание происходит лишь после по влени  устойчивого синхронного режима. Признаком указанного режима  вл етс  отсутствие приращени  активной мощности на выходах блока 10, наличие положительного напр жени  на выходе тиристорного возбудител  1 и соответствующа  выдержка времени счетчика 15. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

1

изобретение относитс  к электротехнике , а именно к системам контрол  режимов синхронных электродвигателей .

Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - принципиальна  схема блока приращений активной мощ- ности; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  контрол  асинхронного хода синхронного электродвигател  содержит тиристорный возбудител 1 (фиг. Неподключенный к обмотке 2 возбуждени  синхронного электродвигател  3. Параллельно обмотке 2 возбуждени  электродвигател  своими входами подключен датчик 4 напр жени  ротора, первьй выход которого через первый формирователь 5 импульсов подключен к первому входу первого логического элемента И 6. Второй выход датчика 4 напр жени  ротора через второй формирователь 7 импульсов подключен к второму входу второго логического элемента И 8. Выход блока 9 измерени  активной мощности под

0

5

ключей к входу блока 10 измерени  приращений активной мощности, первый выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И 6 и через первьй логический элемент НЕ 11 к одному входу логического элемента ИЛИ 12, выходом подключенного к третьему входу второго логического элемента И 8.

Второй выход блока 10 измерений приращений активной мощности через второй логический элемент НЕ 13 соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 12.

Выход первого логического элемента И 6 подключен к R-входу RS-триггера 14 и к входу Сброс счетчика 15 импульсов. Счетный вход счетчика 15.третий вход первого логического элемента И 6 и первьй вход второго логического элемента И 8 подключены к выходу третьего формировател  16 импульсов. Выход счетчика импульсов 15 подключен к четвертому входу второго логического элемента И 8, а его выход соединен с входом 5 триггера 14. Неинвертирующий выход триггера 14 подключен к входу исполнительного реле 17 асинхронного хода,а инвертирующий выход триггера 14 под- ключей к входу исполнительного реле ,- синхронного режима 18.

Блок 10 измерени  приращений активной мощности содержит дифференцирующую цепь 19 (фиг. 2), подключенную к входу масштабного усилите- JQ л  20, образующему вход блока 10. Выход усилител  через первый диод 21 подключен к входу первого формировател  22 импульсов.

Выход масштабного усилител  2015

через второй диод 23 подключен к входу инвертирующего усилител  24, выход которого через третий диод 25 подключен к входу второго формирова- тел  26 импульсов. Выходы формирова- 20 телей импульсов 22 и 26 образуют соответственно первый и второй выходы блока 10.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

В режиме асинхронного пуска,(диаграммы фиг. За-и) обмотка 2 возбуждени  синхронного электродвигател  3, замкнута на пусковой резистор (рас- jg положен в тиристорном возбудителе 1 и на фиг. 1 не приведено) и активна  мощность Р на зажимах электродвигател , измеренна  блоком 9, кот леблетс  с двойной частотой скольжени  (фиг. За). Напр жение Uu. на зажимах обмотки 2 возбуждени  измен етс  с частотой скольжени  (фиг, Зб) и после прохождени  датчика напр жени  ротора 4, первого 5 и второго 7 4Q формирователей импульсов преобразуетс  в импульсную последовательность (фиг. Зг, е).

Положительные полуволны напр жени  ротора формирует второй формиро- ватель 7 импульсов, а отрицательные - первый формирователь 5 импульсов. Блок 10 измерени  приращений активной мощности формирует на своем первом выходе импульсную последователь- ность (фиг. Зв), соответствующую положительным приращени м активной мощности +&Р. На втором выходе блока 10 формируетс  импульсна  последовательность , соответствующа  отрицательным приращени м активной мощное-i ти -&Р.

Информационным признаком дл  вы влени  асинхронного хода  вл етс 

35

-

Q

5

0

5

g Q

5

наличие положительного приращени  активной мощности +ДР на зажимах статора электродвигател  3, наличие отрицательного напр жени  на зажимах обмотки возбуждени  (относительно пол рности напр жени  возбуждени  при установившемс  синхронном режиме ) и их временное совпадение. Этот алгоритм вы влени  асинхронного хода реализуетс  на первом логическом элементе И 6, выходной сигнал (фиг. Зд) которого, поступа  на R-вход триггера 14, вызывает срабатывание исполнительного реле 17 асинхронного хода (фиг. Зз). Исполнительное реле 17 асинхронного хода с выдержкой времени (обычно выдержка времени составт л ет 10-20 с) выдает сигнал на отключение электродвигател  от сети.

Если за врем  выдержки исполнительного реле асинхронного хода двигатель вошел в синхронизм (подача возбуждени  в момент tb), то опрокидывание триггера 14 происходит следующим образом. Отсутствие приращений активной мощности (соответствует установившемус  значению активной мощности Р,., фиг. За, к) вызывает формирование сигнала нулевого уровн  на обоих выходах блока 10 и после прохождени  логических элементов НЕ 11, 13 и ИЛИ 12 логическа  единица по вл етс  на третьем входе второго логического элемента И 8.

Одновременно с исчезновением импульса на выходе элемента, что соответствует отсутствию положительного приращени  активной мощности +&Р, запускаетс  счетчик 15 импульсов. Счетные импульсы поступают от третьего формировател  16 импульсов на счетный вход счетчика 15, первый вход элемента И 8 и третий вход элемента И 6. Третий формирователь 16 импульсов вырабатывает пр моугольные импульсы из напр жени  питающей сети, которые следуют с частотой 50 Гц. Импульс на выходе (соответствующий требуемой выдержке времени) счетчика 15 по вл етс  с выдержкой времени to и подаетс  на четвертый вход логического элемента И 8. При наличии положительного импульса на втором входе элемента И 8 на его выходе по вл етс  сигнал (фиг. Зж), который опрокидывает триггер 14 и исполнительное реле 18 синхронного режима

51

срабатывает (фиг. Зи), сигнализиру  о нормальном режиме электродвигател  (загораетс  соответствующа  лампа на щите управлени  или на мнемосхеме ).

Информационным признаком при вы влении синхронного режима  вл етс  отсутствие колебаний активной мощности , наличие положительного посто нного напр жени  на обмотке возбуждени , временное соответствие указанных параметров за период времени t0.

Блок 9 измерени  активной мощности должен быть безынерционным. В качестве измерительного органа этого блока может быть выбран орган на основе датчика Холла.

Блок 10 измерени  приращений активной мощности работает следующим образом. Сигнал (фиг. За) с выхода блока 9 измерени  активной мощности содержит составл ющую с двойной частотой скольжени , котора  проходит через дифференцирующую цепь 19 и усиливаетс  масштабным усилителем 20. На выходе масштабного усилител  20 посто нна  составл юща  сигнала (фиг. За) отсутствует. Положительна  полуволна сигнала на выходе масштабного усилител  20, соответствующа  положительному приращению активной мощности +ЛР, через диод 21 поступает на четвертый формирователь 22 импульсов, на выходе которого выдел етс  последовательность пр моугольных импульсов (фиг. Зв) с длительностью , равной длительности полупериода колебаний активной мощности . Длительность полупериода колебаний активной мощности увеличиваетс  по мере увеличени  скорости вращени  ротора синхронного электродвигател  3 (при асинхронном пуске) и достигает максимально посто нной величины на подсинхронных оборотах (установившийс  асинхронный режим без возбуждени ).

Отрицательна  полуволна сигнала на выходе масштабного усилител  20, соответствующа  отрицательному приращению активной мощности -ЛР, через диод 23 поступает на инвертирующий усилитель 24. Положительный сигнал с выхода инвертирующего усилител  24 через диод 25 поступает на п тый формирователь 26 импульсов, на выхо748196

де которого выдел етс  последовательность положительных пр моугольных импульсов, соответствующих отрица- I тельным приращени м активной мощности -ЬР.

Калибровка масштабного усилител  20 производитс  при отсутствии входного сигнала (выставл етс  нулевой

Ю сигнал на выходe)i и подаче синусоидального сигнала с частотой 0,5- 10 Гц.

При устойчивом асинхронном режиме с возбуждением (выпадение синхронно15 го двигател  из синхронизма по причине снижени  уровн  питающего напр жени , увеличение момента сопротивлени  механизма, кратковременное исчезновение напр жени  возбуждени 

2о в результате срабатывани  АВР в цепи возбуждени  и др. фиг. Зк-о) длительности положительной (t, ) и отрицательной (tj) полуволн напр жени  на обмотке возбуждени  резко отличаютс 

25 (фиг. Зн). Работа схем (фиг. 1 и 2) в этом режиме не отличаетс  от описанной . При этом длительность t0 t

Чувствительность вы влени  асинхронного режима с помощью устройства .

30 обеспечиваетс  за счет использовани  комплексного информационного признака асинхронного хода (временное соответствие положительного приращени  активной мощности и отрицательного напр жени  на обмотке возбуждени ) и комплексного информационного признака синхронного режима (отсутствие приращений активной мощности, наличие положительного напр жени  на

40 обмотке возбуждени  за определенный промежуток времени t0). Эти информационные признаки взаимосв заны и учитывают тот факт, что каждому изменению пол рности напр жени  на

45 обмотке возбуждени  соответствует по вление положительного приращени  активной мощности +ДР. Однако не каждому положительному приращению активной мощности +йР соответствует

gQ изменение пол рности напр жени  на обмотке возбуждени  (Это предусмотрено в алгоритме функционировани  устройства ). Наилучшие результаты дает использование данного устройства

,-5 дл  привода механизмов со спокойной нагрузкой на валу (вентил торы, воздуходувки , центробежные насосы, центробежные компрессоры и др.).Работа устройства при циклической нагрузке

35

1 К

на валу (например, поршневые компрессоры и др.), когда в синхронном режиме имеютс  всплески активной мощности, возможна. Но при этом ве- личина выдержки t0 должна быть выбрана с учетом длительности цикла изменени  нагрузки на валу синхронного электродвигател .

Claims (2)

1. Устройство дл  контрол  асинхронного хода синхронного электродвигател , содержащее блок измерени  мощности, предназначенный дл  подключени  входами к статорной обмотке контролируемого синхронного электродвигател , тиристорньй возбудитель дл  подключени  к обмотке рото- ра синхронного электродвигател , датчик напр жени  ротора, подключенный входами к выводам тиристорного возбудител , первый выход датчика напр жени  ротора через первый форми- рователь импульсов подключен к первому входу первого логического элемента И, второй выход датчика напр жени  ротора через второй формирователь импульсов подключен к второму входу второго логического элемента И, выход которого подключен к S-входу RS-триг- гера, R-вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, третий формирователь импульсов, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности , оно снабжено блоком измерени  приращений активной мощности, первым и вторым логическими элемен- тами НЕ, логическим элементом ИЛИ, счетчиком импульсов, исполнительным реле асинхронного хода, исполнитель- ным реле синхронного хода, а второй логический элемент И снабжен четвер- тым входом, причем первьй выход блока измерени  приращений активной мощности подключен к второму входу первого логического элемента И и через

8

первый логический элемент НЕ - к одному входу логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом второго логического элемента И, второй выход блока измерени  приращений активной мощности через второй логический элемент НЕ соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ, вход блока измерени  приращений активной мощности подключен к выходу блока измерени  мощности, третьи формирователь импульсов выходом подключен к третьему входу первого логического элемента И, счетному входу счетчика импульсов и первому входу второго логического элемента И, четвертьй вход которого соединен с выходом счетчика импульсов , установочный вход счетчика импульсов соединен с выходом первого логического элемента И, а неинвертирующий и инвертирующий выходы RS- триггера соединены с входами исполнительных реле асинхронного и синхронного хода соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок измерени  приращений активной мощности содержит дифференцирующую цепь, масштабный усилитель, инвертирующий усилитель, два формировател  импульсов , диоды, причем дифференцирующа  цепь подключена к входу масштабного усилител , образующему вход блока измерени  приращени  активной мощности , выход масштабного усилител  через один диод подключен к входу одного из формирователей импульсов, вход инвертирующего усилител  через второй диод подключен к выходу масштабного усилител , выход инвертирующего усилител  через третий диод подключен к входу второго формировател  импульсов, выходы которых образуют соответственно первьй и второй выходы блока измерени  приращений активной мощности.