SU1758820A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Использование в электроприводах металлургического производства Сущность повышение качества регулировани  частоты вращени  и оптимизаци  переходных процессов потока электродвигател  обеспе чиваетс  введением датчика 15 частоты вра щени  соединенного с регул тором 1 частоты вращени , электронного ключа 16 включенного между блоком 14 задани  на пр жени  и регул тором 1 частоты враще ни  Вход формировател  18 импульса подключен к первому блок-контакту автома тического выключател  12 Вход блока 19 контрол  напр жени  подключен к источни ку 13 питани  электродвигател  1 ил

Description

Изобретение относитс  к электротехнике а именно к автоматизированному электроприводу , и может быть использовано дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  посто нного тока за счет изменени  его тока возбуждени  при посто нном напр жении на  коре

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  электропривод с системой регулировани  потока электродвигател  посто нного тока с токоограничением, содержащий последовательно соединенные внешний регул торе блоком ограничени , регул тор производной потока и тиристорный возбудитель электродвигател  датчик производной потока и усилитель, соединенные с регул тором производной потока блок ограничени  тока  кор , блок отсечки по потоку и блок задани  уставки отсечки св занные с усилителем , а также блок задани  напр жени 

Система построена по принципу подчиненного регулировани  и содержит два контура ре улировани  внутренний - произ водной потока и внешний Базовыми эле ментами внутреннего контура  вл ютс  регул тор производной потока и датчик производной потока

Внутренний контур оптимизирует и регулирует производную потока электродви гател  Внешний контур регулирует и оптимизирует главный параметр (в приведенной системе таким параметром  вл етс  поток электродвигател ) и состоит из внешнего регул тора и главной обратной св зи Блок ограничени  внешнего регул тора вступает в работу при скачкообразных изменени х задани  на главный параметр и ограничивает темп изменени  потока При посто нстве напр жени  на  коре двигател  темп изменени  потока определ ет величину ускорени  (замедлени ) вращени  электродвигател  Если ограничение сигнала внешнего регул тора осуществл етс  в функции куба потока, то темп изменени  частоты вращени  будет иметь нелинейный

сл

1 сл

00 00

ю о

характер, а динамический  корный ток - посто нную величину.

Недостатком электропривода  вл ют с : низкое качество регулировани  частоты вращени ; низкий темп изменени  тока возбуждени  электродвигател  в переходных процессах, св занных с режимами включени  - выключени  (коммутации)автоматического выключател .

Действительно, в приведенном электроприводе отсутствует обратна  св зь по частоте вращени  и последн   регулируетс  косвенным образом, т.к. главным параметром управлени   вл етс  ток возбуждени  или поток электродвигател , что отрицательно сказываетс  на качестве переходных процессов скорости (в частности , на точности регулировани  и линейности статических характеристик).

Известно, что процесс изменени  тока возбуждени  от минимального до максимального значени  определ етс  ограничением сигнала на выходе внешнего регул тора и может длитьс  от долей до нескольких дес тков секунд. При вращении электродвигател  ограничение внешнего регул тора определ ет темп изменени  частоты вращени  и устанавливаетс  исход  из требований технологии и предельных параметров электродвигател . При отключенном  корном автоматическом выключателе ток возбуждени  электродвигател  устанавливаетс  равным 0 (дл  маховичного электропривода ), либо имеет величину, значительно меньшую номинального значени , а при его включении - равным максимальному (обычно номинальному) значению. Сразу после включени  автоматического выключател  в процессе увеличени  тока возбуждени  до максимального значени  система автоуправлени  осуществл ет запрет на вращение электродвигател  (разгон электродвигател  до основной частоты вращени  происходит обычно при максимальном потоке), что приводит при низких темпах повышени  тока возбуждени  к увеличению длительности разгона электродвигател  и снижению производительности электропривода (особенно при частых пусках электродвигател ). При авари х (например, при круговом огне на коллекторе электродвигател ) низкий темп снижени  тока возбуждени  может привести к усилению ее разрушительных последствий дл  электродвигател  или технологического оборудовани .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества регулировани  частоты вращени  и оптимизаци  переходных процессов потока электродвигател  в режимах коммутации автоматического выключател   корной цепи.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электропривод, содержащий электродвигатель ,  корна  обмотка которого подключена к источнику питани , последовательно соединенные внешний регул тор с блоком ограничени , регул тор производной потока , тиристорный возбудитель и обмотку возбуждени  электродвигател , датчик производной потока, подключенный к первому входу регул тора производной потока, усилитель, соединенный с вторым входом регул тора производной потока, блок ограничени  тока  кор  и блок отсечки по потоку , подключенные к соответствующим входам усилител , блок уставки отсечки, выход которого соединен с блоком отсечки по потоку, а также блок задани  напр жени ,

дополнительно введены датчик частоты вращени  электродвигател , подключенный к первому входу внешнего регул тора, автоматический выключатель  корной цепи с блок-контактами, электронный ключ, включенный между блоком задани  напр жени  и вторым входом внешнего регул тора, дополнительный источник питани , соединенный с третьим входом внешнего регул тора, формирователь импульса, вход которого

подключен к первому блок-контакту автоматического выключател   корной цепи, а выход соединен с третьим входом регул тора производной потока, блок контрол  напр жени , вход которого подключен к источнику питани  электродвигател , а выход соединен с управл ющим входом электронного ключа, а второй блок-контакт автоматического выключател   корной цепи подключен к управл ющему входу блока уставки отсечки, причем внешний регул тор выполнен в виде регул тора частоты вращени .

На чертеже представлена блок-схема регулируемого электропривода посто нного тока.

Электропривод содержит последовательно соединенные внешний регул тор 1 с блоком 2 ограничени , регул тор 3 производной потока, тиристорный возбудитель 4

и обмотку 5 возбуждени  электродвигател , датчик б производной потока, подключенный к первому входу регул тора 3 производной потока, усилитель 7, соединенный со вторым входом регул тора 3 производной

потока, блок 8 ограничени  тока  кор  и блок 9 отсечки по потоку, подключенные к соответствующим входам усилител  7, блок 10 уставки отсечки, выход которого соединен с блоком 9 отсечки по потоку, последовательно соединенные  корь 11

электродвигател , автоматический выключатель 12  корной цепи с блок-контактами и источник 13 питани  электродвигател , блок 14 задани  напр жени , св занный с внешним регул тором 1, датчик 15 частоты вращени  электродвигател , подключенный к первому входу внешнего регул тора 1, электронный ключ 16, включенный между блоком 14 задани  напр жени  и вторым входом внешнего регул тора 1, дополнительный источник 17 питани , соединенный с третьим входом внешнего регул тора 1, формирователь 18 импульса, вход которого подключен к первому блоку-контакту автоматического выключател  12  корной цепи, а выход соединен с третьим входом регул тора 3 производной потока, блок 19 контрол  напр жени , вход которого подключен к источнику 13 питани  электродвигател , а выход соединен с управл ющим входом электронного ключа 16, а второй блок-контакт автоматического выключател  12  корной цепи подключен к управл ющему входу блока 10 уставки отсечки.

Внешний контур регулирует и оптимизирует частоту вращени  электродвигател  и его базовыми элементами  вл ютс  внешний регул тор 1 (регул тор частоты вращени ), датчик 15 частоты вращени  и оптимизированный внутренний контур регулировани  производной потока. Блок 2 ограничени  внешнего регул тора 1 вступает в работу при быстрых изменени х сигналов задани  или обратной св зи по частоте вращени  и ограничивает темп изменени  частоты вращени  при работе электропривода в зоне выше основной скорости за счет ограничени  производной потока электродвигател .

Регул тор 1 частоты вращени  настраиваетс  таким образом, чтобы обеспечить оптимальные параметры перерегулировани , быстродействи  и динамического падени  скорости. Если в процессе установившегос  вращени  не вступает в действие отсечка по току  кор , то при использовании интегро- пропорционального (интегрирующего) регул тора 3 производной потока ошибка регулировани  по частоте вращени  отсутствует (статизм по скорости равен 0),

При превышении током  кор  двигател  уставки по току, установленной в блоке 8 ограничени  тока  кор , на выходе блока 8 по витс  сигнал, который через усилитель 7 воздействует на регул тор 3 производной потока с целью снижени  темпа ослаблени  пол  двигател  либо восстановлени  потока . Ток  кор  стабилизируетс  за счет снижени  его динамической составл ющей, В отдельных режимах работы электропривода

поток может превысить максимально допустимую величину (такой величиной обычно  вл етс  номинальный поток), В этом случае вступает в работу блок У отсечки не ноюку,

напр жение с выхода которого через усилитель 7 прикладываетс  к входу регул тора 3 производной потока таким образом, чтобы уменьшить величину потока. Отсечка по потоку компенсирует действие сигнала блока

0 8 ограничени  тока  кор , если величина потока превышает уставку, установленную потенциометром в блоке 10 уставки отсечки. Формирователь 18 импульса предназначен дл  ускоренного изменени  потока в

5 моменты включени -отключени  (коммутации ) автоматического выключател  12  корной цепи. При включении автоматического выключател  12 его блок-контакт запускает формирователь 18, формирующий импульс

0 заданной пол рности и калиброванной амплитуды и длительности,который поступает на вход регул тора 3 производной потока и воздействует на тиристорный возбудитель А таким образом, чтобы напр жение на нем в

5 течение действи  импульса было равно максимальному значению в выпр мительном режиме. При этом ток возбуждени  электродвигател  интенсивно нарастает. Длительность импульса выбираетс  такой, чтобы

0 после его окончани  ток возбуждени  был равен номинальному (максимальному). При выключении автоматического выключател  12 формирователь 18 формирует импульс такой пол рности, чтобы напр жение на ти5 ристорном возбудителе 4 было равно максимальному значению в инверторном режиме, а ток возбуждени  интенсивно уменьшалс  до заданного минимального значени . В простейшем случае формирователь 18 им0 пульса может содержать пассивное или реальное активное дифференцирующее звено, на вход которого поступает сигнал логического О или I в зависимости от включенного или отключенного состо ни 

5 автоматического выключател  12.

Изменение величины тока возбуждени  при коммутации автоматического выключател  12 осуществл етс  за счет соответствующего изменени  величины уставки блока

0 10 при воздействии на его вход блок-контакта автоматического выключател  12,

Одним из способов коррекции уставки  вл етс , например, шунтирование замыкающим блок-контактом отключенного авто5 матического выключател  12 части потенциометра задани  уставки, расположенного в блоке 10. Если замыкаетс  накоротко цепь между движком потенциометра и общей точкой, то ток возбуждени  устанавливаетс  равным 0. При включении автомагического выключател  12 его блок-контакт размыкаетс  и на вход блока 9 отсечки по потоку поступает максимальное напр жение , приложенное между движком потенциометра и общей точкой, а ток возбуждени  устанавливаетс  равным максимальному (обычно номинальному) значению .

Дл  удержани  потока на уровне максимального значени  после включени  автоматического выключател  12 при невращающемс  двигателе или в процессе его разгона до номинальной скорости на третий вход внешнего регул тора 1 подаетс  напр жение от дополнительного источника 17 питани , пол рность которого совпадает с пол рностью сигнала датчика 15 частоты вращени , при этом на выходе регул тора 1 формируетс  задание на увеличение потока, а поток ограничиваетс  на максимальном (номинальном) уровне за счет действи  отсечки по потоку в блоке 9.

Задание на скорость подаетс  после того , как напр жение на  коре электродвигател  достигнет (0,9-1) максимального (обычно номинального) значени . При этом блок 19 контрол  напр жени  формирует логический сигнал, поступающий на управл ющий вход электронного ключа 16. Последний замыкаетс  и на вход регул тора частоты поступает сигнал И3н от блока 14 задани  напр жени . Сигнал задани  на скорость Изс определ етс , как разность потенциалов блока 14 задани  напр жени  и источника 17 питани 

Изс Изн Иип

Пол рность напр жени  блока 14 выбираетс  такой, чтобы ток возбуждени  под действием этого сигнала уменьшалс .

Результаты испытани  электропривода на клети 360 стана 280 сортопрокатного цеха показали, что производительность стана 280 сортопрокатного цеха показали, что производительность стана увеличилась на 0,5% за счет увеличени  скорости прокатки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электропривод, содержащий электродвигатель ,  корна  обмотка которого подключена к источнику питани ,

   последовательно соединенные внешний регул тор с блоком ограничени , регул тор производной потока, тиристорный возбудитель и обмотку возбуждени  электродвигател , датчик производной потока,

   подключенный к первому входу регул тора производной потока, усилитель, соединенный с вторым входом регул тора производной потока, блок ограничени  тока  кор  и блок отсечки по потоку, подключенные к соответствующим входам усилител , блок уставки отсечки, выход которого соединен с блоком отсечки по потоку, а также блок задани  напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества регулировани  частоты вращени  и оптимизации переходных процессов потока электродвигател  в режимах коммутации автоматического выключател , внешний регул тор выполнен в виде регул тора частоты

   вращени  и в электропривод дополнительно введены датчик частоты вращени  электродвигател , подключенный к первому входу внешнего регул тора, автоматический выключатель  корной цепи с блок-контактами , электронный ключ, включенный между блоком задани  напр жени  и вторым входом внешнего регул тора, дополнительный источник питани , соединенный с третьим входом внешнего регул тора, формирователь импульса, вход которого подключен к первому блок-контакту автоматического выключател   корной цепи , а выход соединен с третьим входом регул тора производной потока, блок

   контрол  напр жени , вход которого подключен к источнику питани  электродвигател , выход соединен с управл ющим входом электронного ключа, а второй блок- контакт автоматического выключател   корной цепи подключен к управл ющему входу блока уставки отсечки.

   $

   ю

   kJ

   ±

   C2S2S