SU598205A1 - Устройство дл автоматического регулировани возбуждени синхронного электродвигател - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относитс  к области электротехники , а именно к регулированию режимов работы синхронных электродвигателей, питающихс  от промышленной сети переменного тока.

Предлагаемое устройство может примен тьс  преимущественно в установках с двигател ми средней и большой мощности, а также в установках с синхронными компенсаторами.

Применение предлагаемого устройства целесообразно , в частности, в прокатных цехах металлургических заводов, где синхронные двигатели (СД) используютс  дл  привода как производственных механизмов, так и преобразовательных агрегатов, и работают с измен ющейс  по времени нагрузкой на валу, причем изменени  нагрузки происход т часто и в значительных пределах.

В процессе эксплуатации, вследствие неблагопри тного сочетани  величины и продолжительности нагрузки на валу с величиной и продолжительностью реактивного тока, может произойти нагрев СД до опасной температуры. При этом возникает необходимость ограничивать нагрев СД, сохранив при этом услови  дл  выполнени  двигателем его основной задачи - вращени  приводимого механизма.

Известно устройство автоматического ограничени  перегрева путем регулировани  тока возбуждени  при возникновении перегрузки двигател  по току статора 1|. Недостаток утого устройства состоит в том, что одновременно с таким регулированием уменьщаетс  перегрузочна  способность СД. Известно также устройство дл  автоматического регулировани  возбуждени  СД, выполненное по системе подчиненного регулировани  и содержащее возбудитель , регул тор тока возбуждени  (РТВ), датчик тока возбуждени  (ДТВ), регул тор реактивного тока (РРТ), датчик реактивного тока (ДРТ), регул тор напр жени  (РН) и датчик напр жени  (ДН) 2.

С помощью указанных регул торов, включенных последовательно, осуществл етс  подчиненное регулирование соответствующих параметров: тока возбуждени , реактивного тока и напр жени  сети. Сигналы отрицательных обратных св зей подаютс  соответственно от ДТВ, ДРТ и ДН.

Дл  ограничени  перегрева СД в этом устройстве предусмотрено ограничение максимума тока возбуждени , введенное в РРТ через регул тор ограничени  тока возбуждени  (ОТВ). Вход OlfB зависит от величин среднеквадратичных токов статора и ротора , получаемых с выхода интегратора (И). На входе И сравниваетс  напр жение задани 

с действительными величинам полного тока статора и ротора. При превыизении последними заданной установки, И начинает интегрировать , переход  через нуль из «насыщенного состо ни , и воздействует н,а ОТВ, который ограничивает ток возбуждени .

При набросе нагрузки на, вал СД предусмотрена форсировка возбуждени  в функции квадрата активной составл ющей тока, а демпфирование колебаний ротора выполнено введением сигнал.а по производной от активного тока.

Активна  составл юща  тока снимаетс  с датчика активного тока (ДАТ) и вводитс  через квадратичный преобразователь и усилитель форсировки на вход РРТ. На этот же регул тор подаетс  производна  активного тока через дифференциальный регул тор (ДР).

РН выполнен с нелинейной характеристикой , что обеспечивает весьма низкий его коэффициент усилени  при изменении напр жени  сети в пределах до ±10/о и резкое увеличение коэффициента усилени  при изменении напр жени  сети более ± 10%. Благодар  этому, при нормальном режиме питающей сети (по напр жению ) РН практически в работе не участвует и РРТ обеспечивает работу неперегретого СД с реактивным током, величина которого соответствует величине сигнала 1рз на задающем входе РРТ.

Недостаток заключаетс  в том, что при срабатывании И и ограничении выходного сигнала РРТ, а следовательно, .и тока возбуждени , могут произойти следующие нежелательные  влени , снижающие надежность работы:

-при приложении значительной нагрузки со стороны вала СД может перейти в режим потреблени  реактивного тока из сети («индуктивный режим), что приведет к повыщению потерь в статоре и еще больщему нагреву СД, а при переменной нагрузке на валу - к колебани м и отклонени м напр жени  питающей сети;

-стабилизирующее действие сигналов, пропорциональных первой производной и квадрату активного тока, существенно уменьшаетс  или даже полностью исключаетс , что приводит к увеличению качаний ротора;

- устойчивость СД к нагрузкам со стороны вала уменьщаетс  и при больших нагрузках СД может выпасть из синхронизма, что приведет к недопустимому перегреву пусковой беличьей клетки или даже выходу ее из стро , а также к срабатыванию защит и отключению СД.

С целью повышени  надежности работы синхронного двигател  при /ударных нагрузках и ограничени  его нагрева в предлагаемом устройстве дл  автоматического регулировани  возбуждени  синхронного электродвигател  дополнительно к задающему входу регул тора реактивного тока подключен ограничитель сигнала задани , соединенный с выходом блока определени  нагрева обмоток двигател .

Ла чертеже изображено предложенное устройство дл  автоматического регулировани 

возбуждени  СД. Оно содержит возбудитель (В), регул тор тока возбуждени  (РТВ),

датчик тока возбуждени  (ДТВ), регул тор реактивного тока (РРТ), датчик реактивного тока (ДРТ).

JКроме этих элементов, в предлагаемом устройстве дл  достижени  поставленной цели к задающему входу РРТ подключен регулируемый ограничитель (О) сигнала задани  реактивного тока. Ограничитель О представл ет собой звено с характеристикой типа «регули0 руемое насыщение. К входу ограничител  О, управл ющему уровнем ограничени  (уставкой ограничени ), подключен выход блока определени  нагрева (БОН) обмоток СД.

Устройство работает следующим образом.

5 Если нагрев СД не достиг опасного (или заранее выбранного) значени , то уровень ограничени  сигнала задани  реактивного тока, создаваемый ограничителем О, достаточно велик и СД, обеспечива  выполнение своей основной задачи (вращение приводимого механизма), может работать с опережающим реактивным током, выполн   при этом по отношению к питающей электросети (ЭС) роль источника опережающей реактивной мощности. Желаема  величина реактивного тока СД при этом соответствует сигналу ГрзНа задающем входе РРТ и автоматически поддерживаетс  этим регул тором независимо от изменений нагрузки на валу.

Если в процессе эксплуатации, в результате неблагопри тного сочетани  величины и продолжительности нагрузки на валу с величиной и продолжительностью реактивного тока, произойдет нагрев СД до опасной или заранее выбранной (или заданной) температуры, то на выходе БОН по витс  соответствующий сигнал, который уменьшит уставку (уровень ограничени ) ограничител  О, что приведет к ограничению сигнала на задающем входе РРТ и соответствующему уменьшению реактивной составл ющей тока СД, а следовательно, к уменьшению потерь в СД и .снижению его нагрева. Ограничитель О может быть выполнен как со ступенчатым, так и с плавным регулированием уставки. Он может быть реализован с помощью стабилитронов, или диодов, подключаемых поодиночке или группами параллельно задающему входу РРТ по одной из известных

5 схем, либо с помощью операционного усилител , включенного также по одной из известных схем с регулируемым насыщением.

БОН также может быть выполнен как со ступенчатым, так и с плавно измен ющимс  выходным сигналом. Он может быть реализован с помощью электроконтактного термометра , либо термометра или термопары в комбинации с электронным мостом, либо с помощью любых других известных средств.

Claims (2)

1. Благодар  предложенной схеме подключени  ограничител  О, повыщйетс  использование перегрузочной способности, и, следовательно , устойчивость работы СД при ударной нагрузке со стороны вала, так как даже при полном ограничении (до нул ) сигнала на задающем входе РРТ, выходной сигнал этого регул тора ,  вл ющийс  задающим дл  РТВ и определ ющим собой величину тока возбуждени , может и будет автоматически увеличиватьс  под действием обратной св зи, осуществленной с помощью ДРТ. При этом не только повыщаетс  надежность работы СД за счет повышени  его устойчивости против выпадени  из синхронизма, но также исключаетс  возможность дополнительного нагрева за счет предотвращени  перехода в «индуктивный режим при больщих нагрузках на валу. Поскольку в предложенном устройстве изменени  нагрузки на валу СД не вызывают изменений его реактивного тока, то вредное вли ние СД на питающую сеть уменьшаетс  и качество электроэнергии улучшаетс  за счет уменьшени  колебаний и отклонений напр жени  питающей сети. Это обсто тельство повышает надежность работы также и остальных потребителей электроэнергии. Формула изобретени  Устройство дл  автоматического регулировани  возбуждени  синхронного электродвигаРР7

   чХи -42)

   тел , выполненное по системе подчиненного регулировани  и содержащее возбудитель, регул тор тока возбуждени , датчик тока возбуждени , регул тор реактивного тока и датчик реактивного тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы при ударных нагрузках и ограничени  нагрева электродвигател , к задающему входу регул тора реактивного тока дополните 7ьно подключен ограничитель сигнала задани , соединенный с выходом блока определени  нагрева обмоток двигател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 396785, кл. Н 02 h 7/08, 1971.
2. 2.При.менение синхронных электродвигателей в металлургическом электроприводе. Сб. «Электропривод, N° 5, jVi;, «Информэлектро, 1970 г., с. 85, рис. 3.

   SSH