SU600667A1 - Способ контрол синхронной скорости перевозбужденного гистерезисного электродвигател - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электрических машии, а имен;ю к уаравл емым гистерезисным электродвигател м, работа1ош,им в иеревозбуждеином режиме, и может быть использовано дл  контрол  их синхронной скорости.

Известны способы контрол  синхронной скорости перевозбужденного гистерсзисного электродвигател , основанные на фиксаиии изменени  тока, коэффициента мощности, активной или реактивной мощности электродвигател  при изменении его степени возоуждени , св занной с мгновенным (в пределах одного оборота) изменением синхронной скорости 1 и 2. Как известно, при увеличении степени возбуждени  гистерезисного электродвигател  уменьшаетс  потребл ема  им реактивна  мощность, что приводит к уменьшению тока, активной мощности, к увеличению коэффициента мощности и к.и.д. Наиболее онтимальным рабочим режимом, с точки зрени  энергетических характеристик,  вл етс  неревозбужденне электродвигател  до полной компенсации реактивной составл ющей тока. Повышение степени возбуждени  гистерезиского электродвигател  достигаетс  при этом уменьшением магнитного потока в синхронизме путем, нанример, уменьшени  напр жени  питани  2. Однако рабочий режим перевозбужденного гнстерезисного электродвигател  может оыть нарушен ирн изменении его сии.хроиной скорости из-за вариации iiaгрузки электродвигател , возмущени х со стороны источника иитани  и т. д. При этом резко y.vyдщaютc  эиергетические показатели рабочего режима электродвигател  (повышаетс  ток, иотребл ема  мощность, уменьшаетс  коэффициеит мощности и к.н.д.). Изменение синхронной скорости может быть незначительным (в пределах од-юго оборота), кратковременным и в дальнейшем электродвигатель может оставатьс  в синхронизме, рабоч11Й режим его нарущитс , нужно электродвигатель либо отключить, либо повторнть процесс неревозбуждеии . Согласно таким способам контрол  рабочего режима измер ют один из параметров, характер;1зующ 1Й рабочий режим (ток, мощность, коэффициент мощности), сравнивают его с заранее установленным уровнем этого параметра и ио величине и знаку отклонени  суд т о нарушении синхронно) скорости.

Недостатком этих способов  вл етс  то, что измеиеиие тока, мощиости, коэффицие}1та МОЩНОСТГ1 ири изменении крагности перовозбужденн  происходит монотонно, причем в зоне наиболее оптимальных коэфф1щие1 тов перевозбуждени  (в зоне полной компенсации реактивной составл ющей тока) изменение параметров незначнтельно. Это уменьшает

точность контрол . Другой недостаток состоит в том, что дл  реализации этих способов необходимо номестнть в силовую цепь двигател  или источников его нитани  2 датчики (резисторы, трансформаторы н т. д.) дл  фиксации на них контролируемых нараметров . Это снижает надежность электродвигател , а нодчас делает контроль вообще невозможным , еслн но каким-либо иричинам достун к цепи нитанн  электродвигател  закрыт (как, нанример, может быть в автоновном электронриводе гиронрибора).

Известен также способ контрол  синхронной скорости перевозбужденного гистерезисного электродвигател , основанный на измерении индукции внешнего магнитного нол  рассе ни  электродвигател , выделении из нее контролируемого сигнала и сравнении этого сигнала с сигналом уставки 3j. Такой способ наиболее близок по решаемой технической задаче к предлагаемому.

Недостатком способа  вл етс  мала  точность контрол  синхронной скорости.

Цель предложенного нзобретепн  - повышение точности контрол  рабочего режима неревозбуукдеиного гистерезисного электродвигател .

Согласно нредлагаемому снособу выдел ют составл юи;ую нндукцин внешнего магнитного пол  рассе ни  с частотой напр жени  питани  электродвигател , сравнивают фазы выделенного сигнала н ианр жепн  питани , формируют контролируемый сигнал, пропорциональный разности этих фаз, и по превышению контролируемого сигнала над cHiналом уставки суд т о синхронной скорости электродвигател .

На фнг. 1 изображен путь силовых линий внешнего магнитного нол  рассе ни  неревозбужденного гистеризисного электродвигател  до перевозбуладени  (а), при перевозбуждении (б) и при нарушении синхронной скорости (при потере дополнительной намагниченности ) ; на фиг. 2 дано изменение фазы тр, амнлитуды индукции В внешнего магнитного нол  рассе ни  и тока I при перевозоуждении гнстерезисного электродвигател  путем уменьшени  напр жени  в синхронизме; на фиг. 3- блок-схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

При применении скорости враш,ени  от нул  до синхронной фаза индукции внешнего магнитного пол  рассе ни  остаетс  практически пеизменной. При этом источником ее  вл етс  обмотка статора гнстерезисного электродвигател , направление снловых линий внешнего магнитного пол  рассе ни  показано па фиг. 1а. В синхронизме но мере снижени  напр жени  от Ui до 1/2 (дл  исследованного двигател  (, (72-24Б ток н ПС статора уменьшаютс , возрастает относительна  намагниченность ротора и нри напр жепии большем чем Uz, соответствуюш,нм полной комнепсации реактивной составл ющей намагннчивающей силы ротора, ротор

начинает выступать как источник намагничиваюгцей силы. Нри этом нанравленне внешних нолей рассе ни  с ротора мен егс  на нротивоположное, что приводит к практически скачкообразному изменению фазы индукции внешнего магнитного пол  рассе ни .

Наибольшее изменение фазы индукции внешнего магнитного пол  рассе ни  наблюдаетс  в области активного сло  ротора, что св зано с нреобрадаюш,ей долей нотоков рассе ни  ротора в этой зоне. Ь зоне лобовых частей обмоток изменение фазы меньше. Поэтому датчики измерени  индукции внешнего магнитного пол  рассе ни  следует помешать по

возможности волизн цилиндрической или торцевой иоверхности активного сло  ротора.

Аналогичные изменени  фазы индукции внешнего нол  рассе ни  наблюдаютс  и нри нарушении синхронной скорости (при развозбуждении ) гистерезисного двигател , когда из-за проскальзывани  ротора относнтельпо нол  статора он тер ет донолнительную намагнпченноеть , и основным источником, по вновь станов тс  статор, нри этом направление силовых линий индукции внешнего магнитного пол  рассе ни  мен етс  на нрогивоноложное , что приводит к скачк)- фазы нол . Сущность сиосооа сводитс  к следующему. Нри увеличении стеиени возбуждени  электродвигател  (например, путем уменьшени  напр жени ) измер ют сигнал нндукции внешнего магнитного пол  рассе пи  электродвигател , выдел ют сос1авл юшую индукцпп с частотой папр укеии  питани , сравнивают

фазы выделенного сигнала и напр жени  нитани , формируют контролируемый сигнал, нропорциональпый разности этих фаз и ввод т сигнал уставки. Ьсли в момент уменьшени  напр жени  нитанн  электродвигатель находитс  в синхронизме, то стенень его возбуждепп  возрастает, фаза впешпего нол  нзмсн етс  скачком, что прпводит к заметпому изменению разности фаз сигнала внешнею пол  и напр жени  питани , и к превышению

этого сигнала сигнала уставки. Ьсли же в момент уменьшени  напр жени  гистерезисный электродвигатель вращалс  не с синхронной скоростью, то он не перевозбуждаетс , фаза индукции внешнего нол  нрактически не мен етс  и разность фаз не превышает напр жени  уставкн. Это свидетельствует о том, что двигатель не вошел в синхрониз х.

Еслн в процессе работы перевозбужденного электродвигател  скорость вращени  мен етс , то ротор проскальзывает относительно пол , двигатель тер ет избыточную стенень возбуждени , происходит скачкообразное изменение фазы индукции внешнего магнитного пол  рассе ни , контролируемый сигнал

становитс  меньше сигнала уставки, что свидетельствует о нарушении синхронной скорости электродвигател .

Дл  одного из исследованных гистерезисных электродвигателей нри изменении напр жени  с 25 до 24 В фаза индукцни внешнего

пол  изменилась на 150 эл. град., а при кратковременном выходе этого двигател  из синхронизма при В изменение фазы - 120-150 эл. град.

Измерение такого уровн  изменени  фазы может быть достаточно просто реализировано , например, устройством, блок-схема которого показана на фиг. 3.

Гистерезисный электродвигатель 1 создает внешнее магнитное поле рассе ни , которое измер етс  датчиком 2. Сигнал с датчика 2 подаетс  на пропускающий фильтр 3 на частоте напр жени  питани  и далее на один из входов измерител  фаз 4. На другой вход измерител  фаз 4 через фильтр первой гарМОНИКИ 5 подключено напр жение питани  электродвигател  1. Сигнал с выхода измерител  фаз 4 формируетс  в устройстве 6 в сигнал посто нного тока, пропорциональный разности фаз индукции и напр жени  питани , и в устройстве сравнени  7 сравниваетс  с наперед заданным напр жением узла уставки 8. По величине и знаку отклонени  выходного напр жени  устройства сравнени  7, которое измер етс  индикатором 9, контролируют синхронную скорость перевозбужденного гистерезисного электродвигател .

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом.

До перевозбуждени  электродвигател  (в пусковом или синхронном режиме) измер етс  сигнал индукции внешнего магнитного пол  рассе ни  датчика 2. Сигнал с выхода датчика 2 через фильтр 3 подаетс  на один из входов измерител  фаз 4, где его фаза сравниваетс  с фазой первой гармоники напр жени  питани . Выходной сигнал измерител  фаз 4 формируетс  в устройстве 6 в напр жение посто нного тока, амплитуда которого пропорциональна разности фаз, и подаетс  на устройство сравнени  7. Измен   величину и знак сигнала уставки 8, добиваютс  полной компенсации контролируемого сигнала, о чем суд т по индикатору 9. При перевозбуждении гистерезисногц электродвигател  происходит скачкообразное изменение фазы индукции внешнего магнитного пол  рассе ни , что приводит к изменению разности фаз этого сигнала и нанр жени  питани , и к превышению контролируемого сигнала под сигналом уставки 8. На индикаторе 9 по вл етс  напр жение , свидетельствующее о наступлении рабочего режима.

При нарушении рабочего режима фаза внешнего пол  мен етс  скачком, при этом знак изменени  фазы противополол ен тому, который имеет место при перевозбуждении и примерно равен ему по амплнтуде. О нарушении рабочего режима свидетельствует уменьшение показаний индикатора 9.

Предложенный способ позвол ет повысить точность контрол  рабочего режима перевозбужденного гистерезисного электродвигател .

Claims (3)

1.Гуров Г. И. и др. Способы перевозбуждени  гистерезисных гироскопнческих электродвигателей . В сб.: «Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследопательских работ .:а 1968-1969 г.т.. Секци  электромеханическа . Подсекци  электрических машин и преобразователей автономных электросистем., м ., МЭП, 1969, с. 121-124.

2.Маст ец П. 3.. Орлов И. И. Гистерезисные электродвигатели, Ч. 1, М., МЭП, 1963. с. 188-208.

3.Авторское свидетельство СССР Л 173486, кл. С 01Р 3/54, 1963.

1,г.

005