SU666622A1 - Система регулировани частоты вращени группы электродвигателей посто нного тока - Google Patents

Description

Датчик гока возбуждени  и преобразо ватель скорости вращени  осуществл ют преобразование измер емого параметра (ток возбуждени , скорость двигател ) в сигнал, поступающий на соответствующие элементы сравнени .

Эта система регулировани  обладает следующими недостатками: при регулировании скорости-в щироком диапазоне частот и при сохранении неизменной величины хока в контуре главного гока на малы скорост х увеличиваетс  относительна  дол  акт1гоных. потерь в подвод щих кабел х  корной цепи. Это приводит к неэкономичносгй использовани  системы регулировани  при широком диапазоне изменепи  скорости, ухудшению услови  коммутации на Mafibix скорост-ггх и уменьшению ресурса дв гагел .

Целью насто щего изобретени   вл ет с  улучшение энергетических покааагелей и надежносгк системы регулировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известную систему регулировани частоты вращени  группы электродвигаг-е- лей посто нного тока введен блок оптимизации энергетических параметров, BKJUO- чающий в себ  функииональный преобразо в&тепъ, функциональные преобразователи- ограничители, коммутирующий элемент, индикатор количества 1 нераторов и амплитудный селектор, Бходьг которого сое- дикены с задающими устройствами контуров регулнроваки  возбуждени  двигателей а выход со входом функционально1Ч преобразовател , один выход которого вклю- Ч8Н на один из входов регул торов стабилизированного тока контура главного тока а второй на один из входов функциональных преобраэовагелей-югранкчителей, другие входы которьгх через коммутирую™ Щйй элемент включены на выход  ндакатора KOfiipjecTBa генераторов, а вхо.аы последнего соединены с выключател ми контура главного тока, третьи входы упо1  нутых преобразователей-ограннчитвлей соединены с соотвеа-ствующими датчиками напр жени , а выходы с устройствами сравкеки  контуров регулировани  возбуждени  двигателей.

Введение в сисгему регулировани  часгогь вращени  группы злекгродвигателей блока оптимизации улучшает энергетн- ческие покаэатели и надежность указанной системы.

На чертежа представлена пранципналь на  схема с сгемьг регулировани  частоты врашени  группы электродвигагелей.

Представленна  система регулировани  состоит из контура главного тока 1, контуров 2, 3 регулировани  возбуждени  каждого из электродвигателей и блока оптимизации энергетических параметров 4 (обведены штриховой линией).

Контур главного тока 1 включает в себ  генераторы 5, 6 соединенные через выключатели 7, 8 с выпр мител ми 9, Ю, выход которых соединен с электродвигател ми 11, 12. Возбуждение генераторов осуществл етс  при помощи систем самовозбуждени  13, 14 и регул торовстабилизированного тока 15, 16, выходы которых соединены с выходом датчика тока 17.

Контур 2 регулировани  возбуждени  электродвигател  11 состоит из включенных в пр мой последовательности задающего устройства 18, устройства сравнени  19, регул тора мощности 20, устройства сравнени  21, регул тора- скорости 22, устройства сравнени  23, регул тора тока Возбуждени  24, возбудител  двигател  25; цепи обратной св зи по току возбуждени , включающей в себ  датчик тока возбуждени  26, выход которого подключен ко входу устройства сравнени  23; цепи обратной св аи по скорости, включающей в себ  тахогенератор 27, преобразователь скорости 28, выход которого подключен ко входу устройства сравнени  21; датчика напр жени  29, подключенного своим входом к. зажимам главной цепи элекгродвигагел  11, а выходом - на функциональный преобразователь-ограничигель 30 блока оптимизации энергетических параметров 4.

Контур 3 регулировани  возбуждени  электродвигател  12 иденгнчен по своему назначению контуру 2 и состоит из:, включенных в пр мой последс зательносги задающего устройства 31, устройства сравнени  32, регул тора мошносги 33, устройства -сравнени  34, регул тора скорости 35, устройства сравнени  36, регул тора гока воэбужденн  37, возбудител  двигател  38; цепи обратной св зи по току возбуждени , включающей в себ  датчик гока возбуждени  39, выход когорого подключен ко входу устройства сравнени  36; цепи обратной св зи по скорости, включающей в себ  тахогенерагор 40, преобразсшатель скорости 41, выход которого подключен на вход устройства сравнени  34; датчика напр ж1эни  42, подключенного своим входом к зажимам главной цепи электродвигател  12, а выходом - на фун циональный преобразовагель-юграничитель 43 блока оптимизации энергет1Г1еских параметров 4. В блок оптимизации энергетических па раметров 4 входит ам1глитудный селектор 44, на вход которого включены выходы задающих устройств 18 и 31 соответственно контуров 2 и 3 регулировани  возбуждений электродвигателей, а выход соединен со влодом функционального пре образовател  45. Выход функционального преобразовател  45 подключен к о.аному из входов функциональных преобразователей-ограничителей 30 и 43, на другие входы которых включен, коммутирующий элемент 46, на вход которого подключен индикатор количесг ва генераторов 47. Схема выполнена по принципу нелзменного тока. Это означает поддержание в контуре главного тока 1 неизменной вел чины тока. Дл  этого возбуждение раторов 5 и 6 осуществл етс  через системы самсеозбуждени  13 и 14 от регул торов стабилизированного тока 15 и 16, сигнал на вход которых поступает с датчика тока 17. В функции регул торов стабилизированного тока 15 и 16 входаг изменение возбуждени  генераторов 5 и 6 таким образом, чтобы независимо от нагрузки включенных в контур 1 электро двигателей 11 и 12 величина тока в контуре 1 сохран лась неизменной. При этом регулирование скорости электродвигателей 11 и 12 осуществл етс  изменением то ка возбуждени . Система регулировани  частоты вращени  построена таким образом, что управление каждым электродвигателем осуществл етс  независимо от своего задающего устройства. Так прп регулировании частоты вращени  электродвигател  11 сигнал с задающего устройства 18 поступает на вход устройства сравнени  19, на второй вход которого поступает сигнал с функционального преобразовател -ограничител  ЗО, представл ющего собой устройство отсечки, сигнал на выходе которого по в л етс  только при превыщенйи напр ж.ени- ем на электродвигателе заданного знач&ни . Заданное значенке напр жени  формируетс  по сигналу коммутирующего элемента 46 в зависимости от количества генераторов в контуре. Регул тор мощ ности 20  вл етс  пропорциональным звеном и при неизменном токе в  корной цепи , ограничива  напр жение на  коре элек тродвигател  11, обеспечивает ограи11че нив МОЩНОСТИ, то есть задание такого значени  скорости, которое бы обеспечивало допустимую мощность ка валу электродви-; гател . В устройстве сравнени  21 сигнал сравниваетс  по задаваемой скорости врашени  к действительной скорости, получаемой с тахргекератора 27 через преобразователь скорости 28. Необходимость в преобразователе скорости 28 определ етс  тем, что в качестве тахогенератора чаше всего используетс  генератор переменного тока, но при этом система регулирований работает по сигналам ного тока. В сравв; тающе.$ устройстве 23 сравниваютс  заданное и действигелькое значени  тока возбуждени  с датчика гока возбуждени  26. Выходной сигнал регул то ра тока возбуждени  24 поступает на вход преобразовател  электродвигател  25 и измен ет величшсу тока возбуждени  электродвигател  11. В рассматриваемой системе регулирсдаанй  используетс  прин цнп подчиненного регулировани . Точно Tastace работает н сисгема регулировани  электродвигател  12, Дл  р да элекгрс хркводов посто нного тока характерен широкий диапазон изменени  нагрузки на валу электродвигател . В случае применени  систем неизменного тока во всем диапазоне изменени  нагру- зек, при нагрузках вследствие увеличени  доли потерь в общем энергетическом балансе ухудшаютс  энергетические показатели электропривода. Исход  из этого , дл  улучшени  энергетического баланса производитс  изменение величины уставки тока в главном контуре 1 в зависимости от требуемой скорости вращени . Снижение величины стабилизированного тока в  корной цепи электродвигател  должно осуществл тьс  в зависимости or требуемой скорости вращени  (а значит и мощности на валу) наиболее загруженного электродвигател . Поэтому сигнал на снижение устааки по хоку формируетс  функциональным преобразсшателем 45, подключенным к выходу амплитудного сеектора 44, входы которого подключены задающим устройствам (18 и 31) всех электродвигателей контура. На выход амплитудного селектора 44 проходит максимальный сигнал задани . Функциональный реобразователь 45 формирует сигнал ка изменение уставки регул тора стабилизирбваннрго тока, поэтому один из его выходов соедин етс  с регулирующими входами регуллгоров стабилизированного тока 15 и 16. Функциональный преобразсеатель 45 в зависимости от вида нагрузочной характеристики электродвигател  может формировать любой закон изменени  выходногх сигнала на изменение уставки . Дл  обеспечени  ограничени  по мощ ности во всех режимах выход функциональнрго преобразсвател  45 подключаетс  к входам функциональных преобразователейограничителей 30 и 43 и осуществл ет соответствующее устанавливаемой величине тока в контуре ограничение напр жени . Технико-экономическа  эффективность от изобретени  складьгоаетс  из; улучщени  -энергетических показателей системы при работе электродвигателей на пониженных оборотах за счет уменьшени  потерь в сопротивлени х подвод щих кабелей и  корной цепи двигател ; увеличени  долговечности электродвигател  за счет улучшени  условий коммутации на пониженных оборотах, вследствие снижени  тока в  корной цепи и соответствующего увел{гче НИН потока возбуждени . Пре{1мущества изобретени  наиболее полно раскрываютс  на многовальном судне с энергетической устансжкой стабили- зированного тока, когда в контуре посто нного тока включаютс  однотипные по назначению электродвигатели. Такие схемы целесообразно использо вать на судах дл  обеспечени  хода судна при любом количестве генераторов в контуре. Ф О р мула изобретени  Система регулировани  частоты вращени  группы электродвигателей посто нног тока, главные цепи которых соединены по схеме неизменного тока, содержаща  контур главного тока, состо щий из генрраторов переменногчэ тока с системами возбуждени , регул торов стабилизированного тока, вьшр мителейг двигателей, к контуры регулировани  возбуждени  электродаигателей , в состав каждого из которых вход т регул торы тока возбуждени , скорости , мощности, устройства сравнени , задающее устройство, датчики, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей и надежности , в нее вреден €лок оптимизации энергетических параметров, включающий в себ  функциональный преобразователь, функциональные преобразователи-ограничители , коммутирующий элемент, индикатор количества генераторов и амплитудный селектор , входы которого соединены с задающими устройствами контуров регулировани  возбуждени  двигателей, а выход со входом функциональйого преобразовател , один выход которого включен на один из входов регул торов стабилизированного тоц контура главного тока, а второй - на одни из входов функциональных преобразователей-ограничителей , другие входы функциональных преобразователей-ограничителей через коммутирующий элемент включены на выход индикатора количества генератора , а нходы последнего соединены с выключател ми контура главного тока| третьи входы упом нутых преобразсдаателей-ограничителей соединены с соответствующими датчиками напр жени , а выходы-с устройствами сравнени  контуров регулировани  возбуждени  двигателей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Хайкин А. Б. Современные и перспективные электроходы и суда. Л., Судостроение , 197.1, с. .102-13О. 2.Журнал Ноп50 - Gchiffahri Sc/i /fbon-Haf€n ,N9 22, 1966, с. 1907. 3.Журнал 5chiff 8 На ben, Heft, fe 3, 1975i с. 2O3-2O4.