SU758447A2 - Dc electric drive with minimizing losses in motor - Google Patents
Dc electric drive with minimizing losses in motor Download PDFInfo
- Publication number
- SU758447A2 SU758447A2 SU772550836A SU2550836A SU758447A2 SU 758447 A2 SU758447 A2 SU 758447A2 SU 772550836 A SU772550836 A SU 772550836A SU 2550836 A SU2550836 A SU 2550836A SU 758447 A2 SU758447 A2 SU 758447A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- speed
- engine
- current
- input
- excitation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
Изобретение относится к регулируемому электроприводу постоянного тока и может быть использовано в электроприводах различных машин и механизмом, например в электроприводах прокатных станов, в судовых, транспортных электроприводах, и является 5 усовершенствованием известного электропривода, описанного в авт .св. № 663052.The invention relates to a controlled DC electric drive and can be used in electric drives of various machines and a mechanism, for example, in electric drives of rolling mills, in ship, transport electric drives, and is 5 improvement of the known electric drive described in ed. No. 663052.
В основном авт.св. № 663052 описан электропривод постоянного тока, в котором за счет поддержания оптимального соотношения между током в якорной цепи и потоком возбуждения обеспечивается минимизация потерь энергии в установившихся режимах и в переходных процессах. Известный электропривод постоянного тока с минимизацией потерь в двигателе содержит датчики тока возбуждения и напряжения на якоре, последовательно соединенные датчик скорости, функциональный преобразователь и блок перемножения с подклю·^ ченным к его второму входу датчиком тока якоря, а также регулятор возбуждения, к входу которого подключен блок интегрирования с тремя входами, которые соединены соответ2 ,ственно с выходом блока перемножения, с выходом датчика напряжения на якоре и с выходом датчика тока возбуждения 11J.Mainly auto No. 663052 describes a direct current electric drive, in which by maintaining the optimal ratio between the current in the armature circuit and the excitation flux, energy losses are minimized in steady-state conditions and in transient processes. The known direct current electric drive with minimization of losses in the motor contains excitation current and armature voltage sensors, a speed sensor, a functional converter and a multiplication unit with an armature current sensor connected to its second input, as well as an excitation regulator, to the input of which is connected an integration unit with three inputs that are connected, respectively, 2 with the output of the multiplication unit, with the output of the voltage sensor at the armature and with the output of the excitation current sensor 11J.
В этом электроприводе обеспечивается приближенное выполнение условия минимума потерь в двигателе где си — угловая скорость, с*';This drive provides approximate fulfillment of the condition of minimum losses in the engine where si is the angular velocity, s * ';
Iq — ток в якорной цепи двигателя, А;Iq - current in the motor anchor circuit, A;
Цд — внутреннее сопротивление якорной цепи двигателя, Ом;Cd - internal resistance of the motor anchor circuit, Ohm;
конструктивный коэффициент двигателя;engine design coefficient;
СО — поток возбуждения двигателя, Вб; переменный коэффициент, характеризующий зависимость потерь в стали от скоростиСО - motor excitation flow, Wb; variable coefficient characterizing the dependence of steel losses on speed
АРСт~ потери в стали двигателя, Вт;AR St ~ loss in engine steel, W;
Ιβ - ток возбуждения двигателя. А;Ιβ is the excitation current of the motor. A;
— сопротивление обмотки возбуждения двигателя, Ом.- resistance of the field winding of the motor, Ohm.
з 758447s 758447
Как известно, величина энергии потерь, выделяющихся в двигателе в течение переходного про-, цесса изменения скорости, существенно зависит от того, по какому закону осуществляется это изменение скорости во времени. Минимум энергии потерь в двигателе за время переходного процесса достигается, если при любой скорости и любом моменте статического сопротивления КД на валу двигателя так выбирать значения тока в якорной цепи и потока возбуждения двигателя (а значит, и момента, развиваемого двигателем), чтобы при выполнении условия (1) одновременно выполнялось следующее условие:As is known, the magnitude of the energy of losses emitted in the engine during the transition process, the process of changing the speed, significantly depends on the law by which this speed change in time occurs. The minimum energy of losses in the engine during the transition process is achieved if, at any speed and any moment of static resistance of the CD on the motor shaft, the values of the current in the armature circuit and the excitation flux of the engine (and, therefore, the moment developed by the engine) are chosen so that, under the condition (1) the following condition was simultaneously satisfied:
механические потери в двигателе, Вт; момент статического сопротивления на валу двигателя, Нм.mechanical losses in the engine, W; moment of static resistance on the motor shaft, Nm.
В случае, если момент сопротивления Μς является известной функцией скорости, а также известны зависимости &Ρμ₽.χ(α>) ;G(uj) и (ср) уравнение (2) неявно определяет однозначную зависимость оптимального потока возбуждения , а уравнение (1) определяет зависимость оптимального тока в якорной цепи от потока возбуждения «я опт' - I qoOTIf the moment of resistance Μς is a known function of speed, and the dependences & Ρμ₽.χ (α>) ; G (uj) and (cf) equation (2) implicitly determines the unambiguous dependence of the optimal excitation flux, and equation (1) determines the dependence of the optimal current in the armature circuit on the excitation flow “I opt” - I qoOT
Зная ^(αΛ,Οίω), дРмех(ω),ΐв (ф) и параметры двигателя по уравнению (3) можно рассчитать оптимальное значение тока, который должен протекать в якорной цепи двигателя в переходном процессе, как функцию скорости двигателя.Knowing ^ (αΛ, Οίω), dmech (ω), ΐв (ф) and the motor parameters according to equation (3), we can calculate the optimal value of the current that should flow in the motor armature in the transient process as a function of motor speed.
В описанном выше электроприводе в переходном процессе не обеспечивается автоматический выбор тока якоря и потока возбуждения в соответствии с условием (3), а следовательно, не обеспечивается автоматическое формирование оптимальной по минимуму энергии потерь диаграммы изменения скорости двигателя бо времени.In the above-described electric drive, in the transient process, automatic selection of the armature current and the excitation flux in accordance with condition (3) is not provided, and therefore, the automatic generation of an optimal minimum energy loss diagram of the engine speed change over time is not provided.
Целью изобретения является обеспечение автоматического формирования оптимальной по минимуму энергии потерь диаграммы изменения скорости двигателя во времени при известной зависимости момента сопротивления от скорости.The aim of the invention is the provision of automatic generation of an optimal minimum energy loss diagram of changes in engine speed over time with a known dependence of the resistance moment on speed.
Это достигается тем, что в электропривод по авт.св. № 663052, введены задатчик регулируемой интенсивности изменения скорости двигателя и последовательно соединенные нелинейный блок, предназначенный для воспроизведения гладкой монотонной функции скорости (3), и блок интегрирования с двумя входами с ограничением выходного сигнала, причем вход нелинейного блока соединен с датчиком скорости, второй вход блока интегрирования — с датчиком тока якоря, а выход интегратора включен на регулирующий вход задатчика интенсивности.This is achieved by the fact that in the electric drive according to ed. No. 663052, a variable speed controller of engine speed and a non-linear block designed to reproduce a smooth monotonic speed function (3), and an integration unit with two inputs with output signal limitation, the input of the non-linear block connected to the speed sensor, the second block input introduced integration - with an armature current sensor, and the integrator output is connected to the regulating input of the intensity adjuster.
Такое выполнение электропривода позволяет в переходных процессах при известной зависимости момента статического сопротивления 10 от скорости Мс(ш) формировать оптимальную по минимуму энергии потерь диаграмму изменения скорости двигателя во времени.This embodiment of the electric drive makes it possible in transients with a known dependence of the moment of static resistance 10 on the speed Мс (ш) to form an optimal diagram of the change in engine speed over time, which is optimal for minimizing the energy of losses.
На фиг. 1 дана структурная схема предлагав мого электропривода; на фиг. 2 представлены 15 соотношения между якорным током и потоком возбуждения; на фиг. 3 - нелинейные функции, воспроизводимые нелинейным блоком при различных зависимостях момента сопротивления от скорости.In FIG. 1 is a structural diagram of the proposed electric drive; in FIG. 2 presents 15 relationships between the armature current and the excitation flux; in FIG. 3 - nonlinear functions reproduced by a nonlinear block with various dependencies of the resistance moment on speed.
На фиг. 1 даны следующие обозначения: 1 - датчик скорости; 2 — функциональный преобразователь; 3 — блок перемножения;In FIG. 1 the following designations are given: 1 - speed sensor; 2 - functional converter; 3 - block multiplication;
— блок интегрирования с тремя входами;- an integration unit with three inputs;
— регулятор возбуждения; 6 — датчик тока 25 якоря; 7 — датчик тока возбуждения; 8 — датчик напряжения на якоре; 9 — задатчик регулируемой интенсивности изменения скорости привода; 10 — блок интегрирования с двумя входами с ограничением выходного сиг30 нала; 11 — нелинейный блок.- excitation regulator; 6 - current sensor 25 anchors; 7 - field current sensor; 8 - voltage sensor at anchor; 9 - adjuster of adjustable intensity of change of drive speed; 10 - integration unit with two inputs with output signal limitation; 11 is a nonlinear block.
На фиг. 2 кривые 12 и 13 являются оптимальными по минимуму потерь в двигателе соотношениями между якорным током и потоком возбуждения, полученными из уело35 вия (1) при разных скоростях двигателя.In FIG. 2, curves 12 and 13 are the optimal ratios between the armature current and the excitation flux obtained from equation (1) at different engine speeds to minimize the losses in the motor.
Кривые 14 и 15 аппроксимируют оптимальные зависимости (кривые 12 и 13) и представляют собой соотношения между током якоря и потоком возбуждения, которые имеют место 4θ в предлагаемом электроприводе при некотором выборе коэффициентов К^, Kj, КуCurves 14 and 15 approximate the optimal dependences (curves 12 and 13) and represent the relations between the armature current and the excitation flux, which take place 4 θ in the proposed drive with some choice of the coefficients K ^, Kj, Ku
На фиг. 3 крйвые 16 и 17 представляют типичные функции скорости ίοητ(ω) > воспроизводимые нелинейным блоком 11 для слу45 чаев постоянного момента сопротивления на валу М с-СОп<эЕ и вентиляторного момента соответственно, и полученных из выражения (3).In FIG. 3 curves 16 and 17 represent typical velocity functions ί οητ (ω)> reproduced by the non-linear block 11 for cases of a constant moment of resistance on the shaft М с-СОп <еЕ and fan moment, respectively, and obtained from expression (3).
Предлагаемый электропривод содержит поJ0 следовательно соединенные датчик скорости 1, функциональный преобразователь 2, блок перемножения 3, соединенный своим вторым входом с датчиком тока якоря 6, блок интегрирования 4 с тремя входами, подключенный 55 первым входом к выходу блока перемножения 3, и регулятор возбуждения 5, а также задатчик регулируемой интенсивности изменения скорости привода 9 и последовательно соединенные нелинейный блок 11 и блок интегри-.The proposed electric drive contains, according to J0, a speed sensor 1, a functional converter 2, a multiplication unit 3 connected by its second input to the armature current sensor 6, an integration unit 4 with three inputs connected 55 by the first input to the output of the multiplication unit 3, and an excitation regulator 5 , as well as a regulator of adjustable intensity of change of speed of the actuator 9 and series-connected non-linear unit 11 and the integ-.
7 рования 10 с двумя входами и с ограничением выходного сигнала. Блок интегрирования 4 подключен своим вторым входом к выходу Датчика 8 напряжения на якоре двигателя, а третий его вход связан с датчиком 7 тока возбуждения. Вход нелинейного блока И соединен с датчиком скорости 1, второй вход блока интегрирования 10 соединен с датчиком тока якоря 6, а выход блока интегрирования 10 включен на регулирующий вход задатчика интенсивности 9.7 10 with two inputs and with output limitation. The integration unit 4 is connected by its second input to the output of the voltage Sensor 8 at the motor armature, and its third input is connected to the excitation current sensor 7. The input of the nonlinear block And is connected to the speed sensor 1, the second input of the integration unit 10 is connected to the current sensor of the armature 6, and the output of the integration unit 10 is connected to the control input of the intensity adjuster 9.
Электропривод работает следующим образом.The electric drive operates as follows.
Сигнал с датчика скорости 1 поступает на вход функционального преобразователя 2 и нелинейного блока 11. Сигнал с выхода нелинейного блока 11 суммируется на входе интегратора 10 с сигналом, пропорциональным току якоря, и поступающим от датчика тока якоря 6. Выходной сигнал блока интегрирования 10, поступая на регулирующий вход задатчика интенсивности 9, управляет изменением скорости привода в переходных процессах. Интегратор 10 для предотвращения накопления на его выходе больших сигналов в статических режимах должен быть снабжен ограничителем выходного сигнала. Блок перемножения 3 осуществляет непрерывное перемножение двух сигналов — поступающего от датчика тока якоря 6 и поступающего от функционального преобразователя 2. На выходе блока перемножения 3 формируется сигнал, поступающий со знаком плюс и с коэффициентом К 4 на первый вход блока интегрирования 4. На второй его вход со знаком минус и с коэффициентом К поступает с датчика 8 сигнал, пропорциональный напряжению, приложенному к якорю двигателя, а на третий его вход со знаком минус и с коэффициентом поступает сигнал, пропорциональный току возбуждения от датчика 7. В предлагаемом электроприводе'при соответствующем выборе коэффициентов К^, К^, К, поддерживаются соотношения между током в якорной цепи и потоком возбуждения (кривые 14 и 15) весьма близкие к оптимальным (кривые 12 и 13), описываемым условием (1) Благодаря введению в схему электропривода нелинейного блока 11, блока интегрирования 10 и регулируемого задатчика интенсивности 9 в переходных процессах интенсивности изменения скорости двигателя автоматическиThe signal from the speed sensor 1 is fed to the input of the functional converter 2 and the non-linear block 11. The signal from the output of the non-linear block 11 is added to the input of the integrator 10 with a signal proportional to the armature current and from the armature current sensor 6. The output signal of the integration unit 10 the regulating input of the intensity adjuster 9 controls the change in drive speed in transients. The integrator 10 to prevent the accumulation of large signals at its output in static modes should be equipped with an output signal limiter. The multiplication unit 3 carries out the continuous multiplication of two signals - the armature 6 received from the current sensor and received from the functional converter 2. At the output of the multiplication unit 3, a signal is generated that comes with a plus sign and with a coefficient of K 4 to the first input of integration unit 4. To its second input with a minus sign and with a coefficient K, a signal is transmitted from the sensor 8, proportional to the voltage applied to the motor armature, and a signal proportional to the current the excitations from the sensor 7. In the proposed drive, with the appropriate choice of the coefficients K ^, K ^, K, the relations between the current in the armature circuit and the excitation flux (curves 14 and 15) are very close to optimal (curves 12 and 13) described by the condition (1) Due to the introduction of a nonlinear block 11, an integration unit 10, and an adjustable intensity adjuster 9 in transients, the intensity of the change in engine speed automatically
6 поддерживается такой, при которой будет иметь место выполнение условия (3) К 5 ~ ^ОПТ (ш) · Ку = θ6 is supported such that under which condition (3) will hold: K 5 ~ ^ OPT (w) · Ku = θ
Таким образом, в предлагаемом электроприводе при соответствующем выборе коэффициентов К|— К £ поддерживается минимум энергии потерь в двигателе в установившихся режимах в соответствии с условием (1), а также и в переходных процессах за счет автоматического формирования оптимальной диаграммы изменения скорости при одновременном выполнении условий (1) и (3).Thus, in the proposed drive with an appropriate choice of the coefficients K | - K £, the minimum energy loss in the engine is maintained in steady-state conditions in accordance with condition (1), as well as in transients due to the automatic formation of the optimal diagram of the change in speed while fulfilling the conditions (1) and (3).
В предлагаемом электроприводе, как показывают расчеты,, энергия потерь, выделяющихся в переходных процессах, уменьшается на 10-20% по сравнению со случаем, когда поток возбуждения в переходном процессе не. регулируется. Уменьшение потерь приводит к соответствующему уменьшению нагрева двигателя. Наибольший эффект может быть получен при использовании предлагаемого электропривода для механизмов с тяжелыми циклами работы. При этом может иметь место увеличение срока безотказной работы двигателя, · а также увеличение производительности механизма на 10—20% за счет лучшего использования приводного двигателя по нагреву.In the proposed electric drive, as calculations show, the energy of losses released in transients is reduced by 10-20% compared with the case when the excitation flux in the transient is not. is regulated. The reduction of losses leads to a corresponding decrease in engine heating. The greatest effect can be obtained by using the proposed electric drive for mechanisms with heavy duty cycles. In this case, there may be an increase in the engine uptime, · as well as an increase in the productivity of the mechanism by 10–20% due to the better use of the drive motor for heating.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772550836A SU758447A2 (en) | 1977-12-05 | 1977-12-05 | Dc electric drive with minimizing losses in motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772550836A SU758447A2 (en) | 1977-12-05 | 1977-12-05 | Dc electric drive with minimizing losses in motor |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU663052 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU758447A2 true SU758447A2 (en) | 1980-08-23 |
Family
ID=20736215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772550836A SU758447A2 (en) | 1977-12-05 | 1977-12-05 | Dc electric drive with minimizing losses in motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU758447A2 (en) |
-
1977
- 1977-12-05 SU SU772550836A patent/SU758447A2/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4037144A (en) | Control device for use in shunt motor | |
US4315203A (en) | Control system for induction motor-driven car | |
EP0217411A2 (en) | Apparatus for controlling electric vehicle using induction motor | |
KR940000302A (en) | Device for controlling torque generated from the drive unit of the vehicle | |
US4935686A (en) | Ac motor drive with switched autotransformer coupling | |
SU758447A2 (en) | Dc electric drive with minimizing losses in motor | |
US4675589A (en) | Method and device for producing a pulsed setting voltage | |
JPS6329512B2 (en) | ||
JPS61122078A (en) | Controller of motor type power steering device | |
JP3351244B2 (en) | Induction motor speed control method | |
US1361244A (en) | Power-transmitting apparatus | |
JPS6056362B2 (en) | Induction motor control circuit for trains | |
SU847474A2 (en) | Dc electric drive with minimizing losses in motor | |
JPH11235075A (en) | Flat linear induction motor | |
KR950014128B1 (en) | Inverter control circuit | |
SU892633A1 (en) | Device for control of electric motor with losses minimization | |
JP2923993B2 (en) | Motor control device | |
JPH06280992A (en) | Slip controller for automatic transmission | |
SU663052A1 (en) | Dc electric drive with minimizing losses in motor | |
SU1432705A2 (en) | D.c. electric drive with minimized loss in the motor | |
SU1582317A1 (en) | Dc electric drive | |
JPH02179289A (en) | Controller of motor | |
SU1198624A1 (en) | Variable-frequency induction electric drive | |
JPH07107781A (en) | Control circuit of v/f control inverter | |
SU838996A1 (en) | Device for control of induction electric motor rotor rotational speed |