Способ демпфирования колебаний синхронного двигателя преобразовательного агрегата

Способ демпфирования колебаний синхронного двигателя преобразовательного агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ( электроприводах производственных механизмов , работающих с ударной нагрузкой , выполненных по системе генератор - двигатель с вращением генератора от синхронного двигателя с регулируемым возбуждением. Цель - повышение надежности работы синхронного двигателя. Устройство содержит блок измерения электромагнитной мощности, выполненный на базе множительного блока 8, блок измерения статической нагрузки на баче множительного блока 11, выходы их подключены к суммирующему элементу 7, выход которого подключен к регулятору 5 тока возбуждения синхронного двиглтеля 1. Дополнительно контролируют ток возбуждения датчиком 15 и по его сигналу обратно пропорционально квадрату среднеквадратичного тока возбуждения изменяют величину контролируемой мощности , в функции которой осуществляют регулирование тока возбуждения. 2 ил. Ј рягА, О5 О1 оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .. СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ респуБлин (51)5 Н 02 Р 9 14

Щ, !. РВАq++

ИМ; !, ь:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1487145 . (2 ) .4670128/07 (22) 25.01.89 (46) 30,01.91. Бюл. Р 4 (71) !1агнитогорский горно-.металлургический инстит ут им. Г.И. Носова (72) Г.П. Корнилов, Г.В. !!!урыгина, И.В.. Сидоров и А.С..Карандаев (53). 6 2=83:.621.31б,7!8.5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1487145,. кл. Н 02 Р 9/14, 1988. (54) СПОСОБ . ДЕМПФ!!РОВАНИЯ; КОЛЕНА!!ИЙ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕ.!1Я ПРЕОБРАЗОВЛТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к. электро.технике и может. быть использовано в электроприводах производственных ме— .каиизмов., работающих с ударной HQ грузкой, выполненных по системе генератор — двигатель .с врап!ением гене„„Я0„„1624658 А 2

2 ратора от синхронного двигателя с регулируемым возбуждением. Цель — повышение надежности работы синхронного двигателя. Устройство содержит блок измерения электромагнитной мощности, выполненный «а базе множительного блока 8, блок измерения статической нагрузки на базе множительного блока 11, выходы их подключены к суммирующему элементу 7, выход которого подключен к регулятору 5 тока возбуждения синхропшого двигателя 1. Дополнительно контролируют ток возбуждения датчиком 15 и по erî сигнал у обратно пропорционально квадрату среднеквадратичного тока возГ>уждения изменяют величину контролируемой мощности, в фуш;дии которои осуществляют регулирование тока возбуждения °

2 ил. !

1624658

Изобретение относится к электро-. технике и может бить использовано в электроприводах производственных механизмов, работающих с характерным ударным изменением нагрузки, выполненных IIO системе генератор — двигатель постоянного тока с вращением генератора от синхронного двигателя с регулируемым возбуждением, и явля- !О ется дополнительным к . авт. св.

Р 1487145.

Целью изобретения является повыщение надежности работы синхронного двигателя. 15

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для демпфирования колебаний синхронного двигателя преобразовательного агрегата для реализации способа; на фиг. 2 — характеристика 20 оптоэлектронной пары — зависимость выходного сопротивления R>ö фотарезистора от входного тока I „ светового .излучателя. Характеристика по-! строена в относительных единицах. 25

Устройство для демпфирования колебаний содержит синхронный двигатель .1 (фиг. 1), вал которого механически соединен с валом генератора 2, якорная цепь которого соединена с якорной 3р цепью двигателя 3 постоянного тока, Устройство содержит также тиристорный возбудитель 4, соединенный с цепью ротора синхронного двигателя 1, К входу тиристорнога возбудителя 4 подключен регулятор 5 тока возбуждения, вход которого соединен с выходом элемента 6 сравнения. Первый вход элеэлемента 6 сравнения соединен с выходом сумирующего элемента 7, инвер- 40 тирующий вход которого соединен с вы- ходом первого множительного блока 8, входы которого соединены соответственно с BbIxopGMH датчика 9 напряжения и датчика 10 тока, включенных в цепь статора синхронного двигателя 1, Пря, .мой вход суммирующего элемента 7 соединен с выходом второго множительного блока 11, входы которого подключены соответственно z выходам датчика 12 напряжения и датчика 13 тока якорной цепи двигателя 3. Второй вход элемента 6 сравнения соединен с входом квадратичного преобразователя 14 и с выходом датчика 15 тока возбуждения, включенного в цепь ротора синхронно. го двигателя 1. Третий вход элемента 6 сравнения соединен с выходом блока 16 задания тока возбуждения, Выход квадратичного преобразователя

14:соединен с входом фильтра 17 низкой частоты, выход которого соединен со световым излучателем 18, .входящим в состав оптоэлектронной пары 19, Фоторезистор 20, также входящий в состав оптоэлектронной пары !9, включен в цепь обратной связи суммирующего элемента 7.

Устройство (фиг.1), реализующее способ демпфирования колебаний, работает следующим образом.

С выхода первого множительного блока 8 на инвертирующий вход суммирующего элемента. 7 поступает сигнал электромагнитной мощности синхронного двигателя (СД), пропорциональный электромагнитному моменту М инхронноA

rо двигателя 1. С выхода второго множительного блока ll на второй вход элемента 7 поступает сигнал Р г, пропорциональный моменту М статичЕской нагрузки на валу синхронного двигателя 1, В режиме вращения двигателя 1 на холостом ходу P "- Р„ О. Поэтому управляющий сигHcUI ()p)на входе суммирующего элемента 7 равен нулю. На входах элемента 6 сравнения осуществляется сравнение заданного I „и фактического I токов возбуждения °

В момент ударного приложения нагрузки на валу двигателя 3 на выходе множительного устройства .11 появляется сигнал P©>, пропорциональный моменту Е, статистической нагрузки.

Вследствие инерционности якорных цепей двигателя 3 и генератора 2 и инерционности маховых масс их якорей в начальный .период переходного процесса электромагнитный момент М<> и соответственно мощность P измениться.не могут. Поэтому на вход элемен" та 6 сравнения с выхода суммирующего элемента 7 подается сигнал на усилие тока возбуждения, пропорциональный

Р =Мс,. . 3ro обеспечивает требуемое быстродействие при демпфировании амплитуды крутящего момента синхронного двигателя 1, Далее при изменении сигнала Рс, поступающего с выхода множительного блока 8, на вход элемента 6 сравнения подается сигнал Ugn пропорциональный разности {Р -P p = (М 11cA) Е результате этого при

Р <Р на регулятор 5 тока возбужде" ния подается сигнал на увеличение тока возбуждения и соответственно на уве5 16. личение крутящего момента М . При

Р ЪР, чапротив, ток возбуждения снижается. Таким образом, в течение всего переходного процесса осуществляется контроль и регулирование крутя щего момента синхронного двигателя 1.

Это обеспечивает демпфирование колебаний его ротора при ударном приложении нагрузки, Сигнал, пропорциональный току воз-. буждения IB. двигателя 1, поступает на вход .квадратичного преобразователя 14. На выходе квадратичного преобразователя 14. Формируется сигнал

1, пропорциональный квадрату тока возбуждения, Кзвестно, что величина среднеквадратичного тока возбуждения 1 связана с его текущим значенпе1.1 выражением

1 (1Е, 24658

6 риодическому закону является допустимой и целесообразнои °

Среднее превышение температуры двигателя л связано со средней мощнос"Ф$ — 5 тью тепловых потерь $ P зависимостс тью

В ср.кб где Т вЂ” интервал интегрирования; время..

Соответственно квадрат среднеквадратичного тока

В.с : б Т о

Включение на выход квадратичного преобразователя 14:фильтр;. 17 низкой частоты позволяет заменить операцию интегрирования сигнала. его изме° 2 нением по апериодическому закону.

Такая замена при больших интервалах интегрирования вполне допустима, так как с увеличением постоянной времени апериодическая зависимость выходного. сигнала апериодического фильтра 17 низкой частоты риблюкается к линейной. При отношении времени интегрирования к постоянной времени фильтра.

17, большем 0,5, погрешность замены интегрирования сигнала его изменением по апериодическому закону не превышает 1: .

Непосредственное вычисление интеграла, т.е. включение на выход квадратичного преобразователя .14 интегрирующего звена потребовало бы уменьшения выходного. сигнала этого звена до нулевого уровня по истечении каждого интервала интегрирования, т.е. по окончании каждого цикла работы под нагрузкой, Это вызывает дополнительное усложение устройства,.

Следовательно, замена интегрирования сигнала х его изменением по апеB

Л

"ср "Ртсб А где А — тедлоотдача двигателя.

Поскольку в данном случае речь идет о повышении температуры двигателя за счет изменения тока в обмотке возбуждения,. величина тепловых по" терь в обмотке возбуждения ф Рт те .ь определяется выражением

ТОРА ЭКЬ.Ь Ь где 1 ц - эквивалентный ток цепи возбуждения за цикл работы;

R — сопротивление цепи возбужВ дения синхронного двигателя °

Эквивалентный ток возбудителя за цикл работы двигателя равен среднеквадратичному току возбуждения;

ЭкЬЕ 8Р кв Т J 1Ь о

Следовательно, 11P. -«I „ . и

ЗО ==I„„;,, B —.-1з,, Таким образом, среднее превышение и температуры двигателя ь <> > связанное с изменением тока возбуждения, прямо пропорционально квадрату сред2

35 неквадратичного тока возбуждения Ig,)g

Характеристика 21 оптоэлектронной пары 19 показывает, что выходное сопротивление Е ц„:.(фиг.2} Фоторе- зистора 20 на рабочем участке практически обраT io пропорционально входному току I<> светового излучателя 18 (зависимость Р. ы„ f(I „) близка к гиперболической). Поскольку фоторезисg5. тор 20 включен в цепь обратной связи суммирующего элемента 7, коэффш иент усиления суммирующего элемента 7 изменяется обратно пропорционально входному. току T. светового излучателя 18, т ° е. обратно пропорционально среднему превышению температуры двигателя 0,, связанному с изменением тока возбуждения,. В результате этого,при повышении температуры дви" гателя 1, связанном с изменением тока возбуждения, уровень управляющего сигнала 1 ч„ снижается; при.сни.жении температуры U, „, напротив.по вышается. Таким образом, в устройст7 1624658 8

Формула и з обретения

Способ демпфирования колебаний синхронного двигателя преобразовательного агрегата по авт. св. Р 1487145, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы синхронного двигателя, дополнительно измеряЮт ток возбуждения синхронного двигателя, изменяют вЕличину контролируемой мощности обратно.пропорционально квадрату среднеквадратичного тока возбуждения."hoax.

О.8.

Фиг. Р

Составитель В. Тарасов

Редактор Т, Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор М, Шароши

Заказ 201 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ве (фиг.i), реализующем данный способ, осуществляется автоматическая коррекция сигнала управления, пода-. ваемого на вход регулятора тока возбуждения в зависимости от теплового

5 состояния двигателя.

В рассмотренном устройстве (фиг,1) с помощью датчиКа 15 тока возбужде«. ния осуществляется измерение тока возбуждения синхронного двигателя 1.

С помощью квадратичного преобразователя 14 и фильтра 17 низкой частоты выделяется сигнал пропорциональный квадрату среднеквадратичного тока возбуждения, т.е, сигнал, пропорциональный среднему превышению температуры двигателя, связанному с изменением тока возбуждения, С помощью on-20 тоэлектронной пары 19 выходной фоторезистор 20, который включен в цепь обратной связи суммирующего элемен.та 7, осуществляется автоматическая коррекция сигнала управления, подавае-25 мого на вход регулятора 5 тока возбуждения в зависимости от названного среднего превышения температуры, т.е. в зависимости от теплового сос- . тояния двигателя 1 ° 30

Снижение длительно действующей температуры нагрева изоляции приводит к увеличению срока службы изоля- ции и повышению надежности работы синхронного двигателя.

Таким образом, дополнительное измерение тока возбуждения синхронного двигателя, вычисление квадрата среднеквадратичного тока возбуждения и изменение обратно пропорциональн . полученному результату величины контролируемой мощности, пропорционально icoторой осуществляют регулирование тока возбуждения, позволяет наряду e демпфированием колебаний ротора обеспечить непрерывный автоматический контроль теплового"состояния синхронного двигателя и за счет этого повысить надежность его рабаты.