Способ измерения скорости вращения двухдвигательного электропривода с упругими связями и устройство для его осуществления

Способ измерения скорости вращения двухдвигательного электропривода с упругими связями и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 561138 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01,76 (21) 2309960/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.77Бюллетень ¹ 21 (45) Дата опубликования описания 10.08.77 (51) М. Кл

Ы 01 Р 3/42, 8 21 В 3 т/00

Государстввнны и накитет

Саввта Министров СССР аа делан изооратаний и атирмтий (53) УДК 621 ° 3l7.39 (088,8) (72) Автор изобретения

М. Ю. Файнберг

Украинский государственный проектный институт

Тяжпромэлектропроект" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ

ДВУХДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УПРУГИМИ

СВЯЗЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к двухдвигательным электроприводам с установкой двигателей по кинематической схеме "Тандем", а также к электроприводам с двухякорними электрдвигателями постоянного тока, снабженными системой автоматического регулирования скорости вращения.

Известен двухдвигательный, например от двухякорного электродвигателя, привод прокатного стана с индивидуальным или групповым приводом валков. При таком приводе датчик скорости вращения (тахогенератор) сочленяется с нерабочим концом вала электродвигателя. Однако иэ-за возникновения 15 электромеханических резонансных явлений и крутильных колебаний вала датчик скорости, установленный со стороны нерабочего концте вала электродвигателя, не дает информации о реальных скоростях обоих якорей. При наличии подчиненной системы регулирования, содержащей общий регулятор скорости и два регулятора тока — дпя источника питания каждого якоря двухякорного электродвигателя, система регулирова- 25 ния при частотах среза, соизмеримых с частотами собственных колебаний механической системы, обуславливает значительные колебания скорости и тока электродвигателей и ухудшает работу системы регулир вания

Для уменьшения колебаний тока и скорости вращения датчик скорости располагают в узле колебаний а тахогенератор óñтанавливается в узловой точке колебаний посредством связи этого тахогенератора через зубчатую ременную передачу с валом (lj, Однако ременная передача приемлема только для приводов со спокойным режимом работы, то есть для электроприводов станов холодной прокатки. Для реворсивных станов горячей прокатки применение ременной передачи неприемлемо, поскольку в режиме частных пусков, торможений и реверсов ременная передача является источником колебаний датчика скорости, недолговечна для такого режима работы и, кроме того, для крупных прокатных электродвигателей, имеющих значительные диаметры валов, конструктивно трудно выполнима, Известен также способ, по которому при последовательном включении напряжений двух тахоге нера тор ов с пр от«в оп ол ож ными по фазе колебаниями сумма колебаний равняется нулю, а половинное напряжение соответствует действительной величине скорости вращения, либо возможна установка одного датчика скорости, HD в узле колебаний 1 2)„

Недостатком этого способа является то, )о в нем способы расстановки датчиков скорости (од«ого датчика в узле колебаний, либо двух датчиков с противоположными по фазе колебаниями) практически не применимы, Одним из спо- 15 собов уменьшения электромехацических e1 зонапсных явле«ий в системе злектропривода является существенное понижение còàт«ческого коэффициента усиления слете.", ы регулирования, Однако такая мера зачастую 2Î недопустима «з-за ограничений, на1чадываемых технологическими требован«ями к точности работы системы автоматичоскогD регул«рован ."я скорости.

По предлагаемому способу для повышения надежности уменьшения механических напряже«ий в валопроводе и улу шеи«я работы системы автоматического регул«рован«я измершот ЗД<: обоих электродвигателей, сравнивают между собой, полу ешплЛ 30 разпостный сиг«ал корректирую" в функции потока возбуждения двигателей и вычитают из сигнала обратной связи по скорости вращения, замеренной вблизи пучности крутильных колебаний одного из электродв«гателей 35

"o стороны нерабочего конца его вала, а результирующий сигнал подают в систему автоматического регулирования.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. 40

Устройство включает двухякорный электродвигатель 1 (или два электродвигателя, установленных по кинематической схеме

"Тандем" ), якори 2 и 3 электродвигателя, тахогенератор 4, плюсовые зажимы 5 якорей45 электродвигателя, минусовые зажимы 6 якорей электродвигателя :,блок 7 сравнения напряжений якорей:> и Q (содержих щхгал= циальныи разделитмп ), общую точку 8 сое-: динения каждого якоря с его обмотками дополнительных полюсов и компенсационной, блок сравнения 9 токов якорей 2 и 3 (содержит потенциальный разделитель), выход

10 блока сравнения напряжений, выход 11 блока сравнения токов. Кроме того, устройство имеет блок 12 .выделения разности

ЭДС (скорости вращения) якорей 2 и 3 (содержит масштабный преобразователь), потенциометр 15, связанный с органом изменения потока возбуждения двигателя, регулятор 14 скорости вращения электродвигателя, чезависимый сигнал 15 управления (определяет установку скорости вращения электродвигателя), обратную связь 16 по скорости и выход 17 регулятора скорости, Двухякорный электродвигатель JL содержит якори 2 и 3 и тахогенератоу Ф, сочлененный с нерабочим концом вала злектродвигателя. Плюсовые зажимы 5 якорей 2 и

3 электродвигателя 3. соединены между собой непосредственна„а минусовые зажимы 6 подключены к блоку 7 сравнения напряжения этих якорей, Общие точки 8 соединения каждого якоря с его обмотками дополнительных полюсов и компенсационной подключены к блоку сравнения токов

9 якорей. Выходы lG H 1 1 соответственно блоков 7 и 9 якорей 2 и 3 подключены ко входам блока 12 выделения разности

ЗДС (скор:ссти вращения) этих якорей.

Выход блока 12 через поте«циометр 13 подключеи к одному «з входов регулятора скорости вращения 14 электродвигателя.

K другим входам регулятора скорости, вращения 14 подключены соответственно независимый сигнал управления 15, определяющий уставку скорости вращения электродвигателя 1, .и выходной сигнал тахогенератора 4 обратной связи по скорости 18, Выход 17 регулятора скорости 14 подключен к остальным элементам системы управления двухякорного электродвигателя

1, например ко входам регуляторов тока якорей 2 и 3.

При отсутствии крутильных колебаний, например при вращении двигателя 1 с ус тановившейся скоростью или при разгоче вхолостую, и при равенстве напряжений и токов якорей 2 и 3 входные и выходные сигналы блоков 7 и 9 равны нулю.

При возникновении крутильных колебаний, например при захвате заготовки, скорости вращения якорей 2 и 3, расположенных вблизи пучностей колебаний, изменяю ся относительно узла крутильных колеба.— ний О" (расположенного, примерно, посередине между якорями) во взаимно противоположных направлениях, Поэтому в режиме крутильных колебаний разность скоростей вращения обоих якорей равна примерно ypaoe««oé разности между скоростью вращения каждого якоря и скоростью участка вала вблизи уапе "С" крутильных колебаний.

В связй с этим на входах блоков 7 и

9 и на выходах 1G и 11 этих блоков ноя вятся сигналы, пропорциональные, соответственно удвоенной разности напряжений

2 а Ц на якорях 2 и 3 и удвоенной раз561138

5 ности падений напряжений 2 а (Я в якорных цепях обоих якорей.

В результате при крутильных колебаниях на выходе блока 12 действует разность напряжений

2ьЕ = 2ь0-2u, (% = 2ьи

Действительно, результирующий сигнал между разностями напряжений якорей и оми- 1О ческих падений напряжений в них пропорционален разности ЭДС этих якорей и их скоростей вращения.

С помошью входяшего в блок 12 масштабного преобразователя осушествляется умень- 5 шение в 2 раза и необходимое масштабирование разности скоростей врашения якорей

2 и 3. В связи с этим сигнал д д на выходе потенциометра 13 равен разности между скоростью врвшения, например, якоря 2, 2о со стороны которого вблизи пучности крутильных колебаний установлен тахогене ятор

4, и скоростью вращения вайа вблизи узла колебаний "О", Сигнал Dpi на выходе потен> иометра 13 вычитается из сигнала обратнс связи по скорости 16, поступающего с. вхогенераторв 4, Тогда суммарное напряжение на выходе тахогенератора 4, находяшегося. на свободном конце вала электродвигателя 1 со стороны якоря 2, пропорционально скорости врашения этого участка ввлв и имеет вид, представленный кривой а

Из этого напряжения вычитается сиг- З5 нял д и на выходе потенциометра 13 (кривая Ь )..

Результируюиия кривая {разность между кривыми G! и Ь ) представлена криV вой С, которая не содержит пульсации 4О напряжения, связанных с крутильными колебаниями, и соответствует скорости вращения электродвигателя 1 вблизи указанной узловой точки О" его вала, где крутильные колебания отсутствуют.. B реэуль- 45 тате суммарный сигнал на выходе регулятора скорости 14 не содержит переменной составляющей, связанной с крутильными колебаниями, Поэтому выходной сигнал 17 регуля- 50 тора скорости 14 не критичен к крутилным колебаниям, вследствие чего улучшаеч ря работа системы регулирования и привода в целом, Измеренную разность ЭДС обоих электродвигателей, пропорциональную крутильным колебаниям BBJIB электродвигателя, необходимо корректировать по величине

C О потока возбуждения электродвигателя, если скорость его вращения изменяется выше основной за счет ослабления поля, Для этого служит потенциометр 13, связанный с органом ослабления потока возбуждения двигателя (на чертеже не показан).

Формула изобретения

1, Способ измерения скорости врашения двухдвигательного электропривода с упругими связями между обоими электродвигателями, например, двухякорного исполнения, заключающийся в измерении скорости вращения одного из электродвигателей вблизи пучности отклонения его скорости вращения при крутильных колебаниях, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения механических напря>кений в ввлопроводе и улучшения работы системы автоматического регулирования, измеряют ЭДС обоих электродвигателей, сравнивают между собой, полученный разност ный сигнал корректируют в функции потока возбуждения электродвигателя и вычитают из сигнала обратной связи по скорости врашения, эвмеренной вблизи пучности крутильных колебаний одного иэ электродвигателей, со стороны нерабочего конца вала, а результпруюипй сигнал подают. в систему автоматического управления.

2. Устройство для осушествления способа по п, 1, содержвшее двухдвигательный электропривод, например, двухякорного исполнения, с валом одного из которых связан твхогенервтор, выход которого подключен к регулятору скорости, о т л ич и ю ш е е с я тем, что однополярные якорные зажимы одного знака обоих элок тродвигателей соединены между собой непосредственно, а однополярные якорные зажимы другого знака подключены к блоку сравнения напряжений, обшвя точка соединения(каждого якоря с обмотками его дополнительных полюсов и компенсационной подключены к блоку сравнения токов, выходы блоков сравнения напряжений и токов электродвигателей включены встречно между собой и подключены ко входу блока вь деления разности ЭДС и скоростей вращения электродвигателей, а выход этого блок6 через потенциометр подключен встречно с вц ходом тахогенератора на вход регулятора скорости.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Шенерт.Д, Слабые каста приводов прокатных с;ганов, журнал "Черные метал» лы",Я сиИ und Eileen,Ì 23, с. 26«33.

2. Дерненбург Э. О. Повреждение обмоток и коллекторов мошных прокатных двигателей, журнал Черные металлы", Qta h E ОИРУ

Е ьеи,1 74, М 20. с. 7- 3.

561138

Составитель М., Хаустов

Редактор О. Фишинова Техред О. Луговая Корректор В. Галас

Заказ 1565/149 Тираж 1101 .. Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 35, Раушская, наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4