Система регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением

 

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ЭЛЕГГРОДВНГАТЕЛЯ ПОСТС НИОГО ТОКА с ТОКООГРАНИЧЕИИЕМ, Содержащая последовательно соединенные блок задания потока с потенциометром задания но а{нального потока, регулятор куба потока с блоксяй ограничения, регулятор производной потока с блоком ограничения , тиристорный возбудитель, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя , датчик потока, соединенный с втррьад входом регулятора . куба потока, датчик производной потока , подключенный к второму входу регулятора производной потока, последовательно вкяюченнне датчик тока якоря и выпрямитель, а также источник опорнотю напряжения, связанный с регулятором куба потока, о тличаюиаяся тем, что, с целью повквяения быстродействия и улучшения качества переходных прог цессов электропривода, в систему регулирования введены усилитель с блоке ограничения, выхол которого соединен с третьим входом регулятора производной потока, первый узел сравнения, включенный между первым входом усилителя и датчиком потока, второй узел сравнения, включенный между вторым входом усилителя и вы (Л прямителем, второй источник опррного напряжения и два потенциометра, соединенные с источниками опорного напряжения, причем источник опорного напряжения подключены к соответствующим узлам сравнения, а потенциометр первого источника опорного напряжения сблокирован с потенциометром задания номинального потока. ND :АЭ Э X) 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 0 2 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТСССНСССУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л

° °

°

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (213 3570792/24-07 (223 04.04.83 (463 07.11.84. Еюл. 9 41 (72) В.A.Êóçíåöoâ и А.С.Андросов (713 Кузнецкий металлургический комбинат им. ВВИ.Ленина (533 621.316 .718.5 .(088.8) (563 1. Усовершенствование системы упранления главным приводом блюминга КИК. Технический проект, ОЛА, 085, 635, 1979, с. 4.

2. Там же, с. 7 ° (541 (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛОТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЛОСТОЯН НОГО ТОКА С ТОКООГРАЯИЧЕИИЕМ, содержащая последовательно соединенные блок задания потока с потеиииометром задания номинального потока, регулятор куба потока с блоком ограничения, регулятор производной пОтока с блоком ограничения, тиристорный возбудитель, . выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя, датчик потока, соеди-. иенннй с вторым входом регулятора куба потока,.датчик производной потока, подключенный к второму входу регулятора производной потока, последовательно включенные датчик тока якоря и выпрямитель, а также ис.точник опорнот.о напряжения, связанный с регулятором куба потока, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения качества переходных про.цессов электропривода, в систему регулирования введены усилитель с блоком ограничения, выход которого соединен с третьим входом регулятора производной потока, первый узел сравнения, включенный между первым входом усилителя и датчиком потока, второй узел сравнения, включенный между вторым входом усилителя и выпрямителем, второй источник опррного напряжения и два потенциометра, соединенные с источниками опорного напряжения, причем источник опорного напряжения подключены к соответствующим узлам сравнения, а потенциометр первого источника опорного напряжения сблокирован с потенциометром задания номинального потока.

1123084

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному злектроприводу, и может быть использовано в системах двухэонного регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Известны системы регулирования . потока с токоограничением, содержащие контур дотока, контур ЭДС, узел задания ЭДС, а также контур регулирования тока якоря, где управление потоком во всех режимах, в том числе и режимах токоограничения, зависит от ЭДС двигателя t1j .

Недостатками данных систем являются неполное использование мощности из-за зависимого or ЭДС двигателя управления потоком, и значительное падение частоты вращения при ударных нагрузках.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением, содержащая последовательно соединенные блок задания потока с потенциометром задания номинального потока, регулятор куба потока с блоком ограничения; регулятор производной потока с блоком.ограничения, тиристорный возбудитель, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя, датчик потока, соединенный со вторым входом регулято.ра куба потока, датчик производной потока, нодключенный ко второму входу регулятора производной потока, .последовательно соединенные датчик тока якоря, выпрямитель и источник опорного напряжения, связанный с регулятором куба потока (2) .

Недостатками известной системы регулирования являются снижение быстродействия электропривода из-за использования трехконтурной системы регулирования потока, причем применяемая схема токоограничения не позволяет. Уменьшить число контуров регулирования, ухудуаение качества пе- реходных процессов из-за работы регулятора производной потока в период действия токовой отсечки в режиме ограничения, что приводит к накоплению ошибки регулирования, максимальный темп восстановления пото-. ка в период действия токоограничения, определяемый ограничением регулятора куба потока, не всегда достаточный для надежной работы токовой отсечки, что приводит к отключению электродвигателя or максимальной токовой защиты, отсутствие возможности регулировать уставку токоограничения.

Пельш изобретения является повышение быстродействия и улучшение качества переходных процессов электропривода с системой регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением.

Поставленная цель достигается тем, что в систему регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением, содержащую последовательно соединенные блок за дания потока с потенциометром зада10 ния номинального потока, регулятор

Куба потока с блоком ограничения, регулятор производной потока с блоком ограничения, тиристорный возбудитель, выход которого предназна15 чен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя, датчик потока, соединенный с вторьм входом регулятора куба потока, датчик производной потока, подключенный к второму. входу регулятора производной потока, последовательно включенные датчик тока якоря и выпрямитель, а также источник опорного напряжения, связанный с регулятором куба потод5 ка, введены усилитель с блоком ограничения, выход которого соединен с третьим входом регулятора производной потока, первый узел сравнения, включенний между первым вхоЗ0 дом усилителя и датчиком потока, второй узел сравнения, включенний между вторим входом усилителя и выпрямителем, второй источник опорного напряжения и два нотенциометра, соединенные с источниками опорного напряжения, причем источники опорного напряжения подключены к соответствующим узлам сравнения, а потенциометр первого источника опорного напряжения сблокирован с потенциометром задания номинального потока.

На чертеже представлена блок-схема системы регулирования потока элеКтродвигателя постоянного тока с токоограничением.

Блок-схема содержит последовательно соединенные блок 1 задания потока е потенциометром 2 задания номинального потока, регулятор 3 куба потока с блоком 4 ограничения, регулятор 5 производной потока с блоком 6 ограничения, тиристорный возбудитель 7 электродвигателя, датчик 8 потока, соединенный со вторым входом регулятора 3 куба потока, датчик 9 производной потока, подключенный ко второму входу регулятора 5 производной потока, последовательно включенные датчик 10 тока якоря и выпрямитель 11, а такхе. усилитель 12

60 с блоком 13 ограничения, выход которого соединен с третьим входом регулятора 5 производной потока, первый узел 14 сравнения, включенный между первым входом 15 усилителя и датчиком 8 потока, второй узел 16

11230 84

65 сравнения, включенный между вторым входом 17 усилителя и выпрямителем 11, источники 18 и 19 опорного напряжения с потенциометрами 20 и 21, соединенные соответственно с первым 14 и вторым 16 узл-.ми сравнения, а потенциометр 2 задачия номинального потока сблокирован с потенциометром 20 источника 18 опорного напряжения.

Система работает ледующим образом.

Система регулирования потока содержит контур регулирования потока двигателя (внешний) с регулятором 3 куба потока, на входе которого сравниваются сигнал с блока 1 задания потока и напряжение обратной связи от датчика 8 потока, а блок 4 ограничения регулятора 3 определяет темп изменения потока в функции ф при быстрых изменениях выходного напряжения блока 1 задания потока, а также контур регулирования производной потока (внутренний) с регулятором 5 производной потока, на входе которого сравниваются задающий сигнал с выхода. регулятора 3 куба потока и напряжение обратной связи от датчика 9 производной потока, а блок 6 ограничения регулятора 5 определяет максимальное напряжение тиристорного возбудителя 7 электродвигателя (форсировку). Во всех рабочих режимах сигнал регулятора 5 не достигает уставки ограничения.

При вращении электродвигателя до основной скорости, когда ток якоря не достигает уставки токоограничения, напряжение на выходе блока 1 задания потока равно максимальному

tl и устанавливается потенциометром 2 задания номинального потока, а поток при этом имеет значение Ф .

При работе электродвигателя со скоростью выше основной, изменение потока с задаваемого до минимального Фм„„ осуществляется за счет изменения выходного сигнала блока 1 задания потока от максимального 0 до минимального И из.

В режимах токоограничения система работает следующим образом.

Напряжение с датчика 10 тока якоря выпрямляется в выпрямителе 11 и поступает на вход узла 16 сравнения. Пока ток якоря электрОдвигателя ие превышает допустимого значения

31 ц„ сигнал на выпрямителе меньше напряжения U щ источника 19 опорного напряжения, при .этом сигнал на выходе узла 16 сравнения отсутствует. Величина опорного напряжения источника 19 регулируется потенпиометром 21. Если напряжение 0 <-. выпрямителя 11 превышает Ьо„, то на выходе узла сравнения появляется сигнал, равный раз ности (b„ — 0 ооз), поступающий на второй вход 17 усилителя 12. Напряжение с выхода усилителя 12 воздействует на регулятор 5 производной потока с целью снижения темпа ослабления потока (либо восстановления потока электродвигателя). Ток якоря электродвигателя при этом стабилизируется за счет изменения его динамической составляющей.

Возможны режимы работы электропривода, когда поток может превысить максимальный м „ (при работе электродвигателя с токоограничением до основной скорости вращения, либо в период восстановления потока электродвигателя под действием токовой отсечки).

Для устранения подобных режимов в схему введена так называемая отсечка по потоку, состоящая из датчика 8 потока, первого узла 14 сравнения, источника 18 опорного напряжения с потенциометром 20. Как только сигнал с датчика 8 потока 0 превысит уставку, определяемую источником 18 опорного напряжения О,л1, на выходе первого узла 14 сравнения появится .напряжение, противоположное по знаку сигналу выпрямителя 11 и равное разности U< — U « . Это напряжение прикладывается к первому входу 15 усилителя 12 и компенсирует действие токовой отсечки (от выпря.мителя 11) в зоне изменения потока от Фов до смаке т

Поток Ф „, при котором вступает в действие отсечка по току, опреде-. ляется уставной источника 18 опорного напряжения, которая выставляет-. ся потенциометром 20. Обычно Фо„ составляет (1,01-1,03) задаваемого.

Ф . Таким образом, отсечка по потоку действует на стабилизацию потока в зоне от Ф до Ф „ за счет снижения выходйого нанряжения усилителя 12 до 0 при максимальном потоке Фмак двигателя.

Блок 13 ограничения усилителя 12 ограничивает максимальный темп изменения потока в режимах токоограннчения. При необходимости подстрой" ки величины задаваемого потока Ф потенциометром задания номинального потока необходимо синхронно и одновременно изменять уставку первого источника 18 опорного напряжения, чтобы в любой момент времени выполнялось условие Фо„ =(1,01-1,03 ) Ф .

Для этого потенциометр 2 задания максимального потока Ф и потенциометр 20 источника 18 опорного напряжения сблокированы Между собой.

11230 4

Составитель,и. Крякмузкнра

Редактор П.Коссей . Техред З.Палий .. . Корректор .И.Леонтюк

Эаказ 8153/42: .: Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,- Ж-"35; Рафаская иаб., д. 4/5

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

Применение системы регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением позволяет повысить быстродействие и улучшить ка-. чество переходных процессов в зоне управления потоком электродвигателя.