Устройство для управления турбонагнетателем с электроприводом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее датчик активной мощност электропривода, первый блок сравнения , последовательно соединенные сумматор, блок управления и преобразователь частоты, блок коммутации, подключенный параллельно последнему , а также датчик и задатчик расхода воздуха и чувствительный элемент, подключенный к входам сумматора, причем преобразователь частоты связан с питающей электросетью и -с .электродвигателем, отличаю щ-е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, оно дополнительно содержит датчик частоты питания статора электродвигателя , триггер, последовательно соединенные датчик частоты электросети , второй блок сравнения и элемент И, последовательно соединенные датчик скорости вращения турбонагнетателя , первый функциональный преобразователь , первый масштабирующий усилитель, первый умножитель, последовательно соединенные блок деления , второй функциональный преобразователь , второй масштабирующий усилитель и второй умножитель, а также интегратор, первый и второй ключи, подключенные параллельно первому и второму масштабирукщим усилителям соответственно и связанные с блоком коммутации, причем датчик активной i мощности включен между электродвигателем и преобразователем частоты, (Л датчик частоты питания статора электродвигателя подключен к второму блоку сравнения, второй вход элемента И подключен к триггеру, а выход - к блоку коммутации, вход триггера подключен к чувствительному элементу, интегратор подклюсо со to чен входами к задатчику расхода воздуха и первому блоку сравнения, а выходом - к чувствительному элесо со менту, первый и второй умножители подключены вторыми входами к датчику активной мощности, а выходами к первому блоку сравнения, причем входы блока деления подключены к датчику и задатчику расхода воздуха .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 F 04 D 27/00, 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3744766/25-06 (22) 02.04.84 (46) 23.11.85. Бюл. 11- 43 (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени гориорудный институт (72) Д.И. Родькин, Т.Д. Усатенко и M.Â. Егорова (53) 621,515 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

М 931974, кл. F 04 D 15/00, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕИ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее датчик активной мощности электропривода, первый блок сравнения, последовательно соединенные сумматор, блок управления и преобразователь частоты. блок коммутации, подключенный параллельно последнему, а также датчик и задатчик расхода воздуха и чувствительный элемент, подключенный к входам сумматора, / причем преобразователь частоты связан с питающей электросетью и с . электродвигателем, о т л и ч а ющ-е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, оно дополнительно содержит датчик частоты питания статора электродвигателя, триггер, последовательно соединенные датчик частоты электросети, второй блок сравнения и элеÄÄSUÄÄ 1193299 А мент И. последовательно соединенные датчик скорости вращения турбонагнетателя, первый функциональный преобразователь, первый масштабирующий усилитель, первый умножитель, пос- ледовательно соединенные блок деления, второй функциональный преобразо- ватель, второй масштабирующий усилитель и второй умножитель, а также интегратор, первый и второй ключи, подключенные параллельно первому и второму масштабирующим усилителям соответственно и связанные с блоком коммутации, причем датчик активной мощности включен между электродвига" телем и преобразователем частоты. ! датчик частоты питания статора электродвигателя подключен к второму блоку сравнения, второй вход элемента И подключен к триггеру, а выход — к блоку коммутации, вход триггера подключен к чувствительному элементу, интегратор подключен входами к задатчику расхода воздуха и первому блоку сравнения, а выходом - к чувствительному элементу, первь и и второй умножители подключены вторыми входами к датчику активной мощности, а выходами— к первому блоку сравнения, причем входы блока деления подключены к датчику и задатчику расхода воздуха.

1 119

Изобретение относится к регулиро-. ванию турбонагнетателей, вентиляторных установок или воздуходувок с электроприводами.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 представлена блоксхема устройства; на фиг. 2 — схема интегратора.

Устройство для управления турбонагнетателем 1 с электроприводом (фиг. 1) содержит датчик 2 активной мощности электропривода 3, первый блок 4 сравнения. последовательно соединенные сумматор 5, блок 6 управления и преобразователь 7 частоты, блок 8 коммутации, а также датчик 9 и задатчик 10 расхода воздуха, чувствительный элемент 11, датчик 12 частоты питания статора электродвигателя, триггер 13, последовательно соединенные датчик 14 частоты электросети, второй блок 15 сравнения и элемент

И 16, последовательно соединенные датчик 17 скорости вращения турбонагнетателя, первый функциональный преобразователь 18, первый масштабирующий усилитель 19, первый умножитель 20, последовательно соединенные блок 21 деления, второй функциональный преобразователь 22, второй масштабирующий усилитель 23 и B îPî> Ум ножитель 24, а также интегратор 25, первый 26 и второй 27 ключи.

Устройство работает следующим образом.

Приводной электродвигатель 3 питается от сети 50 Гц через преобразователь 7 частоты, а между ними включен датчик 2 активной мощности.

На валу электродвигателя 3 установлен датчик 17 скорости вращения турбонагнетателя и турбонагнетатель l. Путем изменения управляющего сигнала, поступающего из блока 6 управления преобразователем 7 частоты, осуществляется регулирование скорости вращения электродвигателя и производительности турбонагнетателя. Воздействие на блок 6 управления осуществляется от сумматора 5, с помощью которого осуществляется суммирование задающего сигнала и сигнала обратной связи от датчика 9 расхода воздуха.

Управление работой электродвигателя турбонагнетателя осуществляется пу-тем формирования сигналов,характеризующих мощность с помощью первого

20 и второго 24 умножителей. первого д11 го где — относительная скоз рость вращения турбонагнетателя, Первый масштабирующий усилитель учитывает коэффициент потерь мощности в электродвигателе при регулировании его скорости, который равен

Р-аР

1=

30 где ЬР— потери мощности в электродвигателе, обусловленные несинусоидальнос тью токов;

P — мощность, подводимая к статору электродвигателя, Коэффициент 1 в области номинальных нагрузок постоянен и равен

0,985-0,99.

С помощью блока 21 деления, на

40 входы которого поступают сигналы заданного Q3 и фактического Q 4, расхода воздуха, определяется расчетное значение относительной скорости вращения турбонагнетателя

35

QÔ

Сигнал с выхода блока 21 деления через второй функциональный преоб- разователь 22, реализирующий зависимость, и второй масштабирующий усилитель 23 подается на второй умножитель 24.

Перевод электродвигателя на нерегулируемый режим работы осуществляется путем шунтирования преобразователя 7 частоты с помощью блока

8 коммутации, управление которым

3299 2 блока 4 сравнения и интегратора 25.I выход которого через чувствительный элемент 11 (чувствительное . электромеханическое или бесконтактное униполярное реле )соединен с одним из входов сумматора 5. На вход последнего поступает также сигнал от задатчика 10 расхода воздуха, который изменяет уровни расхода воздуха в течение заданных по программе интервалов времени. Сигнал с выхода датчика 17 скорости вращения турбонагнетателя через первый функциональный преобразователь 18 и первый масштабирующий усилитель 19 поступает на первый умножитель 20.

Первый функциональный преобразователь реализует зависимость

1193299 осуществляется элементом И 16 с двумя. входами. Сигналы с выхода блока коммутации управляют первым

26 и вторым 27 ключами, шунтирующими первый 19 и второй 23 масштаби- 5 рующие усилители, причем второй ключ

27 шунтирует второй масштабирующий усилитель 23 в случае, если блок 8 коммутации шунтирует преобразователь

7 частоты,а первый ключ 26 шунти- 10 рует первый масштабирующий усилитель

19 при отсутствии шунтирования преобразователя частоты.

При работе электродвигателя с питанием от преобразователя частоты 15 расход воздуха равен заданному Q

3 скорость вращения турбонагнетателя а сигналы на выходах первого и второго умножителей, соответственно, равны 20

Ро и

1 43(t) и "2=РЕ(t)

25 где Р (t) — измеренная активная

А мощность электродвигателя (сигнал на выходе датчика 2 активной мощности); и uzi- соответственно коэффициенты потерь мощности электродвигателя и КПД преобразователя частоты, реализуемые первым и вторым масштабирующими усили-З5 телями.

При этом второй функциональный преобразователь 22 не изменяет величины выходного сигнала блока 21 деления, равной единице (О =О ).

Сиг калы с выходов первого и второз Ф ° го умножителей поступают на первый блок ч сравнения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный 45 ъ

Этот сигнал поступает на интегратор 25, на выходе которого формирует.

50 ся напряжение, пропорциональное

t+gt .й gt(t)dt= ) Vt(t)dt s

Пределы интегрирования устанавливаются .с помощью задатчика 10 и выбираются на основании анализа заданного расхода воздуха, Если уровень заданного расхода повторяется через интервал времени, равный длительности рабочей смены, то Дй принимается равным указанному отрезку времени.

Если выходной сигнал блока интегратора принимает отрицательное значение, то электродвигатель переводится с регулируемого режима работы на нерегулируемый. Это достигается при срабатывании от выходного сигнала интегратора чувствительного элемента 11. При этом на вход блока 6 управления поступает сигнал с выхода сумматора 5 и электродвигатель начинает разгоняться. Одновременно сигнал с выхода чувствительного элемента 11 поступает на триггер 13, который меняет свэе состояние, и на элемент И 16 поступает Лог.l".

По мере разгона электродвигателя уменьшается разность частот сети и статора электродвигателя ° При равенстве частот и фаз с выхода блока сравненга на элемент И 16 поступает разрешающий сигнал и на выходе элемента И формируется Лог. 1".Выходной сигнал элемента И подается на блок 8 коммутации, который шунтирует по этому сигналу преобразователь 7 частоты и электродвигатель перевоится на нерегулируемый режим работы.

Если выходной сигнал интегратора

25 станет положительным, то чувствительный элемент II срабатывает вторично и подает сигнал на триггер

13 и сумматор 5. Триггер 13 устанавливается в исходное состояние, сигнал на входе элемента И 16 уменьшается до нуля и выходной сигнал элемента И становится равным "Лог.О в результате чего подключается преобразователь частоты и электродвигатель переходит на попиженну:о скорость, определяемую сигналом задатчика 10.

1193299

Фиаt

0т ъа дтпчика 10

Фиа2

Составитель А. Барышников

Редактор И. Дербак Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар

Заказ 7243/33 Тираж 585 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

0m пер уинщкяп

От дают уиюкит

3си4ипоиРД менад 1l

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