Способ управления гистерезисным электроприводом

 

Использование: в однодвигательном и многодвигательном гистерезисном электроприводе . Сущность изобретения: в исходном состоянии гистерезисные двигатели не перевозбуждены, имеет место баланс реактивной мощности. В процессе работы стабилизация напряжения на зажимах гистереэисных двигателей 1 осуществляется регулированием угла включения тиристоров компенсатора 3 реактивной мощности. Для этого при превышении величиной реактивной мощности компенсатора максимального уровня отключают часть компенсирующих конденсаторов 5, а по достижении указанной величиной минимального уровня осуществляют импульсное намагничивание двигателей 1. В результате снижается общий уровень реактивной мощности , а следовательно, и потери в системе. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (si)s Н 02 P 7/74, 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

nepamap

602.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4798078/07 (22) 26.12.89 (46) 07.07.92.бюл, N. 25 (71) Московский энергетический институт и

Всесоюзный электротехнический институт им. В,И.Ленина ,(72) С.Ф.Позднухов, В.H.Tàðàcîâ, В.А.Чванов, Ф.К.Реут и В.И.Завьялов (53) 62-83:621.316.718 (088,8) (56) Патент ФРГ

М 2244757, кл. Н 02 Р 7/62, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1264290, кл. Н 02 Р 7/36, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (571 Использование: в однодвигательном и многодвигательном гистерезисном электро„„5Q(„> 1746508 А1 приводе. Сущность изобретения: в исходном состоянии гистерезисные двигатели не перевозбуждены, имеет место баланс реактивной мощности. В процессе работы стабилизация напряжения на зажимах гистерезисных двигателей 1 осуществляется регулированием угла включения тиристоров компенсатора 3 реактивной мощности.

Для этого при превышении величиной реактивной мощности компенсатора максимального уровня отключают часть компенсирующих конденсаторов 5, а по достижении указанной величиной минимального уровня осуществляют импульсное намагничивание двигателей 1. В результате снижается общий уровень реактивной мощности, а следовательно, и потери в системе.

1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1746508

20

35

55

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу на базе гистерезисного двигателя, работающего от инвертора тока, и может быть использовано как в однодвигательном, так и в многодвигательном гистерезисном электроприводе.

Известен способ управления многодвигательным гистерезисным электроприводом, содержащим группу гистерезисных двигателей, подключенных к инвертору, и блоки компенсирующих и коммутирующих конденсаторов, при котором выбирают и регулируют величину компенсирующих конденсаторов, обеспечивая коэффициент мощности на выходе инвертора, близкий к 1 единицы.

Недостаток способа состоит в том, что при такой компенсации сохраняются довольно большие потери мощности в системе, КПД которой не превышает 30 (,.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления гистерезисным электроприводом, содержащим инвертор тока, компенсатор реактивной мощности и блок конденсаторов; вкаюченных на выходе инвертора, при котором стабилизируют напряжение на зажимах гистерезисных двигателей, регулируя угол включения тиристоров реактивного компенсатора.

Недостатком известного способа являются низкие энергетические показатели гистерезисного электропривода, поскольку способ не реализует режим перевозбужде- . ния.

Цель изобретения — повышение энергетических показателей.

Согласно способу управления гистерезисным электроприводом с инвертором тока, компенсатором реактивной мощности и блоком конденсаторов, включенных на выходе инвертора при.котором, регулируя угол включения тиристоров компенсатора, стабилизируют напряжение на зажимах гистерезисных двигателей, контролируют величину реактивной мощности, потребляемой компенсатором реактивной мощности, сравнивают с заданными максимальными и минимальными уровнями этой мощности, при превышении максимального уровня задания уменьшают емкость конденсаторов, а при достижении минимального уровня этой мощности формируют намагничивающий импульс тока по цепям статора гистерезисн ы х, двигателей, При этом с целью повышения надежности и устойчивости уменьшение емкости конденсаторов осуществляет дискретно до снижения уровня реактивной мощности ниже заданного максимального, а после формирования намагничивающего импульса вновь контролируют реактивную мощность и, если ее величина не превышает минимальный уровень, дискретно увеличивают емкость конденсаторов до достижения заданного минимального уровня реактивной мощности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема управления гистерезисного электропривода; на фиг. 2 — структурная схема гистерезисного электропривода; на фиг, 3— временные диаграммы его работы.

Гистерезисный электропривод содержит группу гистерезисных двигателей 1 (может быть несколько групп или несколько отдельных двигателей), которые подключены к инвертору 2 тока. К выходу инвертора

2 тока подключены компенсатар 3 реактивной мощности, блок 4 коммутирующих конденсаторов, несколько блоков.5 компенсирующих конденсаторов, которые через блоки 6 коммутации соединены с цепями 7 питания двигателей 1. Блок 8 импульсного перевозбуждения подключен к цепям 7 питания и имеет блок 9 управления, синхронизированный напряжением питания. двигателей 1. Блок 10 измерения активной мощности компенсатора 3 имеет входы задания максимального уровня реактивной

МОЩНОСТИ (Омакс 0мин), а ЕГО ВЫХОДЫ СОЕДИ нены с блоком 9 управления блока 8 импульсного перевозбуждения и блоком 6 коммутации.

Блок 10 измерения реактивной мощности состоит из блоков 11 — 13 сравнения, трех пороговых дискриминаторов 14 — 16. Информацию с реактивной мощности получают с помощью датчиков 17 и 18 тока, установленных в цепях компенсатора 3 реактивной мощности и двигателей 1. Одни входы блоков 11 — 13 сравнения подсоединены к датчикам 17 и 18 тока, а вторые входы — к блокам задания (не показаны) минимального и максимального тока компенсатора !мин, !макс и максимального уровня тока двигателей ! дмакс..

Выходы блоков 11 и 13 сравнения через пороговые дискриминаторы 14 и 16 соединены с входами элемента ИЛИ 19, а выход

noporoBoro дискриминатора 15 через блок

20 управления — с управляющими входами блоком 6 коммутации. Дополнительные входы элемента ИЛИ 19 соединены с формироВателем 21 периодических импульсов и блоков 22 оперативного включения блока 8 импульсного перевозбуждения.

Для управления компенсатором 3 реактивной мощности установлен блок 23 импульсно-фазового управления и регулятор

24 реактивного тока, Датчик 25 напряжения подключен к блоку 26 сравнения, второй

1746508

Ов+Окрм+Огд=Ок+О кк

1 (2) Q в+ О к р м+ О гд= О к+ О к к

55 вход которого подключен к блоку 25 задания напряжения, а выход через регулятор 24 реактивного тока соединена с блоком 23.

Инвертор 2 имеет систему 28 управления, а выпрямитель 29 — систему 30 управления, Способ осуществляется следующим образом.

Гистерезисные двигатели 1 после запуска в рабочем режиме питаются от инвертора 2 тока, Блок 8 импульсного перевозбуждения синхронизирован напряжением на зажимах двигателей 1 (синхронизация может быть осуществлена и по току) и осуществляет импульсное намагничивание двигателей 1, что повышает и коэффициент мощности и снижает потребляемую мощность, В исходном состоянии после входа в синхронизм гистерезисные двигатели 1 неперевозбуждены. В системе имеет место баланс реактивной мощности. где Q, Окрм, Огд, Ок, Окк — соответственно реактивные мощности. расходуемые на коммутацию вентилей инвертора, компенсатора реактивной мощности, гистерезисных двигателей, коммутирующих конденсаторов 4 и компенсирующих конденсаторов 5.

Для упрощения считают, что Q не изменяется с изменением режима работы двигателей, поскольку доля ее мала, Относительные значения Ов, Окрм и О д для исходного состояния показаны на диаграмме (фиг. 3) в интервале времени to-11. В момент

t1no команде оператора подают команду на включение блока 8 импульсного намагничивания. В интервале tl tz производят намагничивание двигателей 1 одним или серией импульсов. Двигатели намагничиваются, реактивная мощность их резко уменьшается, а из условия баланса реактивной мощности в системе резко увеличивается реактивная мощность компенсатора 3.

В момент tl на интервале t1-tz она достигает максимального уровня, что приводит к срабатыванию контактора в блоке 6 и отключению части компенсирующей емкости конденсаторов 5. Если реактивная мощность двигателей 1 на момент времени t1 не достигла минимального значения, то при дальнейшем намагничивании вновь происходит рост реактивной мощности Окрм компенсатора 3. В момент времени 12 возможно дополнительное отключение части компенсирующих конденсаторов 5. Режим работы может быть подобран так, что отключаемая часть конденсаторов 5 может состо10

50 ять из одной секции, чтобы не усложнять реализацию.

После намагничивания на интервале времени tz-tä устанавливается новый баланс реактивной мощности в системе который значительно меньше, чем тот, что имел местодо перевозбуждения гистерезисных двигателей 1. В результате резко снижаются потери мощности в системе и повышается общий КПД не менее чем в два раза, Во время работы в результате изменения момента нагрузки или из-за качаний часть двигателей может начать терять режим перевозбуждения. Это приводит к увеличению реактивной мощности двигателей

1, Аналогичный процесс имеет место, если подключить дополнительное количество двигателей,. На диаграмме (фиг. 3) этот процесс показан на интервале t3 — t4 увеличением мощности гистерезисных двигателей. Из условия баланса мощностей наступает уменьшение мощности компенсатора 3 реактивной мощности. При достижении минимального уровня реактивной мощности компенсатора 3 в момент l4 подают команду в блоке 10 на создание одного или серии намагничивающих импульсов, что приводит к восстановлению перевозбуждения гистерезисных двигателей. снижению реактив- . ной мощности Огд и увеличению Окрм, В результате достигается прежнее равновесное состояние при предельном КПД sceA системы.

Выбор минимальной Окрм и максимальной осуществляется при проектировании компенсатора реактивной мощности и определяется работой на линейной части характеристики, определяющей мощность компенсатора в зависимости от угла открытия вентилей.

При подключении большой группы двигателей или выпадении двигателей в асинхронный режим величина реактивной мощности нагрузки может возрасти так, что на отрезке t4 — ts импульсное намагничивание не обеспечивает снижение реактивной мощности нагрузки, а мощность компенсатора 3 полностью выведена из работы, т.е. меньше Окрм.мин.

В этом случае для обеспечения уСтойчивости инвертора 2 после прохождения намагничивающего импульса и, если мощности компенсатора 3 реактивной мощности не возросла подают команду на подключение части компенсирующих конденсаторов 5 до восстановления режима, 1746508 когда Окрм > Окрм.мин. Это выполняет блок 6 по команде блока 10.

В схеме предусмотрена также обратная связь по току в цепи двигателей 1. Увеличение тока выше заданного колебания тока вызывает кратковременное включение блока 8 импульсного перевозбуждения, что направлено на стабилизацию энергетических характеристик, демпфирование колебаний и повышение устойчивости электропривода

Работа инвертора 2 и выпрямителя 29 в части реализации режима стабилизации частоты и регулирования тока двигателей в пусковом режиме не отличается от известного.

Формула изобретения

1. Способ управления гистерезисным электроприводом с инвертором тока, компенсатором реактивной мощности и блоком конденсаторов, включенных на выходе инвертора, при котором, регулируя угол включения тиристоров компенсатора, стабилизируют напряжение на зажимах гистерезисных двигателей, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью .повышения энергетических показателей, контролируют величину реактивной мощности, потребляемой компенсатором реактивной мощности, сравни5 вают с заданными максимальными и минимальными уровнями. этой мощности, при превышении максимального уровня задания уменьшают емкость конденсаторов, а при достижении минимального уровня этой

10 мощности формируют намагничивающий импульс тока по цепям статора гестерезисных двигателей.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и

15 устойчивости, уменьшение емкости конденсаторов осуществляют дискретно до снижения уровня реактивной мощности ниже заданного максимального, а после формирования намагничивающего импульса

20 вновь контролируют реактивную мощность и, если ее величина не превышает минимальный уровень, дискретно увеличивают емкость конденсаторов до достижения заданного минимального. уровня реактивной

25 мощности, 1746508

Редактор И.Шулла

Заказ 2402 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбиндт "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Oops

НЭК

Составитель С.Позднухов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т.Софиян