Устройство для перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода

 

Использование: в специальных технологических установках. Сущность изобретения: осуществляется передача в сеть энергии, накопленной в компенсаторе реактивной мощности. Для этого открывают полностью тиристоры компенсатора, энергия накапливается. Подают импульс в очередную фазу, энергия при этом передается в сеть. В последующей фазе сдвигают импульсы управления посредством одновибратора и дополнительного коммутатора для очередного тиристора и восстанавливают исходный угол управления для всех тиристоров компенсатора. 4 ил.

Изобретение относится к области электропривода и предназначено для использования перевозбуждения большего количества параллельно включенных гистерезисных двигателей. Известно устройство для перевозбуждения гистерезиных двигателей, где перевозбуждение осуществляется с помощью тиристорного контактора, который включен в разрыв фазы питания двигателей. Недостатками такого устройства являются низкие энергетические характеристики гистерезисных двигателей, а также низкий технический эффект как в части эффективности перевозбуждения, так и в части динамических показателей. Наиболее близким техническим решением является устройство для перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода, в котором режим перевозбуждения достигается при подключении к реактору КРМ источника тока на короткое время, в результате чего увеличивается намагничивающий ток гистерезисных двигателей. Недостатком такого устройства является небольшая экономия электроэнергии из-за низкого уровня перевозбуждения. Цель изобретения упрощение процесса перевозбуждения и повышение экономии электроэнергии путем обеспечения предельно высокой степени перевозбуждения гистерезисных двигателей. Цель достигается тем, что введены дополнительный коммутатор с основными входами, подключенными к выходам блока управления, входами задания режима перевозбуждения, синхронизирующим входом для подключения к общей шине источника питания и входом для подачи сигнала на переключение коммутатора, последовательно соединенные задающий генератор с входом для подключения к общей шине питания, счетчик, постоянное запоминающее устройство и одновибратор, выходы которого подключены к входам задания режима перевозбуждения дополнительного коммутатора, выходы которого соединены с управляющими входами тиристоров компенсатора реактивной мощности (КРМ). На фиг. 1 показана структурная схема устройство перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода; на фиг. 2 закон управления тиристорами КРМ, реализующий режим перевозбуждения; на фиг. 3 диаграмма процесса перевозбуждения при предлагаемом алгоритме управления тиристорами КРМ; на фиг. 4 периодическое повторение процессов перевозбуждения, где (на фиг. 2, 3, 4) К₁ и К₂ начало и конец режима перевозбуждения; t₂-t₃ и t₄-t₅ режимы перевозбуждения, t₁--t₂ и t₃-t₄ номинальные режимы работы компенсатора реактивной мощности; U_АВсинх, U_ВСсинх,U_САсинх-напряжения синхронизации системы управления КРМ; i, i, i фазные токи КРМ;U, U, U линейные напряжения двигателей; i,i, i фазные токи двигателей; i модуль результирующего вектора тока намагничивания двигателей. Устройство для перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода содержит основной источник питания 1 инвертор тока, подключенный к общим шинам питания 2. Общие шины через ключи 3 соединены с индивидуальными шинами питания 4. К индивидуальным шинам питания через компенсирующие конденсаторы 5 подключены группы гистерезисных двигателей 6. К общим шинам питания подключен компенсатор реактивной мощности 7, каждая фаза которого составлена из последовательно соединенных дросселя 8 и двух встречно-параллельно включенных тиристоров 9, блок управления 10 с входом синхронизации для подключения к общей шине питания гистерезисного электропривода, батарея коммутирующих конденсаторов 11, параллельно подключенная к фазным выводам компенсатора реактивной мощности. В устройство введены дополнительный коммутатор 12 с основными входами, подключенными к выходам блока управления, входами задания режима перевозбуждения, синхронизирующим входом 13 для подключения к общей шине источника питания и входом 14 для подачи сигнала на переключение коммутатора, последовательно соединенные задающий генератор 15, с входом для подключения к общей шине питания, счетчик 16, постоянное запоминающее устройство 17 и одновибратор 18, выходы которого подключены к входам задания режима перевозбуждения дополнительного коммутатора, выходы которого соединены с управляющими входами тиристоров компенсатора реактивной мощности. Устройство для перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода работает следующим образом. В номинальном режиме компенсатор реактивной мощности 7, обычно используемый в системах питания гистерезисных двигателей, работает с определенным номинальным углом управления ( α_ном) тиристорами (фиг. 2) до момента коммутации (К₁). В момент коммутации (К₁ на фиг. 2) блок коммутаторов 12 при подаче сигнала от блока 13 через вход 14 отключает блок управления 10 компенсатора реактивной мощности 7 и подключает к тиристорам 8 программированные импульсы управления. Устройство для перевозбуждения многодвигательного гистерезисного электропривода реализует следующий закон управления тиристорами (Т₁. Т₆) КРМ в интервале перевозбуждения гистерезисных двигателей. А именно: В-С вначале в момент К₁ (интервал t₂-t₃, фиг. 2) обеспечивается полное открытие (отсутствие бестоковой паузы) тиристора Т₃ ( α₃= -30^о) КРМ (как на фиг. 2, 3), энергия накапливается в реакторе фазы ВС и затем передается в сеть (в коммутирующие конденсаторы), после чего восстанавливается исходный угол управления для тиристоров этой фазы (Т₆ и Т₃). Ветвь А-В после момента К₁ (интервал t₂-t₃, фиг. 2) осуществляется пропуск импульса управления Т₄ (как на фиг. 2, 3), накопленная энергия передается в сеть (в коммутирующие конденсаторы), а затем восстанавливается исходный угол управления для тиристоров этой фазы (Т₁ и Т₄). Ветвь С-А после момента К₁ (интервал t₂-t₃, фиг. 2) для тиристора Т₅ устанавливается угол α₅ 60^о (как на фиг. 2, 3), чтобы исключить компенсацию энергии, передаваемой в сеть (в коммутирующие конденсаторы), затем восстанавливается исходный угол управления для тиристоров этой фазы (Т₂ и Т₅) и всеми тиристорами компенсатора реактивной мощности. После окончания переходного процесса (К₂ на фиг, длительность переходного процесса, контролируемая по отклонению амплитуд полуволн, составляет менее одного периода фиг. 3), коммутатор 12 отключает программируемые импульсы управления и передает на тиристоры компенсатора импульсов управления (исходным углом управления α_ном ) от блока управления 10 компенсатора. Устройство перевозбуждения гистерезисных двигателей обеспечивает увеличение намагничивающего тока ( i на фиг. 3) гистерезисных двигателей до уровня 60% от номинального тока. Повторением отдельных процессов перевозбуждения (фиг. 4 интервал t₂-t₃, t₄-t₅) с интервалом не менее 2Т (фиг. 4) может быть повышена степень перевозбуждения. Периодическое повторение процессов перевозбуждения с интервалом не менее 2Т может служить эффективным средством пассивного демпфирования колебаний роторов гистерезисных двигателей. Как показали результаты экспериментов и расчетов, изобретение, кроме того, обладает рядом экономических преимуществ. Использование предлагаемого устройства перевозбуждения позволяет увеличить КПД в 1,5 раза, cosϕ в 3 раза. Повышение КПД и cosϕ позволяет снизить ток в шинах питания гистерезисных двигателей, потери активной электроэнергии.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОЗБУЖДЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее компенсатор реактивной мощности, каждая фаза которого составлена из последовательно соединенных дросселя и двух встречно-параллельно включенных тиристоров, блок управления с входом синхронизации для подключения к общей шине питания гистерезисного электропривода, батарею коммутирующих конденсаторов, параллельно подключенную к фазным выводам компенсатора реактивной мощности, соединенным с общей шиной питания гистерезисного электропривода, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса перевозбуждения и экономии электроэнергии путем увеличения степени перевозбуждения, в него введены дополнительный коммутатор с основными входами, подключенными к выходам блока управления, входами задания режима перевозбуждения, синхронизирующим входом для подключения к общей шине источника питания и входом для подачи сигнала на переключение коммутатора, последовательно соединенные задающий генератор с входом для подключения к общей шине питания, счетчик, постоянное запоминающее устройство и одновибратор, выходы которого подключены к входам задания режима перевозбуждения дополнительного коммутатора, выходы которого соединены с управляющими входами тиристоров компенсатора реактивной мощности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4