Устройство для управления компенсатором реактивной мощности тиристорного электропривода

 

Область использования: системы тиристорного электропривода постоянного тока, например буровые установки. Сущность 2 изобретения: устройство снабжено датчиком напряжения, преобразователем коэффициента реактивной мощности и двумя сумматорами. Сигнал управления тиристорного привода через функциональный преобразователь поступает на первый вход первого сумматора, на второй вход которого приходит сигнал с датчика тока, с выхода первого сумматора сигнал пропорционально коэффициенту мощности поступает на преобразователь коэффициента реактивной мощности, далее сигнал, пропорциональный коэффициенту реактивной мощности, поступает на умножитель, куда также поступают сигналы с датчиков тока и напряжения. На выходе умножителя формируется сигнал, пропорциональный реактивной мощности, потребляемой тиристорным преобразователем, который подается на управляющий вход источника реактивной мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ л. РеспуБлик (я)я Н 02 J 3/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819798/07 (22) 16.02.90 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электропривбду в промышленности, сельском хозяйстве l4 на транспорте (72) Е.В.Давыдов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1197005, кл. Н 02 J 3/18. 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 989668, кл. Н 02 J 3/18, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

КОМП Е И САТО РОМ Р Е АКТИ В НОЙ МОЩНОСТИ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИ.ВОДА (57) Область использования: системы тиристорного электропривода постоянного тока, например буровые установки. Сущность

Изобретение относится к компенсации реактивной мощности 8 электрических сетях и может быть применено в промышленных электрических сетях с выпрямительными установками, например, для системы:тиристорного электропривода постоянного тока буровой установки.

Цель изобретения — повышение точности и эффективности управления регулируемым источником реактивной мощности в системе тиристорных электроприводов постоянного тока буровой установки и, следовательно, экономия электрической энергии.

Поставленная цель достигаегся тем, что в устройство управления регулируемым источником реактивной мощности, предназначенным для компенсации реактивной. 5U 1833939 А1 изобретения: устройство снабжено датчиком напряжения, преобразователем коэффициента реактивной мощности и двумя сумматорами. Сигнал управления тиристорного привода через функциональный преобразователь поступает на первый вход первого сумматора, на второй вход которого приходит сигнал с датчика тока, с выхода первого сумматора сигнал пропорционально коэффициенту мощности поступает на преобразователь коэффициента реактивной мощности, далее сигнал, пропорциональный коэффициенту реактивной мощности, поступает на умножитель. куда также поступают сигналы с датчиков тока и напряжения. На выходе умножителя формируется сигнал, пропорциональный реактивной мощности, потребляемой тиристорным преобразователем, который подается на управляющий вход источника реактивной мощности. 2 ил. мощности в системе тиристорных электроприводов постоянного тока. содержащую источник реактивной мощности (ИРМ) и п датчиков тока, дополнительно введены и блоков реактивной мощности, блок суммирования мощностей, блок задающего сигнала, блок сравнения. На вход блока реактивной мощности поступают сигнал напряжения управления тиристорного преобразователя 0У, сигнал U,, пропорциональный выпрямленному напряжению тиристорного преобразователя Ug u сигнал Оь пропорциональный току нагрузки

1д, при этом выход и-го блока реактивной мощности соединен соответственно с одним из входов блока суммирования мощностей, на другие и-1 входов которого

1833939 подключены сигналы с выходов и-1 блоков реактивных мощностей, выход блока суммирования мощностей соединен с входом блока сравнения, на второй вход его подключен выход блока задающего сигнала, выход блока сравнения соединен с блоком управления ИРМ. В свою очередь блок реактивной мощности состоит из датчика угла, вход которого подключен к входу системы импульсноо-фазового уп ра вл ения (СИФУ) тиристорного преобразователя, а выход с входом датчика коэффициента мощности, второй вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки ТП, выход датчика коэффициента мощности подключен к входу датчика tgp. выход егО соединен с одним из входов датчика реактивной мощности, другие два входа подключены соответственно к выходу датчика выпрямленного напряжения ТП и к выходу датчика тока нагрузки, выход датчика реактивной мощности соединен с одним иэ входов блока суммирования мощностей, На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства управле-. ния регулируемым источником реактивной мощности; нэ фиг. 2 — функциональная схема блока реактивной мощности.

Система тиристорных электроприводов постоянного тока буровой установки содержит и электродвигателей постоянного тока, подключенных к п тиристорным преобразователям. с системами импульсно-фазового регулирования. Устройство управления регулируемым источником реактивной мощности (фиг. 1) содержит и блоков реактивных мощностей 1-1п. и датчиков тока 2-2n, A датчиков напряжения 8-8л, блок суммирования 3, блок задающего сигнала 4, блок сравнения 5, источник реактивной мощности ИРМ 6 с блоком тиристорных ключей 7.

Блок реактивной мощности 1 состоит из последовательно включенных датчика угла

9, датчика коэффициента мощности 10, датчика tg р 11. датчика реактивной мощности

12. На вход датчика угла 9 подается сигнал

Оу. Выход датчика угла 9 соединен с одним из входов датчика коэффициента мощности

10, на другой вход которого подается сигнал с датчика тока якоря 2 Оь Выход датчика коэффициента мощности 10 соединен с входом датчика tg rp 11. выход последнего соединен с одним из входов датчика реактивной мощности 12. На два других входа датчика реактивной мощности 12 подаются сигнал Un с выхода датчика напряжения 8 и сигнал Ui с выхода дагчика тока якоря 2.

Предлагаемое устройство реализовано на стандартных блоках УБСР— АИ и цифровых интегральных микросхемах.

Устройство управления источником ре5 активной мощности функционирует следующим образом.

В исходном положении, когда электроприводы всех технологических механизмов не работают, сигналы управления на входах

10 СИФУ всех тиристорных преобразователей равны нулю. Пои пуске в ход одного из электроприводов или неСкольких электроприводов на . входах СИФУ появляется напряжение управления Uy. Напряжение

15 управления Uy поступает на вход датчика угла 9 блока реактивной мощности 1, Нэ выходе датчика угла 9 формируется сигнал, пропорциональный косинусу угла управления тиристорного преобразователя cosa u

20 подается на один из входов датчика коэффициента мощности 10. Датчик угла 9 реализован в виде пропорционального звена. На другой вход датчика коэффициента мощно.сти 10 подается сигнал 0) с датчика тока

25 якоря 2. Датчик коэффициента мощности 10 есть сумматор с двумя входами: инвертирующими неинвертирующим. В датчике коэффициента мощности 10 происходит вычисление следующего выражения (3)

30 совrp = совa — — — — - !о = соса- а!с (!).

EdM т

35 где m — число фаз преобразователя; ао — круговая частота питающего напряжения;

Ly — индуктивность, учитывающая рас40 сеяние реактора и индуктивность соединительных проводов;

Edn! — макСимальнаЯ выпРЯмлЕннаЯ

ЭДС преобразователя, имеющая место при угле управления, равном нулю.

45 Таким образом, при вычислении коэффициента мощности тиристорного преобразователя учитывается угол коммутации, зависящий от тока нагрузки. С выхода датчика коэффициента мощности 10 сигнал.

50 пропорциональный cosp поступает на датчик tg p. В этом датчике происходит вычисление tgp по формуле

Ъ

tQP = ((2)

55 cos p

С выхода датчика tgp сигнал. пропорциональный tgp . поступает на один из входов датчика реактивной мощности 12, нэ второй вход которого поступает сигнал U,, пропорциональный ud тиристорного преоб1833939 разователя, а на третий вход поступает сиг- ническом решении угол коммутац и тиринал Оь пропорциональный току якоря дви- сторного преобразователя учитывается при гателя ld. определении коэффициента мощности ТП в

В датчике реактивной мощности проис- датчике коэффициента мощности, сигнал с ходит вычисление величины реактивной 5 датчика напряжения учитывает нелинейность мощности по формуле (4): регулировочной характеристики ТП и вычисQ = Udld tg P, (3) ление величины реактивной мощности произТаким образом, на выходе датчика реак- водится по формуле Qm = Udldtg p. тивной мощности 12. также на выходе каж- Указанные существенные отличия подого блока реактивной мощности 1-1п 10 зволяют повысить эффективность управлеформируются сигналы, пропорциональные ния регулируемым источником реактивной величинам реактиВных мощностей, потреб- мощности, так как учитываются все фактоляемых каждым из тиристорных преобразо- ры, значительно влияющие на величину ревателей. активной мощности ТП.

Все эти сигналы поступают на блок сум- 15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я мирования 3, в котором все они складыва- Устройство для управления компенса. ются и в результате имеем сигнал, тором реактивной мощности TNpMcropkofo пропорциональный величине суммарной злектропривода постоянного тока, содерреактивной мощности, потребляемой всеми жащее датчик тока, умножитель, функциотиристорными преобразователями системы 20 нальный преобразователь, вход которого электроприводов: соединен с выходом источника сигнала упС4тп = Q1+."+Qn (4) равления тиристорным электроприводом, С выхода блокасуммирования Зсигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью пропорциональный суммарной реактивной повышения эффективности управления мощности Q< n системы тиристорных элект- 25 регулируемого источника реактивной мощроприводов поступает на вход блока срав- ности и экономии электроэнергии, в него нения 5, на другой вход которого поступает дополнительного введены преобразователь сигнал Оз от блока задающего сигнала 4. В коэффициента реактивной мощности, два блоке сравнения 5 сигналы Q» и Сз срав- сумматора, источник сигнала задания реакниваются и вырабатывается сигнал управ- 30 тивной мощности и датчик напряжения, при ления Оуир, поступающий на блок этом выход функционального преобразоватиристорных ключей 7 ИРМ 6. теля соединен с первым входом первого

Если О»п < С}з. то на выходе блока срав- сумматора, второй вход которого соединен нения сигнал U p будет равен нулю. При с датчиком тока, а выход первого сумматора превышении Qnn > Q3, формируется сигнал 35 — c первым входом умножителя, к второму и

UyppM, пропорциональный величине избы- третьему входу умножителя подключены соточной реактивной мощности. ответственно датчики напряжения и тока, а

8 зависимости or величины сигнала выход умножителя соединен с первым sxoU pM в блоке управления ИРМ формируются дом второго сумматора, второй вход которокоманды управления тиристорным ключом 40 го соединен с источником сигнала задания

ИРМ. реактивной мощности, а выход — с управляДостижение положительного эффекта ющим входом регулируемого источника реопределяется тем, что в предложенном тех- активной мощности. е,1

1833939

Составитель Е.Давыдов

Техред M.Ìoðãeíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Г

Заказ 2690 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 РаувГскав на5„4/5

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