Способ автоматического регулирования
Ссюа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 09.111.1966 (№ 1061435/26-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 16.V.1967. Бюллетень № 11
Дата опубликования описания ЗОХ!.!967
К. I. 2 1 с, 4 6, 50
МПК С 051
УД К 621,3.078-83 (088.8) Комитет по долам иаобретеиий и открытий при Сонете Мииистров
СССР
Авторы пзобрсгепия А. Я. Лернер, С. И. Бернштейн, Б. Г. Волик и А, Ф. Барышев
Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) 3; япитель
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛ ИРОВАН ИЯ
М01ЦНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТИПА
ГЕН EPATOP — ДВИГАТЕЛЬ
Известны способы автоматического регулирования мощности электроприводов типа генератор — двигатель, основанные на раздельном возбуждении либо генератора, либо двигателя. Однако эти спосооы позволяют управлять мощностью электропривода, если заранее достаточно полно заданы условия и режимы его работы привода.
Предлагаемый способ позволяет автоматически регулировать мощность электропривода
КаК по цепи возбухкденпя двигателя, так и IIo цепи возбуждения генератора в зависимости от тскугце о режима работы агрегата. Для этого выбирают опорное значение мощности генератора, исходя из оценки характера условий работы привода, и измеряют текущие значения мощности генератора и скорости вращения вала. При скорости вращения вала, меньшей номинальной, регулируют возбуждение генератора, а прп скорости вращения вала, большей номинальпсй, регулируют возбуждение двигателя, непрерывно поддерживая опорное значение мощности генератора.
Для повышения надежности привода при работе в области моментов нагрузок, температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала, выходящих за расчетные границы, измеряют температуру нагрева двигателя и значение его главного тока и непрерывно корректируют величину опорной мощности генератора, поддерживая предельно допустимые значения температуры liaгрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — основные характеристики двигателя и нагрузки; па фиг. 3 -- характеристика усилителей с пастрашааемой зоной нечувствп10 тел ьностп.
Схема содержит: генератор 1; двигатель 2: устройство 3 возбуждения генератора; устройство 1 возбуждения двигателя; датчик а мощ15 ности; сравнивающее устро"; рслс 7 и.рекгпочения регулирующих органов; стабилизирующее устройство Ь по капа Iy управления гозбуждением генератора; стабилизирующее устройство 9 по каналу управления возбужде20 пнем двигателя; датчик 10 тока; усилитель 11 с настраиваемой зоной нечувствительности; стабилизирующее устройство 12 в цепи регулирования тока; устройство 18 вычисления температуры; усилитель 14 с настраиваемой
25 зоной нечувствительности; стабилизирующее устройство 15 в цепи регулирования температуры; датчик 16 скорости вращения; усилитель 17 с настраиваемой зоной нечувствительности; стабилизирующее устройство 18 в це30 пи регулирования скорости вращения.
196152
3
Зона нечувствительности (см. фиг. 3) сооТветствует максимально допустимому значению главного тока "I для усилителя 11, максимально допустццрм - температуре нагрева Т для усилителя I4 и, максимально допустимои скорости враШФ®У Ф дл@усилителя 17.
Когда привод раоотает в области расчетных допустимых моментов нагрузки и скорости вращения, ограниче(ных пределами М„и п (фиг. 2), действует канал регулирования заданной мощности Уц(Л, Л, Жз, Ж„). Эта область разбита на две зоны. В зоне 1 возбуждение двигателя остается равным номинальному значению U>p (Ф„=Ф„„=сопз(), а возбуждение генератора изменяется таким образом, чтобы выполнялось условие Ж=ЯО. В зоне II возбуждение генератора остается равным U 0, а меняется возбуждение двигателя (Ф Ф „ ). Границей зон является линия n„ номинальной скорости вращения двигателя.
Процесс регулирования протекает, как в обычной системе, по отклонению ЛФ=Л 0 — Л, действующему в зоне 1 по каналу управления возбуждением генератора, а в зоне II — по каналу управления возбуждением двигателя.
Переход с одного канала на другой осуществляется с помощью реле 7, на вход которого поступает сигнал с датчика 1б скорости вращения. Разбиение области регулирования на две зоны позволяет с помощью машин меньшей мощности, чем установленная, охватить большую область работы.
В рассмотренной области работы сигналы на выходе каналов регулирования главного тока, температуры и скорости вращения отсутствуют. Как только нагрузка превысит максимальный момент М, а следователы о, и значение главного тока 1 (М = С„Ф„(, где Фд — — const) превысит предельно допустиMbIH 1,, HB выходе QcHo7HTc. п 11 появится сНгнал, который, пройдя через стабилизирующее устройство 12, изменит заданную мощность
Л О и выберет такую характеристику N,, при которо" I = I„,. Таким орбазом, усилитель 11 в этом случае выполняет функции двух звеньев: коммутирующего элемента и сравнивающего устройства.
Сигнал рассогласования Al=1„,— (на выходе усилителя 11 всегда имеет один и тот же знак в отличие от обычных систем регулирования. Это позволяет осуществить естественный переход в область нормальной работы после исчезновения возмущения на валу двигателя. В рассматриваемом режиме автоматически собирается каскадная схема регулирования тока.
Работа с моментами нагрузки, длительно превышающими номинальное значение, но не достигающими максимально допустимых значений, вызывает повышенный нагрев машины.
Когда температура Т нагрева на выходе устройства 18 достигает предельно допустимого значения Т, на выходе усилителя 14 появится сигнал, пропорциональный рассогласова.нию КТ=-T,„— Т, который через стабилизиру15
65 ющее устройство 15 ограничивает мощность
N<> до величины, соответствующей T--Т . Ограничение по температуре может действовать совместно с ограничением по току, что вполне допустимо, так как оба ограничения действуют в сторону снижения заданной мощности.
Температура нагрева электродвигателя может быть ьычислена на основе простейшего уравнения теплового баланса:
Π— + = kl ;
Т . +,„, где: Π—; к — коэффициент пропорциональности, зависящий от сопротивления обмоток и коэффициента теплоотдачи; т — температура перегрева; т,„р температура окружающей среды.
Таким образом, для вычисления температуры необходимы три блока: квадратор, апериодичсское звено и сумматор. Для тех приводов, которые снабжены устройствами измерения температуры, необходимость в вычислении температуры отпадает, и система регулирования упрощается.
Работа канала регулирования предельно допустимой скорости вращения двигателя идентична действию каналов тока и температуры.
В качестве стабилизирующих устройств для блоков 8, 9, 12 и 15 могут быть использованы пропорциональные звепья, для блока 18— пропорционально-дифференцирующее звено.
Предмет изобретения
1. Способ автома гического регулирования мощности электропривода типа генератор двигатель, основанный па раздельном возбуждении генератора и двигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей привода при его работе в области расчетных допустимых моментов нагрузки и скорости вращения вала двигателя, выбирают опорное значение мощности генератора, исходя из оценки характера условий работы привода, измеряют текущие значения мощности генератора и скорости вращения вала и при скорости вращения вала, меньшей номинальной, регулируют возбуждение генератора, а при скорости вращения вала, превышающей номинальную, регулируют возбуждение двигателя, поддерживая непрерывно опорное значение мощности генератора.
2. Способ по п. 1. отличающийся тем, что. с целью повышения надежности работы привода при его работе в области моментов нагрузок, температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала, выходящих за расчетные границы, измеряют температуру нагрева двигателя и значение его главного тока и непрерывно корректируют величину опорной мощности генератора, поддерживая предельно допустимые значения температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала.
Редактор Н. Громов
Составитель И, Шувалова
Техред Т. II. Курилко Корректоры: Л. В. Наделяепа и Е. Н. Гудзона
Заказ 1922/8 Тираж 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам пзобрстсний и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д, 4
Типография, rrp. Сапунова, 2
