Устройство для автоматического регулирования процессов переходных режимов электропривода

 

Класс 21с, 59„

СССР № 69816

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. И. Васильев и М. К. Блудов

Устройство для автоматического регулирования процессов переходных режимов электропривода

Заявлено 17 мая 1941 года в Народный комиссариат электропромышленности СССР за № 43592 (306811) Опубликовано 31 декабря 1947 года рости определенную закономерность вида:

d,n — = const.

dt

С помощью наиболее распространенных систем автоматического регулирования электропривода возможно получение определенной закономерности для регулируемой величины в установившемся режиме и приведение системы в новое равновесное состояние в минимальное время при минимальных отклонениях регулируемой величины от предписанных значений. Вид функции регулируемой величины в период стабилизации особого значения не имеет.

В практике, однако, требуется и другой, более сложный вид автоматического регулирования, заключающийся в получении определенной закономерности изменения регулируемой величины в процессе переходного режима.

Так, например, для осуществления плавного изменения скорости в различного рода подъемных сооружениях необходимо в процессе изменения скорости, т. е. в течение переходного режима, иметь для ско1г*

Для осуществления такой или хотя бы приближающейся к ней зависимости имеется ряд схем, как, например, схемы с управляемыми ртутными выпрямителями и специально сконструированным кулисным механизмом фазорегулятора, позволяющего получать изменение угла регулирования и, соответственно, выпрямленного значения э. д. с.

Применяются также электроприводы по схеме Леонарда с соответственно подобранными параметрами и включением дополнительной машины, шунтирующей обмотку возбуждения генератора.

Для так называемого безмаховичного привода (когда маховиком служит, ротор двигателя) желательно иметь гиперболическую зависимость между моментом двигателя и его скоростью. Эта зависимость

179 № 69816 должна особо сохраняться в процессе изменения скорости, т. е. при переходных режимах. Для указанной цели применяются схемы с введением изменяющих свою величину в зависимости оттока в главной цепи угольных сопротивлений, включенных в цепь возбуждения двигателя.

В часто реверсируемых двигателях желательно, чтобы время реверса было минимальным; однако, так как ускорение лимитировано максимально допустимым током, то это приводит к необходимости иметь при переходном режиме ток

i=const. В указанном случае применяются, например, схемы Леонарда с включенной в главную цепь дополнительной машиной, поддерживающей ток постоянным по величине в период переходного режима.

При применении управляемых ртутных выпрямителей имеются схемы с так называемым ограничением тока, что достигается подмагничиванием пиковых трансформаторов током, текущим по цепи.

Для экскаваторов требуется специальная форма характеристики, которая может быть получена при помощи схемы Леонарда или же при помощи управляемых ртутных выпрямителей с применением устройства, позволяющего менять угол регулирования в функции тока, текущего в цепи.

В последнее время для автоматизации переходных режимов применяются особые генераторы, работающие по принципу машины Розенберга.

Вышеуказанные устройства и способы автоматизации протекания переходных режимов и построения искусственных характеристик имеют, ряд недостатков, важнейшими из которых являются:

1) Ограниченность числа закономерностей изменения регулируемых величин.

2) Наличие в устройстве для автоматического регулирования инерционных элементов, что понижает точность и устойчивость работы схемы.

180

3) Ненадежность работы вследствие того, что системы не могут сохранять достаточно точно заданную закономерность в широких пределах.

4) Зависимость функции регулируемой величины от изменения параметров схемы.

В предлагаемом устройстве для автоматического регулирования переходных процессов электропривода по схеме Леонарда используется сам по себе известный прием регулирования электрических машин при помощи магнетронов, управляющих в зависимости от нагрузки током возбуждения машины.

Согласно изобретению, намагничивающая катушка магнетрона разделена на несколько секций, питание которых осуществляется от напряжений, зависящих от различных регулируемых параметров, как например, тока нагрузки, тока возоуж дения двигателя, э. д. с. генератора, числа оборотов двигателя и т. д.

Принцип . работы предлагаемого устройства для автоматического регулирования заключается в выдерживании постоянства числа амчервитков катушки магнетрона.

Предлагаемое устройство, по утверждению изобретателей, дает возможность получать весьма просто различного рода закономерности в изменении разнообразного вида регулируемых величин, дает весьма хорошую точность, надежность в работе и независимость функции регулируемой величины от изменения параметров схемы.

На чертеже, изображающем элек трическую схему предлагаемого устройства, имеются следующие обозначения: М вЂ” магнетрон; Li—

Lg — секции намагьичивающей катушки магнетрон а; У> — промежуточный каскад усиления; Уг — оконечный каскад усиления; Д и Г— двигатель постоянного тока и шунтовой генератор постоянного тока схемы Леонарда; ТД вЂ” таходинамо;

R — сопротивление; С вЂ” емкость.

Поддержание постоянства ампервитков намагничивающей катушки магнетрона обеспечивается опреде№ 69816

4 С 1 „+ 2t ленной зависимостью регулирующей величины (действующей эквивалентной э. д. с. в цепи обмотки возбуждения генератора) от магнитного поля катушки магнетрона. Если отвлечься от инерционности авторегулятора, цепей возбуждения и якорей машин, то, как известно, указанная выше зависимость должна иметь. крутопадающий характер, который легко осуществляется в пред лагаемом устройстве путем использования магнетронного эффекта.

Вполне очевидно, что при наличии крутопадающего характера зависимости регулирующей величины от ампервитков намагничивающей катушки величина последних всегда будет заключена между АW и АЙ +

+ЛАЙ . При этом увеличением чувствительности авторегулятора величину АА W можно сделать достаточно малой. Связывая ампервитки намагничивающей катушки магнетрона с различного рода регулируемыми величинами, можно .получить определенную закономерность их изменения в процессе переходного режима.

Так, например:

1) при включении секции L

АИ = k,t (где i — ток в главной цепи), и следовательно, i = const;

2) при включении L;

k2 1

di и, следовательно, — = const что

dt приближенно соответствует

d2n Ц2 ф = const;

3) при одновременном включении секций Ls и L4 что приводит к следующей закономерности:

di 1 t+ a,t = const;

4) при включении секции L

AW= /(4

dt и, следовательно, dn

dt

= const и т. д.

Таким образом можно получать самые разнообразные закономерности изменения регулируемых величин в процессе переходного режима.

Число полезных зависимостей и желаемых закономерностей может быть легко увеличено введением дополнительных секций намагничивающей катушки магнетрона, питаемых током, изменяющимся по искусственно созданному закону, или же питаемых током, пропорциональным значению параметров самой схемы, например: току возбуждения двигателя — прп включении секции L>, э. д. с. генератора (или, что почти то же самое, току возбуждения генератора) при включении секции L7, числу оборотов двигателя при включении секции ;, и т. д.

В схемах с применением в авторегуляторе инерционных элементов, которые иногда приходится вводить, например для сглаживания пульсаций регулируемой величины, возникают колебания последней.

Для компенсации этих колебаний может быть применена дополнительная секция нам агничивающей катушки магнетрона, включенная в цепь, содержащую .производные регулируемой величины.

В рассматриваемом устройстве такой секцией является секция Ь, включенная на зажимы обмотки возбуждения генератора. Для сглаживания пульсаций регулируемой величины можно применить фильтр, состоящий из сопротивления R u емкости С.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования процессов переходных режимов электропривода по схеме Леонарда с применением магнетронов, управляющих в зависимости от нагрузки током возбуждения генератора, о т ли ч а ю щ е ес я тем, что намагничивающая катушка маг181 № 69816 нетрона разделена на несколько секций, питание которых осуществляется от напряжений, зависящих от различных регулируемых параОтв. редактор М. М. Акишин метров, как например, тока нагрузки, тока возбуждения двигателя, э. д. с. генератора, числа оборотов двигателя и т. д.

Редактор Н. К. Короленко