Электропривод по системе генератор-двигатель

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПО СИСТЕ.МЕ ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ, содержаш ,ий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты враш,ения двигателя, каждый из которых подключен к вычитаюш.ему входу соответствуюшего сумматора, и два дополнительных сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования параметров электропривода, в него введены два регулируемых источника тока, два релейных /J элемента и формирователь, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирующим входом соответствуюш.его основного сумматора, при этом выходы сумматора заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам первого дополнительного сумматора-, выход которого через первый релейный элемент соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, подключенного к обмотке возбуждения генератора, выходы сумматора заданного и действительного значений тока якоря и сумматора заданного и действительi ного значений частоты вращения двигателя, один - непосредственно, а другой - через СО второй релейный элемент, соединены соответственно с вычитающим и суммчрующим входами второго дополнительного сумматора выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя. 00 ел О) 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц511 Н 02 P 506

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I с

° j

t у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3514391I24-07 (22) 24.11.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) В. Г. Дрючин, В. И. Жиляков и Ю. П. Самчелеев (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) 1. Бычков В. П. Электропривод и автоматизация металлургического производства.

М., «Высшая школа», 1977, с. 48 — 56.

2. Авторское свидетельство СССР № 896732, кл. Н 02 Р 5/06, 1979. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПО СИСТЕ.МЕ ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования параметров электропривода, в него введены два регулируемых источника тока, два релейных,SU „„1078564 А элемента и формирователь, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирующим входом соответствующего основного сумматора, при этом выходы сумматора заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам первого дополнительного сумматора; выход которого через первый релейный элемент соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, подключенного к обмотке возбуждения генератора, выходы сумматора заданного и действительного значений тока якоря и сумматора заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, один — непосредственно, а другой — через второй релейный элемент,- соединены соответственно с вычитаюшим и суммирующим входами второго дополнительного сумматора выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя.

1078564

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение, в частности, для главных приводов блюмингов, слябингов и других реверсивных станов.

Известен электропривод по системе генератор-двигатель с трехконтурным подчиненным регулированием, содержащий внутренний контур с пропорционально-интегральным (ПИ) регулятором, замкнутый на напряжение генератора, средний контур с ПИ-регулятором, подключенный к датчику динамического тока якорной цепи, и внешний контур с пропорциональным регулятором, замкнутый на напряжение, пропорциональное частоте вращения или ЭДС двигателя (1).

В таком электроприводе не учитывается влияние внутренней ЭДС двигателя, что вынуждает в реальных условиях для обеспечения устойчивости его работы снижать коэффициент усиления пропорционального регулятора внешнего контура регулирования а это приводит к существенному, увеличению статизма системы, к недопустимому падению частоты вращения при набросах нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электропривод по системе генератор-двигатель, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, функции которого выполняет регулятор соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, при этом в цепь возбуждения генератора включен тиристорный преобразователь (2).

Однако известный электропривод при широком диапазоне изменения параметров объекта не обеспечивает требуемой степени инвариантности к параметрическим возмущениям. Кроме того, в указанном электроприводе компенсация параметрических и внешних возмущений, действующих на звенья объекта, осуществляется при прохождении сигналами компенсации всего тракта регуляторов. Это приводит к уменьшению статической и динамической точности системы.

Цель изобретения — повышение точности регулирования параметров электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод по системе генератор-двигатель, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, введены два регулируемых источника тока, два релейных элемента и формирователь, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирую10

48

55 щим входом соответствующего основного сумматора, при этом выходы сумматора заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора заданного и действительного значений .напряжения генератора подключены к суммирующим входам первого дополнительного сумматора, выход которого через первый релейный элемент соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, подключенного к обмотке возбуждения генератора, выходы сумматора заданного и действительного значений тока якоря и сумматора заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, один — непосредственно, а другой — через второй релейный элемент, соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами второго дополнительного сумматора, выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника тока, включенного. последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя.

На чертеже изображена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит генератор 1, двигатель 2, датчик 3 тока возбуждения, включенный в цепь обмотки возбуждения 4 генератора 1, датчик 5 напряжения генератора, датчик 6 тока якоря и датчик 7 частоты вращения двигателя 2. Каждый из указанных датчиков подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора 8, 9, 10 или 11, а также сумматора 12 и 13. В электропривод,введены регулируемые источники

14 и 15 тока, релейные элементы 16 и 17 и формирователь 18, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирующим входом соответствующего из сумматоров 8, 9, 10 и 11, при этом выходы сумматора 8 заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора 9 заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам сумматора 13, выход которого через релейный элемент 16 соединен с управляющим входом регулируемого источника 14 тока. подключенного к обмотке возбуждения генератора 1. Выходы сумматора 10 заданного и действительного значений тока якоря и сумматора 11 заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, одиннепосредственно, а другой — через релейный элемент 17, соединены с суммирующим и вычитающим входами сумматора 12, выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника 15 тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя.

Сигналы фазовых координат, поступающие с выхода модели электропривода, обо1078564

Составитель В. Кузнецова

Редактор Л.Филь Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 980/49 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная. 4 значены: I*, Ц"., 1* ию*, где 1* — ток возбуждения; Ц*. — напряжение генератора;

I* — ток якоря; и* — частота вращения.

На вход формирователя 18 подается сигнал задания. С выхода датчика 3 тока возбуждения, датчика 5 напряжения, датчика 6 тока якоря и датчика 7 частоты вращения поступают сигналы действительных значений фазовых координат электропривода.

Электропривод работает следующим образом.

До подачи задающего сигнала U на вход формирователя 18 заданные фазовые координаты электропривода I,, UЦ* ., I uLO равны нулю и, следовательно, на входы релейных элементов 16 и 17 поступают нулевые сигналы, и релейные элементы работают в скользящем режиме с нулевыми выходными сигналами. Электропривод неподвижен

После подачи сигнала задания U на вход формирователя 18 в последнем формируются заданные фазовые координаты электропривода 1*, so **,,Ц - и I Текущие значения фазовых координат электропривода I*, U„", 1 и ы измеряются с помощью датчиков 3, 5, 6 и 7. В сумматорах 8 — 11 вычисляются отклонения текущих фазовых координат электропривода от желаемых фазовых координат. В сумматоре 8 вычисляется разность между заданным значением тока возбуждения генератора 1* и действительным его значением 1 . Этот сигнал поступает на первый вход сумматора 13, а на второй его вход поступает сигнал с выхода сумматора 9, представляющий собой разность между желаемым значением напряжения генератора U и деиствительным его значением. Вы4 ходной сигнал сумматора 13 через релейный элемент 16 поступает на вход регулируемого источника 14 тока. При таком построении скользящий режим работы релейного элемента 16 обеспечивает ток I по обмотке возбуждения 4 генератора и напряжение на выходе генератора U â соответствии с заданными координатами 1- " и U„. Параметрические и внешние возмущения, действующие на генератор 1, компенсируется тем, что релейный элемент 16 всегда работает в скользящем режиме.

На сумматоре 10 сравнивается заданное значение тока якоря I* и его действительное значение 1. Как в динамическом режиме, так и в статическом эта разность определяется величиной нагрузки на двигатель 2, т. е. 1 — 1= — 1с. Сигнал с выхода сумматора 10 поступает на вычитающий вход сумматора 12 и является задающим сигналом для регулируемого источника 15 тока. Регулируемый источник 15 тока обеспечивает ток 1 в якорных цепях генератора и двигателя, равный статическому току 1 нагрузки

10 двигателя. В качестве обратной связи с регулируемого источника 15 тока используется сигнал, поступающий на суммирующий вход сумматора 12 через релейный элемент 17 с выхода сумматора 11. На сумматоре 11

15 осуществляется сравнение желаемого значения скорости т* двигателя и действительного ее значения. Соответствующим подбором коэффициента передачи сумматора 11 можно обеспечить скользящий режим работы релейного элемента 16.

20 Регулируемый источник 15 тока обеспечивает в якорных цепях двигателя 2 и генератора 1 ток, определяемый статической нагрузкой двигателя, т. е. 1 = Iо. При изменении нагрузки на валу двигателя, например, при ее увеличении, скорость ы7 двигателя 2 стремится уменьшиться и.с выхода сумматора 11 сигнал через релейный элемент 17 поступает на выход сумматора 12 в виде положительной обратной связи. Регулируемый источник 15 тока выдает в якорные цепи генератора и двигателя ток, определяемый новой статической нагрузкой на валу двигателя. При таком построении возмущения, действующие на двигатель, будут компенсироваться практически мгновенно, т. е. будет обеспечена высокая степень инЗ5 вариантности как к параметрическим, так и .к внешним возмущениям, действующим на двигатель.

Таким образом, предлагаемый электро40 привод обеспечивает высокие динамические и статические свойства. При этом регулируемый источник тока, включенный в якорные цепи генератора и двигателя, обладает мощностью, которая необходима только для покрытия потерь в якорных цепях генератора

45 и двигателя, а источником электромагнитной мощности является генератор постоянного тока.