Гистерезисный электропривод технологической линии (его варианты)

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения заключается в снижении оперегрузки инвертора в режимах несинхронизации инерционных двигателей. Цель достигаетcJRi двумя вариантами исполнения устройства . Согласно первому варианту гистерезисный электропривод технологической линии содержит группу гистерезисных электродвигателей (Д) 5, подключенных к источнику питания через инвертор (и) 1 тока. К выходу 1 пoдк нoчeны конденсаторная бата;рея 2, управляемый компенсатор 3 реактивной мощности, первые входы систем (с) 6 и 7 управления И 1 и компенсатором 3. Второй вход С 6 через дифференциально-интегрально-пропорциональное звено 16, узел 15 сравнения и частотно-фазовый детектор 13 связан с выходом задающего генератое S ра 14. Второй вход узла 15 соединен с датчиком 8 тока, установленным в цепи И 1. Второй вход детектора 13 соединен с первыми входами С 6, 7 и входом датчика 11 выходного напряжения И 1. Выход датчика 11 через

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

429 А1 (1% (И) ан 4 Н 02 Р 5/40 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3786062/24-07 (22) 22.08.84 (46) 15.10.86. Бюл. У 38 (71) Всесоюзный электротехнический институт нм. В.И.Ленина (72) В.А.Чванов и Ф,К.Реут (53) 621.313.322.001.5 (088.8) (56) Патент ФРГ И 2244757, кл. Н 02 P 7/62, 1976.

Bochringen А.Kin neues Umriehtersystem Zur Speisung eon Nittelfregnehzmotoren. - ETZ-А, 1972, т. 93, У 1, с. 8-15 (54) ГИСТЕРЕЗИСНЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к элект.— ротехнике. Цель изобретения заключается в снижении оперегрузки инвертора в режимах несинхронизации инерционных двигателей. Цель достигается двумя вариантами исполнения устройства. Согласно первому варианту гистерезисный электропривод технологической линии содержит группу гистерезисных электродвигателей (Д) 5, подключенных к .источнику питания через инвертор (И) 1 тока. К выходу

И 1 подключены конденсаторная бата рея 2, управляемый компенсатор 3 реактивной мощности, первые входы систем (С) 6 и 7 управления И 1 и компенсатором 3. Второй вход С 6 через дифференциально"интегрально-пропорциональное звено 16, узел 15 сравнения и частотно-фазовый детектор 13 связан с выходом задающего генератора 14. Второй вход узла 15 соединен с датчиком 8 тока, установленным в цепи И l Второй вход детектора 13 соединен с первыми входами С 6, 7 и входом датчика ll выходного напря-.. жения И 1. Выход датчика ll через

1264290 узел 10 сравнения, дифференциальноинтегрально-пропорциональное звено

9 связан с вторым входом С 7. В нормальном режиме работы, когда Д 5 работает в синхронном режиме, регулятор напряжения, в состав которого входят звено 9, узел 10 и датчик 11, обеспечивает равенство угла Зн запирания И 1 номинальному значению (8 U ном ) а ас To TB HG выходе И равна частоте генератора 14. При исчезновении напряжения питания напряжение на шинах 4 с помощью того же регулятора подцерживается на номи-. нальном уровне, И l не работает, а

Д 5 возбуждается конденсаторной батареей 2. В этом режиме исключается

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению гистврезисным электроприводом, и может быть использовано в системах регу" лирования многодвигательными технологическими линиями.

Цель изобретения состоит s снижении перегрузки инвертора в режимах ресинхронизации гистерезисных двига- . телей, исключени Р перенапряжения при перерывах питания инвертора и колебаний системы инвертор-гистерезисные двигатели в предсинхронном режиме.

На фиг.l приведена схема гистерезисного электропривода технологической линии; на фиг.2 — вариант его выполнения.

Гистерезисный электропривод (фиг.l) содержит инвертор 1, к выходу которого подключены конденсаторная батарея 2, управляемый компенсатор 3 реактивной мощности и через шины распределительной сети 4 группа гистерезисных двигателей 5, системы 6 и 7 управления инвертором и компенсатором реактивной мощности, связанные своими первыми входами с выходоминвертора тока, датчик 8 тока инвертора тока, дифференциально-интегрально-пропорциональное звено 9 выходом соединено с вторым входом системы управления компенсатором реактивной мощности, а входом ñîå5

I0

I5

30 перенапряжение на Д 5 и на выходе

И 1. . Регулятор, в состав которого входят блоки 8,14,13,15 устанавливает угол запирания 3н И I выше номинального значения и подготавливает

И 1 к работе в послеаварийиом режиме. После восстановления напряжения питания указанный регулятор устанавливает ток в цепи питания Д 5 больше номинальной величины, но меньше вели,чины, при которой Д 5 перешли бы в асинхронный режим. Т.о. после восстановления питания Д 5 разгоняются синхронно и по достижении номинальной скорости уголь„изменяется так,что ток в цепи питания Д5 становится равным номинальиому значению.2 с.п.ф-лы,2 ил, 3 динено с выходом первого узла 10 сравнения, датчик 11 выходного напряжения инвертора тока и задатчик

12 напряжения выходами соединены с входами первого узла сравнения, частотно-фазовый детектор 13 входами соединен с выходом инвертора тока и задающим генератором 14, а выходом подключен к первому входу второго узла 15 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 8 тока инзертора тока, а выход узла 15 сравнения через второе дифференциально-интегрально-пропорциональное звено 16 соединен с вторым входом системы управления инвертором тока.

Гистерезисный электропривод (фиг.2) дополнительно содержит управляемый выпрямитель 17 с системой

18 управления, выход управляемого выпрямителя 17 подключен к силовому входу инвертора 1 тока, а выход второго дифференциально-интегральнопропорционального звена 16 соединен с системой 18 управления управляемого выпрямителя 17.

Работа гистерезисного электропривода по фиг,l состоит в следующем.

В нормальном режиме двигатели 5 технологической линии находятся в синхронном режиме и потребляют мощность Р„ „, которой соответствует ток лнвертора

1264290 з4з

V, — — - U ccoos sF и (2) напряжение источника питания;

Ug

3 13

U созови- напряжение на шинах постоянного тока инвертора; — напряжение на вы30 ходе инвертора;

3и — угол запирания инвертора;

R — сопротивление линии постоянного тока инвертора.

В (2) Ug< Uu В,1 постоянные величины. Поэтому ток определяется углом запирания инвертора S„; Е(Р„). Эта зависимость положена в основу работы специального автоматического регулятора.

Специальный регулятор работает как регулятор тока Id, уставка которого зависит от частоты на выходе инвертора и фазы вектора напряжения на выходе инвертора относительно фа ы вектора напряжения .задающего енератора. Для этого на входы бло;а 13 частотно-фазового детектора поданы сигналы с выхода инвертора и

>т задающего генератора 14. Сигнал гока Ig с выхода блока 8 сравнивается во втором узле 15 сравнения с выходным сигналом частотно-фазового детектора и через второе дифференциально-интегрально-пропорциональное звено 16 поступает на вход системы 6 управления инвертора, тем самым

Потерями в инверторе пренебрегаем, как несущественными для проводимого ниже анализа.

Напряжение на выходе инвертора стабилизируется автоматическим регулятором напряжения (блоки 9 — 11 на фиг.l) на номинальном уровне

= U„oö = Uo. Угол запирания инвертора регулируется специальным регулятором (блоки 8, 14, 13 15 и 16 на фиг.1) так, что задается ток I), пот- 1 ребляемый инвертором от источника питания в соответствии с выражением:. задавая величину угла 3„ инвертора.

Специальный регулятор настраивается так, что в нормальном рабочем режиме соблюдается равенство правых частей выражений (1) и (2), а. угол

3ц = о„,„, и частота на выходе инвер-. тора равна частоте задающего генератора, Таким образом обеспечивается требуемый рабочий режим привода.

При перерыве питания Б = О ток бВ в цепи постоянного тока инвертора не протекает: Ig = О. Инвертор не работает. Компенсатор же (см. схему на фиг.l) с помощью регулятора напряжения (блоки 9 — 11 на фиг..l) продолжает стабилизировать напряжение на шинах 4 на номинальном уровне, а двигатели 5 возбуждаются кон-, денсаторами 2. Таким образом, при перерывах питания исключаются перенапряжения на двигателях технологической линии и на выходе инвертора.

В течение перерыва питания двигатели не получают энергии из сети и поэтому выбегают. По мере выбега двигаталей частота на шинах 4 постепенно снижается и становится ниже номи нальной, поэтому, в свою очередь, равна частоте задающего генератора.

Специальный регулятор (блоки 8, 14, 13; 15 и 16 на фиг.1) в этом режиме устанавливает угол и выше номинального и подготавливает инвертор к работе в послеаварийном режиме, когда после восстановления напряже ния источника питания потребуется разогнать двигатели 5 до номинальной скорости вращения.

После восстановления напряжения источника питания специальный регуля тор устанивливает такую величину угла Sö, при которой инвертор развивает ток Е1 больше номинальной величины, но меньше величины, при которой двигатели 5 перешли бы в асинхронный. режим разгона. При этом после перерыва литания разгон двига. телей происходит в синхронном режиме. После разгона двигателей до номинальной скорости автоматически с помощью сигнала частотно-фазового детектора 13 производится изменение угла о так, что ток I становится и равным номинальному значению соглас но (1).и, следовательно, снова восстанавливается номинальный рабочий режим. Таким образом, исключается перегрузка инвертора в режиме ре$ l 264 синхронизации двигателей н исключа-. ется асинхронный режим их работы, На фиг.2 представлен вариант электропривода, в котором введен управляемый выпрямитель. Компенсатор снабжен регулятором напряжения (блоки 11, 10 и 9 на фиг.2), который в нормальном режиме, при перерыве питания и после восстановления напряжения питания при ресинхронизации двигателей работает одинаково, обеспечивая стабилизацию на номинальном уровне напряжения на выходе инвертора. Специальный регулятор (блоки 14, 13, 15 и 16 на фиг.2) воздействует на угол управления выпрямителя g ц, а угол запирания инвертора поддерживается системой 6 управления на неизменном .уровне во всех режимах. 20

B нормальном режиме работы электропривода (фиг.2 ) специальный регулятор автоматически устанавливает значение угла, при котором выпрямитель развивает такую величину тока 11, которая обеспечивает работу двигателей 5 в.нормальном рабочем режиме. При исчезновении напряжения в питающей сети ток Ig падает до нуля, компенсатор поддерживает на выходе инвертора номинальное напряжение, а двигатели, не получая энергии из сети, выбегают, что сопровождается постепенным снижением частоты на выходе инвертора.

После восстановления напряжения в питающей сети выпрямитель 17 (фиг.2) снова вступает в работу, а специальный регулятор, регулируя угол Мь, устанавливает. величину тока Tj которая выше номинального уровня, но ниже уровня, при котором двигатели переходят в асинхронный режим, Таким образом, исключается асинх- 45 ронный режим при ресинхронизации двигателей и ресинхронизация протекает при синхронном режиме. Этим исключается также перегрузка инвертора в режиме ресинхронизации. После разгона двигателей до синхронной скорости по сигналу частотно-фазово.

ro детектора 13 через блоки 15 и 16 (фиг.2) производится изменение угла

М и ток j устанавливается равным

6 номинальному, Следовательно, после разгона двигателей до номинальной скорости вращения производится вос-..

290 становление номинального рабочего режима.

Предлагаемое устройство исключает в режимах ресинхронизации перегрузку инцертора и дополнительные потери в роторах технологической линии за счет отсутствия асинхронного режима. в режимах аварийных перерывов питания — перенапряжение на шинах двигателей н на выходе инвертора, поскольку в этих режимах функционирует введенная система стабилизации напряжения, кроме того, исключаются колебания в системе инвертор — двигатели в системе разгона двигателей, вызванные характерными для гистерезисных двигателей разными изменениями зависимостей мощности двигателей от его параметров при переходе из асинхронного режима в синхронный и обратно. формула изобретения

1 . Гистерезисный электропривод технологической линии, содержащий группу гистерезисных двигателей, подсоединенных через шины распределительной сети к выходу инвертора тока, к которым подключены также управляемый компенсатор реактивной мощности и конденсаторная батарея, системы управления инвертором тока и компенсатором реактивной мощности, связанные своими первыми входа-. ми с выходом инвертора тока, датчик тока инвертора, второй вход системы управления компенсатором реактивной мощности через первое дифференциально-интегрально-пропорциональное звено соединен с первым узлом сравнения, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности за счет снижения перенапряжений инвертора при ресинхронизам ции двигателей и исключения колебаний системы инвертор — гистерезисные двигатели в предсинхронном режиме, в него введены датчик выходного напряжения инвертора тока, задатчик напряжения, задающий генератор, частотно-фазовый детектор, второй узел сравнения, второе дифференциаль но-интегрально-пропорциональное звено, нри этом выход датчика выходного напряжения инвертора тока и задатчик напряжения подключены к входам первого узла сравнения, частотно †фазовый детектор входами соединен с вы12642

Составитель В.Тарасов

Техред В.Кадар

Редактор K.Волощук

Корректор В.Бутяга

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 5571/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 ходом инвертора тока и задающим генератором, а выходом подключен к первому входу второго узла сравнения, второй вход которого соединен с датчиком тока инвертора, а выход через второе дифференциально-интегральнопропорциональное звено соединен с вторым входом системы управления инвертором тока.

2. Гистереэисный электропривод 10 технологической линии, содержащий группу гистерезисных двигателей, подсоединенных через шины распределительной сети к выходу инвертора тока, к которым подключены также управляемый компенсатор реактивной мощности и конденсаторная батарея, системы управления инвертором тока и компенсатором реактивной мощности, связанные своими первыми входами с выходом инвертора тока, датчик тока инвертора, второй вход системы управления компенсатором реактивной мощности через первое дифференциально-интегрально-пропорциональное зве- 2 но соединен с первым узлом сравнения, а второй вход системы управления инвертором тока соединен с блоком задания угла, отличающийся

90 8 тем, что, с целью снижения установленной мощности за счет снижения перенапряжений инвертора в режимах ресинхронизации двигателей и исключения колебаний системы инвертор— гистерезисные двигатели в предсинхронном режиме, в него введены . датчик выходного напряжения инвертора тока, эадатчик напряжения, задающий генератор, частотно-фазовый детектор, второй узел сравнения, второе дифференциально-интегрально-пропорциональное звено, управляемый выпрямитель с системой управления, подключенный выходом к силовому входу инвертора тока, при этом выход датчика выходного напряжения инвертора тока и задатчика напряжения подключены к входам первого узла сравнения, частотно-фазовый детектор входами соединен с выходом инвертора тока и задающим генератором, а выходом подключен к первому входу второго узла сравнения, второй вход которого соединен с датчиком тока инвертора, а выход через второе дифференциально-интегрально-пропорциональное звено соединен с системой управления управляемого выпрямителя.