Устройство для регулирования реактивной мощности электропривода постоянного тока с ударной нагрузкой

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации толчков реактивной мощности при работе тиристорных электроприводов постоянного тока в режиме ударных нагрузок, преимущественно для электроприводов прокатных станов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение быстродействия процесса регулирования. Устройство содержит трансформатор 3 с отпайками и датчиком 4 вторичного напряжения. Тиристорные ключи 5 включены между вторичной обмоткой трансформатора 3 и компенсирующими конденсаторами 6. К выходу датчика 8 скорости подключен блок 9 дифференцирования. Датчик 4 подключен через функциональный преобразователь 10 к первому входу блока 13 перемножения, другой вход которого соединен с выходом датчика 7 напряжения на якоре двигателя. В данном устройстве обеспечивается подключение компенсирующих конденсаторов 6 в зависимости от величины реактивной мощности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1541746

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (21) 4438419124-07 (22) 10.05.88 (46) 07.02.90. Бюл. № 5 (75) М.Ю. Файнберг (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) Корнилов Г.П., Карандаев А.С

Шурыгина Г.В. Исследование автоматизированного электропривода постоянного тока с компенсированным преобразователем. — Электротехника, 1985, №- 12, с.32-36.

Авторское свидетельство СССР № 1069065, кл. Н 02 J 3/18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПОСТОЯННОГО ТОКА С УДАРНОЙ НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации толчков реактивной мощности при работе тиристорных электроприводов постоянного тока в режиме ударных (51)5 Н 02 P 5 00 Н 02 J 3ji8

2 нагрузок, преимущественно для злектроприводов прокатных станов ° Цель изобретения — упрощение устройства и повьппение быстродействия процесса регулирования. Устройство содержит трансформатор 3 с отпайками и датчиком 4 вторичного напряжения. Тиристорные ключи 5 включены между вторичной обмоткой. трансформатора 3 и компенсирующимикондесаторами 6.К выходу дат" чика 8 скорости подключен блок 9 дифI ференцирования. Датчик 4 -подклкчен через функциональный преобразователь

1О к первому входу блока 13 перемножения, .другой вход которого соединен с выходом датчика 7 напряжения на якоре двигателя. В данном устройстве обеспечивается подключение компенсирующих конденсаторов 6 в зависимости от величины реактивной мощ,ности. 1 ил.

1541746

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсапии толчков реактивной мощности прН работе тиристорных электропринодов постоянного тока в режиме ударных нагрузок, преимущественно,цля электроприводов прокатных станов.

Цель изобретения — упрощение устро)яства и повышение быстродействия процесса регулирования. !

На чертеже изображена функциональна схема электропривода., Устройство для регулирования реактивной мощности электропринода постоян1юго тока с ударной нагрузкой, нь1полненного по системе тиристорный преобразователь 1 - двигатель 2, сод ржит трансформатор 3 с отпайками и 2р датчиком 4 вторичного напряжения, соответствующего заданному положенйю транерсы трансформатора 3, тиристорные ключи 5, включенные между вторичной обмоткой трансформатора 3 25 и компенсирующими конденсаторами. 6, датчик 7 напряжения на якоре двигателя и датчик 8 скорости, к выходу которого подключен блок 9 дифференцирования. В электропривод введены три

1 функциональных преобразователя 1012, три блока 13-.15 перемножения, д атчик 16 приложения нагрузки (показан его контакт) и ступенчатый запоминающий репейный усилитель 17,при этом датчик 4 вторичного напряжения трансформатора 3 с отпайками подклюЧен через функциональный преобразователь 10 с гиперболической характеристикой к первому входу блока 13 40 г1еремножения, второй вход которого соединен с выходом датчика 7 напряжения на якоре двигателя, а выход через функциональный преобразователь 11 с арккосинусоидальной характеристикой

< .нязан с входом функционального преобразователя 12 с тангенциальной характеристикой, выход которого подключен к первому входу блока 14 перемно-

;кения, соединенного своим вторым вхо" О ,ttoM с выходом блока 15 перемножения, входы последнего подклкчены к выходам датчика 8 скорости и блока 9 дифференцирования, а выход блока 14 перемножения соединен с входом ступенчатогo запоминающего релейного усилителя 17, к другому входу которого подключен контакт датчика 16 наброса нагрузки, а выход усилителя 17 соединен с управляющими входами тиристорных ключей 5 °

Выходной сигнал функционального преобразователя 1О обратно пропорционален максимальному напряжению 1t „ „ „ тиристорного преобразователя 1 при заданном положении траверсы трансформатора 3. Выходной сигнал блока 13 перемножения пропорционален косинусу угла регулирования преобразователя, выходной сигнал функционального преобразователя 11 — углу регулирования преобразователя 1, а выходной сигнал функционального преобразователя 12 — тангенсу угла (регулирования тиристорного преобразователя 1.

Устройство на притере электропривода прокатного стана работает следующим образом.

Момент нагрузки М на валу электро,двигателя при набросе нагрузки возникает в момент времени 1, а ток статической нагрузки в двигателе благодаря моменту инерции кинематической клети (якоря двигателя, шпинделей, валков и т,.д.) и электромагнитной инерционности якорной цепи двигателя нарастает не мгновенно, а спустя некоторое время. Следовательно, в известных устройствах регулирование реактивной мощности происходит с запаздыванием, вследствие чего, в частности, увеличивается перерегулиронание.

В то же время сигналы начального отрицательного ускорения и второй производной частоты вращения прокатного электродвигателя возникают без запаздывания в момент приложения нагрузки к валу этого двигателя, они пропорциональны величине момента нагрузки В M. Причем такой сигнал значительно опережает появление приl ращения тока прокатного электродвигателя.

Электрический сигнал, пропорциональный ускорению (замедлению) н второй производной частоты вращения прокатного двигателя, может быть получен, например, с помощью обычных дифференцирующих контуров, подключенных к зажимам связанного с прокатным электродвигателем тахогенератора.

Напряжение U на выходе тахогенетг ратора 8

1тг СР >

1541 46

= КР

О

Рр = P Cga(где у — частота вращения двигателя, 4 — поток возбуждения;

Се постоян ая двигателя.

Напряжение U< на выходе блока 15 перемножения равно р„Пт г 11дин " Ce яин где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Реактивная мощность Р равна где P — активная мощность, — угол регулирования тиристорного преобразователя.

Для получения величины, пропорциональной косинусу угла регулирования определяющему напряжение на якоре и частоту вращения прокатного двигателя 2 при известном токе на.грузки, служит блок 13 перемножения.

На входе блока 13 перемножения один из сомножителей пропорционален напряжению !1 тиристорного преобразователя 1, т.е. частоте прокатного двигателя 2.

Другой сомножитель на входе блока

13 перемножения постоянен по вели1 чине и равен т.е. обрат я NoKc но пропорционален напряжению полностью открытого тиристорного преобразователя 1 при данном положении траверсы силового трансформатора 3.

Тогда на входе блока 13 перемножения получают сигнал, равный отношению!

1 и

= cos4 !

tl макс

Выходное напряжение блока 13 перемножения поступает на вход функционального преобразователя Il, выходной сигнал которого пропорционален углу

1 регулирования о(= arccosl „.

П Мс кс

Выход функционального преобразователя 11 подключен к входу функционального преобразователя 1 2, выходной сигнал которого пропорционален тангенсу угла регулировани", 1

В блоке !4 перемножения осуществля ется перемножение двух сигналов, один из которых (на выходе блока !5 пере

10 l5

55 множения) пропорционален активной мощности Рщ на валу прокатного электродвигателя, а другой (на выходе функционального преобразователя 12) пропор ционален тангенсу угла регулирования о! тиристорного преобразователя 1 .

Тогда на выходе блока 14 перемножения получают упреждающий сигнал, пропорциональный толчкам реактивной мощности Pр

Выходное напряжение блока 14 пере" множения в качестве максимального упреждающего сигнала подается на вход ступенчатого запоминающего релейного усилителя 17, который в зависимости от величины поступающего на его вход сигнала открывает тиристорные ключи

5, подключающие к вентильной обмотке трансформатора 3 необходимое количество конденсаторов 6, соответствующих данной величине рактивной мощ" ности P

После выхода металла из клети и срабатывания (отключения) датчика захвата (не показан),.контакт 16 последнего шунтирует цепь обратной связи усилителя 17, вследствие чего напряжение этого усилителя становится равным нулю.

При этом отключаются также тиристорные ключи 5 и конденсаторы 6 и схема подготавливается к прокатке металла в следующем пропуске с подключением необходимого количества конденсаторов 6, соответствующих толчкам реактивной мощности в новом пропуске.

Таким образом, поданный в момент захвата металла максимально упреждающий во времени управляющий сигнал, пропорциональный толчкам реактивной мощности, обеспечивает своевременное подключение неодходимого количества компенсирующих конденсаторов.

Поскольку электромагнитные процессы в конденсаторах протекают быстрее по сравнению с электромагнитными процессами в якорной цепи электродвигате" ля и с процессами в цепях операционных усилителей систем авторегулирова" ния и в связи с тем, что при подключении конденсаторов к вентильной обмотке трансформатора скачкообразно повьппается напряжение основной гармоники, происходит практически мгно венное повышение выпрямленного на-. пряжения преобразователя.

l 541 746

Это способствует эффективному уменьшению динамического отклонения формула и з о б р е т е н и я

Составитель В. Кузнецова

Техреп Л.Сердюкова

КоРРектоР B. Кабаций

Редактор M. Бланар

Подписное

Тираж 452

Заказ 288

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113()35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 частоты вращения электродвигателя при ударной нагрузке.

Устройство для регулирования реактивной мощности электропривода по, стоянного тока с ударной нагрузкой, выполненного по системе тиристорный преобразователь — двигатель, содеркащее трансформатор с отпайками и атчиком вторичного напряжения, соответствующего заданному положению траверсы трансформатора, тиристорные ключи, включенные между вторичной, обмоткой трансформатора и компенси рующими конденсаторами, датчик на, пряжения на якоре двигателя и дат.чик скорости, к выходу которого под,ключен блок дифференцирования„ о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с

1 целью упрощения устройства и ловыщения быстродействия процесса регулирования, в него введены три функциональных преобразователя, три блока перемножения, датчик приложения нагрузки и ступенчатый запоминающий релейный усилитель, при этом датчик вторичного напряжения трансформатора с отпайками подключен через первый функциональный преобразователь с гиперболической характеристикой к первому входу первого блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения на якоре двигателя, а выход через второй функциональный преобразователь с арккосинусоидалъной характеристикой связан с входом третьего функционального преобразователя с тангенциальной характеристикой, выход которого подключен к первому входу второго бло" ка перемножения, соединенного своим вторым входом с выходом третьего блока перемножения, входы которого подключены к выходам датчика скорости и блока дифференцирования,„ а выход второго блока перемножения соединен с входом ступенчатого запоминающего

25 релейного усилителя, к другому входу которого подключен контакт датчика приложения нагрузки, а выходы усилителя соединены с управляющими входами тиристорных ключей.