Способ автоматического управления процессом дефибрирования

 

Изобретение относится к управлению процессом дефибрирования в целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении древесной массы путем дефибрирования древесины. С целью сокращения потребления реактивной мощности из энергосистемы и повышения качества напряжения в узле нагрузки древесно-массных заводов целлюлозно-бумажных комбинатов осуществляют согласование энергетических режимов работы синхронных двигателей дефибреров с технологическими режимами обработки дефибрерных камней. Для этого автоматически регулируют токи возбуждения синхронных двигателей дефибреров в зависимости от их загрузки по активной мощности, уровня напряжения в узле нагрузки и состояния поверхностей дефибрерных камней путем измерения напряжения в узле нагрузки с помощью трансформатора и датчика напряжения, сравнения его в автоматическом регуляторе напряжения с заданным значением напряжения, а также сравнения полученной величины рассогласования с верхним и нижним уровнями напряжения в компараторе и, в случае выхода его за указанные пределы, формирования управляющего воздействия и корректировки напряжений для управления тиристорными возбудителями двигателей обоих дефибреров. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4440333/31-12 (22) 13.06.88 (46) 23.06.90. Бюл. Р 23 (71) Пермский политехнический институт (72) О.Е.Теребило, А.В.Потанин, Н.Т.Мазунин, В.А.Михайлов и В.А.Николаев (53) 676.46 (088,8). (56) Авторское свидетельство CCCP

Н 1312676, кл. H 02 J 3/12, 1987.

Авторское свидетельство СССР д 1472542, . D 21 B 1/04, 1987. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕфИБРИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к управлению процессом дефибрирования в целлюлозно-бумажной промышленности и. может быть использовано при изготовлении древесной массы путем дефибрирования древесины. С целью сокраще, ния потребления реактивной мощности из энергосистемы и повышения качества напряжения в узле нагрузки древесИзобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к управлению процессом дефибрирования при изготовлении древесной массы на дефибрерах, и может быть использовано для управления режимами потребления из энергосистемы реактивной мощности и величиной напряжения в узле нагрузки (секция шин) древесно-массного завода.

Целью изобретения является снижение потребления реактивной мощности (Д) D 21 В 1/04, Н 02 J 3/12

2 но-массных заводов целлюлозно-бумажных комбинатов осуществляют согласование энергетических режимов работы синхронных двигателей дефибреров с технологическими режимами обработки дефибрерных камней. Для этого автоматически регулируют токи возбуждения синхронных двигателей дефибреров в зависимости от их загрузки по активной мощности, уровня напряжения в узле нагрузки и состояния поверхностей дефибрерных камней путем измерения напряжения в узле нагрузки с помощью трансформатора и датчика напряжения, сравнения его в автоматическом регуляторе напряжения с заданным значением напряжения, а также сравнения полученной величины рассогласования с верхним и нижним уровнями напряжения в компараторе и, в случае выхода его за указанные пределы, формирова" ния управляющего воздействия и корректировки напряжений для управления тиристорными возбудителями двигате-. лей обоих дефибреров. 2 ил. из энергосистемы и повышение качества регулирования напряжения в узле нагрузки.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - линеаризованные статические характеристики цепных дефибреров ь1() при различных 1; и статические характеристики САР процесса дефибрирования, обеспечивающие законы q

= const.

1573065

Синхронные главные двигатели 1 и

2 (фиг.1) первого 3 и второго 4 дефибреров соединены с датчиками 5 и

6 активных мощностей, потребляемых из сети, и через соответствующие тиристорные возбудители 7 и 8 связаны с первым и вторым выходами управляющего устройства 9, первый и второй входы которого подключены соответственно к датчикам 5 и 6.

Трансформатор 10 напряжения через датчик 11 напрян<ения в узле нагрузки подключен к первому входу автомати,ч ского регулятора 12 напряжения, в ход которого соединен с первым входом компаратора 13, подключенного к третьему входу управляющего устройства 9. Трансформатор 10 напряжения по входу связан с узлом 14 нагрузки.

Первый выход задатчика 15 подключен к: второму входу автоматического рег<Улятора 12 напряжения, а второй и третий выходы - к соответствующим входам компгратора 13. 25

Кроме того, приняты следующие обозначения: Я; - скорости вращения двигателей подачи баланса дефибреров ; - коэффициенты загрузок по активной мощности главных двигателей деФибреров, 4, — показатели состояний

Поверхностей дефибрерных камней (4 > «<, острому состоянию камня

<<оответствует )<> тупому 4 э ) удельные расходы электрической энергии на дефибрирование, отрезки АВ и

ВС - участки статических характеристик САР процесса дефибрирования, соответствующие насеченному и затупленному состоянию дефибрерных камней. <0

Сущность способа заключается в следу<ощем.

В исходном состоянии системы регулирования процесса дефибрирования режим работы первого дефибрера соответ- <5 ствует точке А (фиг.2а). Дефибрерный камень дефибрера 3 (фиг.1) острый, так как произведена его насечка и имеет показатель состояния поверхности 1, . Двигатель подачи баланса к

50 камню имеет скорость вращения Ы,.

Главный двигатель 1 дефибрера работает с относитепьной загрузкой по активной мощности, = 0,6 и током возбуждения, обеспечивающим режим компен

55 сации реактивной мощности и стабилизации напряжения в узле нагрузки.

Требуемый ток возбуждения синхронного двигателя 1 получают путем подачи на вход систеиь< импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорного возбудителя

7 напряжения управления U „< с первого выхода управляющего устройства 9, на первый вход которого для этого подают напряжение U,, пропорциональное активной мощности, потребляемой двигателем 1 иэ сети с выхода датчика 5 мощности, а на третий вход - напряжение U< с выхода компаратора 13.

В исходном состоянии режим работы второго дефибрера 4 соответствует точке В (фиг.2б). Его камень (фиг.1). имеет показатель состояния поверхности 1, т.е. находится в притупленном состоянии по сравнению с камнем первого дефибрера. Двигатель подачи баланса вращается со скоростью Я

Главный двигатель 2 второго дефибрера работает с относительной загрузкой по активной мощности P = 0,8 и током возбуждения, обеспечивающим режим нулевой реактивной мощности и отсутствия стабилизации напряжения, так как при загрузке по активной мощности

Р 0,8 синхронный двигатель нецелесообразно использовать в режиме компенсатора реактивной мощности и стабилизатора напряжения. Требуемый ток возбуждения синхронного двигателя 2 получают путем подачи на вход СИФУ тиристорного возбудителя 8 напряжения управления U u с второго выхода управ.пяющего устройства 9, на второй вход которого для этого подают напряжение пропорциональное активной мощности, потребляемой двигателем 2 из сети (с выхода датчика 6 мощности), а на третий вход - напряжение U с выхода

g компаратора 13.

В процессе дефибрирования происходит неизбежное затупление дефибрерных камней, сопровождающееся увеличением показателей состояний их поверхностей

4<, () <, фиг.2), При этом системы автоматического регулирования, обеспечивающие поддержание постоянства заданных соотношений между потребляемой синхронными двигателями дефибреров электрической мощностью и их производительностью, автоматически увеличивают скорость вращения двигателя подачи баланса. Последнее приводит к увеличению загрузки обоих синхронных двигателей по активной мощности. При этом для обеспечения режима компенсации реактивной мощности синхронным двигателем 1 и стабилизации напряжения

55

5 15 при работе первого дефибрера на у«астке АВ характеристики а „= const (фиг,2а) и для получения режима нулевой реактивной мощности синхронного двигателя 2 и отсутствия стабилизации напряжения при работе второго дефибрера на участке ВС характеристики q = const (фиг.2б) автоматик чески регулируют токи возбуждения обоих синхронных двигателей в функции загрузки их пс активной мощности уровня напряжения в сети и с учетом состояния поверхностей дефибрерных камней.

С течением времени (от полутора до трех суток) состояние поверхности камня первого дефибрера достигает значения 9, загрузка первого главного двигателя достигает значения

P, = 0,8 (точка В, фиг.2а). Последнее приводит к увеличению напряжения U, и соответственно U, до таких значений, при которых автоматически снижают ток возбуждения двигателя первого дефибрера до заданного минимального значения, обеспечивающего режим нулевой реактивной мощности, и отсутствия стабилизации напряжения в узле нагрузки.

К этому времени показатель состояния поверхности камня второго дефибрера достигает значения 1 (камень тупой), а загрузка его двигателя достигает значения P = 1,0 (точка С, фиг.2б), При этом выходное напряжение U - датчика 6 мощности и соответ. ственно напряжение U (фиг.1) достигает таких величин, при которых по. дают сигнал на звуковую сирену, оповещающую дефибрерщика о необходимос. ти очередной насечки камня второго

„ дефибрера 4. Производят насечку камня и приводят систему регулирования второго дефибрера в точку А (фиг.2б).

При этом устанавливают ток возбуждения синхронного двигателя 2, обеспечивающий режим компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения в узле нагрузки. 8 этом режиме второй двигатель работает на участке АВ характеристики q+ = const.

Первый дефибрер в это время работает на участке BC характеристики

q < = const, но в режиме нулевой реактивной мощности и отсутствия стабилизации напряжения, так как загрузка его главного двигателя P, > 0,8 (фиг.2а). Этот режим работы первого

6 двигателя продолжается до точки С, в которой загрузка двигателя становится равной (3 = 1,0. При этом для обеспечения режима компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения синхронным двигателем 2 при работе второго дефибрера на участке

АВ характеристики = const и обеспечения режима нулевой реактивной мощности синхронного двигателя и отсутствия стабилизации напряжения при работе первого дефибрера на участке

BC характеристики q = const автома1 тически регулируют токи возбуждения обоих синхронных двигателей в функции загрузки их по активной мощности, уровня напряжения в сети и с учетом состояния поверхностей дефибрерных

20 камней.

При достижении загрузки главного двигателя первого дефибрера значения

Р, = 1,0 (точка С, фиг.2а) выходное напряжение U äàò÷èêà 5 мощности и

25 соответственно напряжение U (фиг.1) достигают таких величин, при которых подают сигнал на звуковую сирену, оповещающую дефибрерщика о необходимости очередной насечки камня перво 0 го дефибрера 3. Производят насечку камня и приводят систему регулирования первого дефибрера в точку А (фиг.2а) и устанавливают ток возбуждения синхронного двигателя 1, обеспечивающий режим компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения. В этом режиме первый двигатель работает на участке АВ характеристики с1, = const.

4О К этому времени второй дефибрер переходит работать на участок ВС характеристики 1 = const, à его главный двигатель 2 работает в режиме нулевой реактивной мощности и отсут5 ствия стабилизации напряжения. Далее указанный цикл работы повторяют.

Таким образом, если главный двигатель 1 первого дефибрера, имея насеченный камень на валу, работает в режиме компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения в узле нагрузки (участок АВ характеристики q< = const), то главный двигатель 2 второго дефибрера, имея притупленный камень на валу, работает в режиме нулевой реактивной мощности и отсутствия стабилизации напряжения (участок SC характеристики q

const). Если же главный двигатель

15 3065

1 первого дефибрера, имея притупленный камень на валу, работает в режиме нулевой реактивной мощности и отсутствия стабилизации напря> ения (участок ВС характеристики

= const), то главный двигатель 2 второго дефибрера, имея насеченный камень на валу, работает в режиме компенсации реактивной мощности и стаби- 10 лизации напряжения (участок AB характеристики q = const).

За счет согласования технологического режима изготовления древесной мвссы с автоматическим регулировани- 15 ем режимов возбуждения синхронных дВигателей в функции их активной мощнрсти, уровня напряжения в сети и с учетом состояния поверхностей дефибрерных камней по крайней мере двух де-20 фйбреров осуществляют ре>ним компенсации реактивной мощности и стабилизацИи напряжения в узле нагрузки комбината, что снижает потребление реактивной моц>ности из энергосистемы и

25 повышает качество напряжения, следовательно, снижает себестоимость дефибрируемой древесной массы, а также повышает срок службы электрооборудования, питающего от данного узла нагрузки.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

Активную мощность, потребляемую синхронными двигателями 1 и 2 дефибреров на выполнение технологической операции изготовления древесной массы, контролируют датчиками 5 и 6 активных мощностей.

l 40

Выходные сиг налы U, и ц указанных датчиков подают на два входа управляющего устройства 9. Одновременно с помощью трансформатора 10 напряжения койтролируют уровень напряжения в узле 14 нагрузки . Выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора 10 напряжения подают на вход датчика 11 напряжения в узле 14 нагрузки. После преобразования выходное напряжение

U, пропорциональное фактическому напряжению в узле 14 нагрузки, пода@T на вход автоматического регулятора 12 напряжения. На второй вход последнего от задатчика 15 подают сиг55 нал U >, пропорциональный заданному уровню напряжения в узле 14 нагрузки.

После сравнения указанных сигналов регулятор 12 напряжения вырабатывает управляющий, сигнал Бт, который подают на первый вход компаратора 13. На два других вхоца компаратора 13 подают от задатчика 15 сигналы управления

U »,. U . Последний сравнива т сигнал U с сигналом задания U напря 7 1 женив в узле 14 нагрузки и сигналом

U>< пропорциональным заданному пределу изменения напряжения. В результате сравнения указанных сигналов компаратор 13 вырабатывает управляющий сигнал U, который с выхода последнего подают на третий вход управляющего устройства 9. Последнее в зависимости от величины активной мощности, потребляемой синхронными дви" гателями дефибреров из сети, от уровня напряжения в узле нагрузки, а также от состояния поверхности дефибрерных камней (т.е. работают ли дефибреры на участках характеристик АВ или

ВС, фиг. 2а и б), вырабатывает управляющие сигналы U ч,, Uq, которые по" дают на входы систем импульсно-фазового управления тиристорных возбудителей 7 и 8 синхронных двигателей 1 и 2„ С выхода последних требуемые автоматически регулируемые значения напряжений возбуждения подают на обмотки возбуждения синхронных двига-,елей 1 и 2, по которым под действием указанных напряжений протекают требуемые автоматически регулируемые токи возбуждения. В результате устройство обеспечивает работу по крайней мере двух синхронных двигателей или в режиме компенсации рсактивной мощности и стабилизации напряжения в узле нагрузки древесно-массного завода или в режиме нулевой реактивной мощности и отсутствия стабилизации напряжения, !

Последняя способность позволит осуществить комплексное регулирова>-:"èå реактивной мощности и напряжения в узле нагрузки и дает возможность согласовать технологический режим процесса дефибрирования с энергетическими режимами работы по крайней мере двух дефибреров.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ автоматического управления процессом дефибрирования, осуществляемый двумя дефибрерами,, приводимыми во вращение синхронными двигателями, 1573065

10 путем насечки камня одного дефибрера и затупления камня другого дефибрера, регулирования величины токов возбуждения обоих двигателей дефибреров s зависимости от величин активных мощностей, потребляемых .ими из сети, отличающийся тем, что, с целью снижения потребления реактивной мощности из энергосистемы и повышения качества регулирования напряжения, измеряют напряжение узла нагрузки, сравнивают его с заданным напряжением, полученную величину рассогласования сравнивают с максимальным и

5 минимальным допустимыми уровнями напряжения и в случае отклонения величины рассогласования напряжений от указанных уровней корректируют величину токов возбуждения обоих двигателей дефибреров.

1573065 и а

ФИ8. 2

Составитель Н.Кореева

Редактор Н,Бобкова Техред Л.Сердюкова Корректор ".Kopollb

Ч

Заказ 1623 Тираж 331 Подписное ,.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

113335, Носква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191