Способ управления при испытаниях агрегатом взаимной нагрузки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - сокращение времени испытаний путем уменьшения времени перевода агрегата из одного установившегося режима в другой. Способ управления агрегатом взаимной нагрузки состоит в том, что при разгоне или торможении агрегата соответственно уменьшают или увеличивают ток возбуждения генератора от номинального значения. В процессе перевода агрегата из одного установившегося режима в другой стабилизируют ток якоря на уровне, превышающем номинальное значение, изменяя напряжения источника. При этом измеряют частоту вращения и при достижении его среднего значения, равного полусумме начального и заданного значений частоты вращения, изменяют знак производной тока возбуждения генератора. При достижении заданной частоты вращения устанавливают номинальное значение напряжения источника питания. Приведена принципиальная схема устройства для реализации способа. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 44659 79/24-07 (22) 26.07.88 (46) 07.11.90. Бюп. У 4! (71) Белорусский политехнический институт (72-) Л.С.Писарик, В.Ф,Кучерявенко, С.Х.Брики и М.Б.Сиязов (53) 621.313(088.8) (56) Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин, — Л.: Энергоатомиздат, 1984 с.93. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ АГРЕГАТОМ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — сокращение времени испытаний путем уменьше- ния времени перевода агрегата иэ одного установившегося режима в другой.

Способ управления агрегатом взаимной

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам стендов для испытания под нагрузкой электрических машин, а также редукторов и других вращающихся элементов механических передач.

Цель изобретения — сокращение времени испытаний путем уменьшения времени перевода агрегата из одного установившегося режима в другой.

На фиг.1 дана принципиальная схема устройства управления агрегатом взаимной нагрузки; на фиг.2 — графики изменения во времени потока гене.ратора Ф, напряжения источника е, тока агрегата I, скорости агрегата Я при переводе агрегата из исходного

„„Я0„„1605296 А 1 (51)5 Н 02 К 15/00, G 01 R 31/34

2 нагрузки состоит в том, что при разгоне или торможении агрегата соответственно уменьшают или увеличивают ток возбуждения генератора от номинального значения. В процессе перевода агрегата иэ одного установившегося режима в другой стабилизируют ток якоря на уровне, превьппающем номинальнбе значение, изменяя напряжения источника. При этом измеряют частоту вращения и при достижении его среднего значения, равного полусумме начального и заданного значений частоты вращения, изменяют знак производной тока возбуждения генератора.

При достижении заданной частоты вращения устанавливают номинальное значение напряжения источника питания.

Приведена принципиальная схема устройства дпя реализации способа. 2с.п. и 1.э ° и, флы 3 ил в заданный режим согласно предлагаемому способу; на фиг.3 - принципиальная схема программного блока.

О

Ю

Устройство, реализующее способ уп- Ж равления агрегатом взаимной нагрузки, (Р0 содержит двигатель и генератор 2, якорные цепи которых соединены последовательно одна с другой и с источ1 ником 3 через датчик 4 тока якорей )р а валы двигателя 1 и генератора 2 соединены между собой и с датчиком 5 скорости, при,этом обмотка возбуждения двигателя 1 подключена к источнику 6, а обмотка возбуждения генератора 2 через датчик 7 тока воэбужденияк регулятору 8.

1605296

Вхоц регулятора 8 соединен с пере-. ключающим контактом первого переключателя 9, управляемого пороговым элементом 10, вход которого соединен с выходом первого сравнивающего элемента 11 и неподвижным контактом первого переключателя 9, Другой неподвижный контакт первого переключателя 9 соединен с переключающим контактом вто- )p рого переключателя 12, управляемого первым компаратором 13. Неподвижные контакты второго переключателя 12 соединены с разнополярными выходами источника, задающего максимальный по- )5 ложительный и отрицательный токи возбуждения генератора 8. Первый вход первого компаратора 13 соединен с выходом датчика 5 скорости и вхоцом второго компаратора )4,,управляющего 2р третьим переключателем 15, переключающий контакт которого соединен с входом источника 3. Один неподвижный контакт третьего переключателя 15 соединен с выходом второго сравниваю- 25 щего элемента 16 вход которого соединен с датчиком 4 тока якорей, а вторые входы второго сравнивающего элемента 16, первого сравнивающего элемента 11, компараторов 13 и 14 и вто- 30 рой неподвижный контакт третьего переключателя 15 соединены с выходами программного блока 1?.

Программный блок 17 задает на своих выходах сигналы определяющие уровни 35 максимально допустимого тока, напряжения источника 3, тока возбуждения генератора 2, угловой скорости, при которой происходит переключение возбуждения генератора 2 и заданной ско- )О рости агрегата.

Программный блок 17 содержит генератор 18 тактовых импульсов, распредежитель 19 импульсов, ключи 20-22, потенциометры 23-27.

Выход генератора )8 тактовых импульсов соединены с входом распределителя 19 импульсов, выходы которого соединены со своими управляющими входами ключей 20-22. Ключи 20-22 соеди50 иены входами со средними точками своих потенциометров 23-27, а выходы ключей

20-22 объединены и являются выходами блока 17.

Тактовые импульсы генератора 18 преобразуются в сигналы на соответст55 вующих выходах распределителя 19, которые подключают предварительно выставленные по программе точки потенциометров 23-27 к выходам программного блока 17 с помощью. своих ключей

20-22.

Устройство работает следующим образом.

Программный блок 17 задает на своих выходах сигналы, задающие величины максимально допустимого тока

Хлоп, напряжения источника е кс Зэ тока возбуждения (потока фз) генератора 2, скорости переключения Ип возбуждения генератора 2 и заданной скорости Q3> агрегата. Эти сигналы заранее выставляются и последовательно переключаются программным блоком 17 в соответствии с программой испытаний на агрегате. В исходном состоянии переключатели 16 и 9 находятся в правом по схеме {фиг,2) положении, что обеспечивает заданный блоком )7 ток возбуждения генератора 2 за счет действия отрицательной обратной связи, осуществляемой датчиком 7 тока и первым сравнивающим элементом 11, и заданную величину напряжения е источника 3, которая определена сигналом блока 17, поступающим на правый контакт третьего переключателя 15, Скорость агрегата при этом соответствует заданной Я на выходе блока

)7, соединенном с входом второго ком паратора 14.

После установления программным блоком 17 новых значений заданных сигналов второй компаратор 14 сравнивает заданный сигнал с сигналом датчика 5 скорости и переключает контакт третьего переключателя 15 в левое положение. Источник 3 будет поддерживать заданный блоком 17 максимально допустимый ток Хд „якорей за счет действия отрицательной обратной связи, осуществляемой датчиком 4 и вторым сравнивающим элементом 16, Первый компаратор )3 переключает контакт второго переключателя 12 в правое положение, если скорость переключения, заданная блоком 17, больше скорости агрегата, контролируемой датчиком 5 (если скорость агрегата больше заданной скорости переключения, первый .компаратор 13 переключит второй переключатель 12 в левое положение) .

Первый переключатель 9 устанавли» вается в левое положение, поскольку лоро.говый элемент 10 реагирует на возникновение большого рассогласования на выходе первого сравнивающего

)605296 элемента 1) между ="èãíàëàìè датчика

7 тока и новым заданным блоком 17 сигналом на выходе первого сравнивающего элемента 11.

На выходе регулятора 8 появляется максимальный отрицательный сигнал, обеспечивающий наибольшую скорость спадания тока .возбуждения генератора

2, Агрегат разгоняется с наибольшей возможной скоростью.

Когда величина скорости превысит заданную блоком 17 скорость переключения Яппервый компаратор 13 переключит второй переключатель 12 в ле- 15 вое положение и ток возбуждения начнет расти с наибольшой скоростью, определенной максимальным сигналом на выходе регулятора 8. При достижении тока (потока) возбуждения, равного 2О заданному Ф, пороговый элемент 10 переключит первый переключатель 9 в правое положение и обеспечит требуемый ток возбуждения. При достижении скоростью заданного значения Уз вто- 25 рой компаратор )4 переключит третий переключатель 15 в правое положение и обеспечит заданное напряжение источника 3. Агрегат перейдет в новый заданный режим. При установлении программным блоком 17 нового режима работы устройства аналогична описанному вьппе.

При анализе способа для упрощения примем, что скорость изменения тока воз буждения генер атор а 3 постоянна, что допустимо при достаточном запасе по н апряжению р е гуля т ор а 8 воз буждения генератора, П „> — максимальное 4р напряжение регулятора возбуждения много больше падения напряжения на обмотке возбуждения от тока возбуждеdIв U ì ния Х т.е. — — — — - — = Ч 45

B dt 1

L - индуктивность обмотки возбуждения генератора, (— постоянная величина: в =Ч

Ф

Запишем уравнение движения агрега50 та с1Я

М вЂ” М вЂ” М ,1 Д т о

55 где I — момент инерции агрегата;

М М вЂ” электромагнитные моменты сот отвез стпенно двигателя и генератора;

М, — момент, о пр едел енный мех аническими потерями мощности в агрегате, Считаем, что в переходнь.х режимах поддерживается максимальный ток якорей I„„,а следовательно, максимальный момент If*. Примем также М = kI» где

k стем; т г коэффициент пропорциоТ нальности между током и потоком Р генератора.

При разгоне агрегата от скорости

В11 до скорости Я > вначале уменьшают ток (поток) воз буждения генератора

I q -Ц t, затем увеличивают

Т = I п + Qt начиная со скорости

Ип, где 1вн, 1вп токи возбуждения, соответствующие началу разгона и моменту переключения, Ян- скорость, при которой происходит пер е ключ ение .

Момент переключения t следует выбрать таким образом, чтобы к моменту достижения скорости Я ток возбуждения принял требуемое значение I >3 т. е. чтобы требуемые значения скорости и тока достигались одновременно, Интегрируя уравнение движения на участках до и после переключения, получим после преобразованиями„=0,5 (Q„+ )3)

Формула изобретения

1. Способ управления при испытаниях агрегатом взаимной нагрузки, содержащим машины постоянного тока с последовательным соединением якорей машин и источника, в котором при разгоне агрегата уменьшают ток возбуждения генератора от номинального и регулируют напряжение последовательно включенного источника и ток возбуждения и тем самым устанавливают заданный режим нагрузки,отличающийся тем, что, с целью сокращения времени испытаний путем уменьшения времени перевода агрегата из одного установившегося режима в другой, при торможении генератора увеличивают его ток возбуждения от номинального значения, а при переводе агрегата из одного установившегося режима в другой стабилизируют ток якоря на уровне„. лревьппающем номинальное значение, изменяя напряжение источника, при этом измеряют

1605296 частоту вращения агрегата и при достиже> ли ее значения, равного полусумме начального и заданного значений частоты вращения, измецяют знак

5 производной тока возбуждения генератора, а при дости>кении заданной частоты вращения устанавливают номинальное значение напря>кения источника.

2. Уcòðойство управления при испытаниях агрегатом взаимной нагрузки машин постоянного тока, содер.ramie источники питания якорных цепей и обмоток возбуждения, предназначенные для подключения к якорным цепям и об-;5 моткам возбуждения испытуемых машин, снабженные регуляторами датчики токов, напряжений и частоты вращения агрегата, блоки коммутации, о т л ичающее ся тем, что, сцелью 2р сокращения времени испытаний, снабжено тремя переключателями с двумя Hp поцвижными и одним попвижным контак том и цепями управления, двумя компараторами и пороговым элементом, уп- 25 равляющими переключателяьы, источником сигнала уставки регулятора возбуждения генератора, двумя сравнивающими элементами, программным блоком с пя"ью выходами соответственно с за- 3О данными 3 нМениями тока яко1>я ) на пряжения источника питания, частоты вращения, частоты переключения и тока возбуждения генератора„при этом первый выход программного блока соединен с суммирующим, а выход датчика тока — с вычитающим входами второго сравнивающего элемента, выход которого соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя, другой неподвижный контакт которого соединен с вторым выходом программного блока, при этом управляющий вход источника питания якорных. цепей соединен с под— вижньm контактом третьего переключателя, управляющие цепи которого подключены к выходу второго компаратора, 1 входы которого соединены с датчиком частоты вращения и третьим выходом программного блока, первый компаратор своими входами подключен к датчику частоты вращения и четвертому выходу программного блока, а выходом — к управляющ м цепям второго переключателя, неподвижные контакты которого соединены с раэнополярными зажимами источника сигнала уставки регулятора воз буждения генератора, а переключающий контакт — с неподвижным контактом первого переключателя, другой неподвижный контакт которого соединен с выходом первого сравнивающего элемента и входом порогового элемента, выход которого соединен с управляюшими цепями первого переключателя; подвижный контакт которого соединен с входом регулятора возбуждения генератора, при этом пятый выход программного блока соединен с суммируюшим входом первого сравнивающего элемента, вычитающий вход которого подключен к выходу датчика тока возбуждения . генератора.

3, Устройство по и. 2, о т л и— ч а ю.щ е е с я тем, что программный блок снабжен генератором тактовых импульсов, распределителем импульсов, четырьма ключевыми элемен"ами, пятью потенциометрами,, при этом генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов соединены последовательно, а выходы распределителя импульсов соединены с управляюшими входами ключевых элементов, одни выходы которых соединены со средними точками второго, третьего, четвертого и пятого потенциометров, а другие выходы представляют собой соответствующие. выходы программного блока, при этом первый выход программного блока соединен со средней точкой первого потенциометра непосредственно.

1605296

1605296

Составитель Н. Никаноров

Техред M. Дидик Корректор М. Мак симишинец

Редактор В. Бугренкова

3ак аэ 345 7 Тираж 453 Под .ясное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1