Устройство электромеханического управления


 


Владельцы патента RU 2491708:

Часовской Александр Абрамович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором. Техническим результатом является автоматическое регулирование напряжения без увеличения громоздкости и с увеличением экономии энергоресурсов. В устройство электромеханического управления введены умножитель напряжения, тороидальный потенциометр, привод, блок из двух автоматических расцепителей и коммутатор, при этом выход трехфазного выпрямителя соединен с первым входом автоматического расцепителя, имеющего выход, соединенный с первым входом блока из двух автоматических расцепителей, имеющего второй вход, первый, второй выходы, соответственно соединенные через тороидальный потенциометр, через умножитель напряжения с вышеупомянутым выходом автоматического расцепителя, через коммутатор с входом электродвигателя, с входом привода, жестко связанного с тороидальным потенциометром. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления валом генератора. Известно устройство электромеханического управления, входящее в состав системы автономного электропитания, изложенного в патенте автора №2284644.

В его состав входят синхронный генератор и электродвигатель постоянного тока. С валом синхронного генератора может быть жестко связан вал двигателя. Кроме того, с генератором жестко связан и вал электродвигателя постоянного тока. Последний же может быть жестко связан с исполнительным механизмом в виде колесной пары, гребного винта и т.д. Однако время инерционного вращения вала после отключения двигателя может быть увеличено благодаря обеспечению поддержания постоянного напряжения с выхода трехфазного выпрямителя путем его автоматического регулирования перед поступлением через автоматический расцепитель на вход электродвигателя. При этом на вход трехфазного выпрямителя три фазы поступают с синхронного генератора. Однако экономия энергоресурсов не может быть увеличена.

Известно устройство электромеханического управления, представленное в патенте автора №2396695. В нем в отличие от вышеупомянутого вводится пульт управления двигателем, выдающий электрический сигнал в двигатель. При отсутствии такого сигнала срабатывает автоматический расцепитель и пропускает напряжение в электродвигатель. В нем осуществляется автоматическое регулирование при разных скоростях вращения вала генератора. Однако увеличенный интервал регулирования требует увеличения громоздкости. Кроме того нет возможности увеличить экономию энергоресурсов. С помощью предлагаемого устройства осуществляется автоматическое регулирование напряжением без увеличения громоздкости и с увеличением экономии энергоресурсов. Достигается это введением умножителя напряжения, тороидального потенциометра, привода, блока из двух автоматических расцепителей и коммутатора, при этом выход трехфазного выпрямителя соединен с первым входом автоматического расцепителя 7, имеющего выход, соединенный с первым выходом блока из двух автоматических расцепителей, и имеющего второй вход, первый, второй выходы, соответственно соединенные через тороидальный потенциометр, через умножитель напряжения с вышеупомянутым выходом автоматического расцепителя, через коммутатор с входом электродвигателя, и с входом привода, жестко связанного с тороидальным потенциометром.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения

1 - исполнительный механизм,

2 - электродвигатель постоянного тока,

3 - синхронный генератор,

4 - двигатель,

5 - трехфазный выпрямитель,

6 - пульт управления двигателем,

7 - автоматический расцепитель,

8 - коммутатор,

9 - умножитель напряжения,

10 - привод,

11 - тороидальный потенциометр,

12 - блок из двух автоматических расцепителей, при этом исполнительный механизм 1 жестко связан с электродвигателем постоянного тока 2, имеющим жесткую связь с синхронным генератором 3 жестко связанным с двигателем 4, имеющим вход соединенным с выходом пульта управления двигателем 6, соединенным так же со вторым входом автоматического расцепителя, имеющим первый вход соедидненный с выходом трехфазного выпрямителя 5, первый, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым, вторыми третьим выходами синхронного генератора 3, а выход автоматического расцепителя 7 соединен через умножитель напряжения 9, через тороидальный потенциометр 11 со вторым входом блока из двух автоматических расцепителей 12, имеющим первый вход и первый и второй выходы соответственно соединенные: с выходом автоматического расцепителя 7, через коммутатор 8 с входом электродвигателя постоянного тока 2, с входом привода 10, жестко связанного с тороидальным потенциометром 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом

Двигатель 4, который может быть внутреннего сгорания или дизель, осуществляет вращение вала на разных скоростях и жестко связан с синхронным генератором 3, имеющим жесткую связь с электродвигателем постоянного тока 2, жестко связанным с исполнительным механизмом 1. При этом включение двигателя 4 осуществляется путем подачи электрического сигнала с пульта управления двигателем 6. После же отключения двигателя 4 вал синхронного генератора 3 будет продолжать вращаться в инерционном режиме. При этом величина переменного напряжения с выходов генератора зависит от скорости вращения вала. Это напряжение преобразуется в постоянное в трехфазном выпрямителе 5. И через автоматический расцепитель 7, срабатывающий при отсутствии электриского сигнала с пульта 6 при выключенном двигателе 4, через умножитель напряжения 9, увеличивающий напряжение, тороидальный потенциометр 11 поступает на второй вход блока из двух автоматических расцепителей 12, имеющего первый вход, соединенный с выходом автоматического расцепителя 7, и первый и второй выходы соответственно соединенные: через коммутатор 8 с входом электродвигателя 2 и с входом привода 10, жестко связанного с вышеупомянутым потенциометром. При этом в блоке 12 фиксируются только первоначальное напряжение. Пример использования тороидального потенциометра представлен в книге С.П. Колосов и др. «Элементы автоматики» изд. Машиностроение, М, 1970, стр.105, рис.60, а пример использования автоматических расцепителей, которые могут фиксировать отсутствие напряжения или определенное его значение превышающее над другим или отсутствие превышения представлены в книге Е.С. Трауба и В.Т. Миргородский 1985, М, Высшая школа, стр.142-143, а так же в книге М.А. Шустов «Источники питания и стабилизаторы», 2007, М, «Альтекс» стр.90.

Автоматическая регулировка напряжения осуществляется следующим образом. Вал тороидального потенциометра 11 жестко связан с приводом 10. Первоначально при отсутствии равенства зафиксированного начального напряжения с расцепителя 5 и напряжения с потенциометра 11 сработает первый автоматический расцепитель блока 12. При этом в зависимости от превышения этого напряжения над напряжением с потенциометра, или напряжения с потенциометра над напряжением с расцепителя 7, с выхода блока 12 будет выдаваться положительное или отрицательное напряжение на вход привода 10. В результате привод будет вращать вал потенциометра 11 в ту или иную сторону, изменяя напряжение на его выходе до тех пор, пока в блоке 12 не будет зафиксировано напряжение равное первоначальному зафиксированному с расцепителя 5, которое проходит на выход потенциометра 11.

При этом сработает второй расцепитель блока 12 и пропустит напряжения с тороидального потенциометра через коммутатор 8 в электродвигатель 2. Необходимо отметить, что уменьшение напряжения после первоначального на выходе трехфазного выпрямителя 5 при инерционном движении без двигателя 4 не будет зафиксированы в блоке 12. Это обеспечивает стабилизацию напряжения. По мере инерционного движения и уменьшения напряжения на выходе умножителя осуществляется уменьшение падения напряжения на потенциометре 11. Таким образом, умножитель 9 и потенциометр 11 и привод выполняют функции автоматического стабилизатора. Предел уменьшения падения напряжения на потенциометре 11 зависит от степени увеличения напряжения в умножителе. Таким образом обеспечивается поддержание напряжения на входе электродвигателя 2 более длительное время. С помощью коммутатора осуществляется отключение электродвигателя 2 и обеспечивается инерционное движение без двигателей. Далее благодаря коммутатору 8 снова включается электродвигатель 2. В конце инерционного движения потенциометр устанавливается на наименьшее падение напряжения. Далее может быть принято решение о включении двигателя 4, а пример конкретного исполнения умножителя напряжения представлен в книге М.А. Шустов «Источники питания и стабилизаторы», М., Изд. дом «Додека XXI», Альтекс, 2007 г., стр.33-35. В устройстве также могут быть предусмотрены потребляемые узлы, куда поступает напряжение с генератора.

В качестве исполнительного механизма может быть использован редуктор, колесная пара, пропеллер, винт и т.д. Таким образом благодаря увеличению предела стабилизации увеличивается экономия энергоресурсов, экономия также обеспечивается благодаря отключению дополнительных узлов при включении двигателя. Возможен вариант исполнения когда выход выпрямителя соединен с входом потенциометра. Однако при этом уменьшается время инерционного движения. Предлагаемое устройство может быть использовано и в подвижных автомобильных и железнодорожных устройствах, где обеспечивается увеличение времени инерционного движения, а следовательно и экономия энергоресурсов. Данный метод можно использовать и в системах электроуправления и электропитания.

Устройство электромеханического управления, состоящее из двигателя, пульта управления двигателем постоянного тока, исполнительного механизма, трехфазного выпрямителя и автоматического расцепителя, где исполнительный механизм жестко связан с электродвигателем постоянного тока, имеющим жесткую связь с синхронным генератором, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя, и имеющим жесткую связь с двигателем, вход которого соединен с выходом пульта управления двигателем и со вторым входом автоматического расцепителя, отличающееся тем, что вводится умножитель напряжения, тороидальный потенциометр, привод, блок из двух автоматических расцепителей и коммутатор, при этом выход трехфазного выпрямителя соединен с первым входом автоматического расцепителя, имеющего выход, соединенный с первым выходом блока из двух автоматических расцепителей, имеющего второй вход, первый, второй выходы, соответственно соединенные через тороидальный потенциометр, через умножитель напряжения с вышеупомянутым выходом автоматического расцепителя, через коммутатор с входом электродвигателя, с входом привода, жестко связанного с тороидальным потенциометром.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных машинах. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания стабилизированных электромашинных источников электропитания на базе синхронных генераторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электромашинных систем генерирования электроэнергии, предназначенных для электрооборудования летательных аппаратов и других автономных объектов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе оборудования для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты автоматического регулятора напряжения от противоэлектродвижущей силы, создаваемой реакцией арматуры электрогенератора при подсоединении к нему фазоопережающей нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве управления выходным напряжением электрогенератора со средством стабилизации выходного напряжения, учитывающим воздействие повышения намагниченности при подключении фазоопережающей нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты автоматического регулятора напряжения от противоэлектродвижущей силы, создаваемой реакцией арматуры электрогенератора при подсоединении к нему фазоопережающей нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве управления выходным напряжением электрогенератора со средством стабилизации выходного напряжения, учитывающим воздействие повышения намагниченности при подключении фазоопережающей нагрузки.

Изобретение относится к способу и устройству для определения тока возбуждения в обмотке возбуждения электрической машины со статором (2) и ротором (4). .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления валом электродвигателя. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности может быть использовано для автоматического регулирования возбуждения синхронных машин (СМ) и машин двойного питания.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения генераторов, имеющих широкое распространение. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам регулирования реактивной мощности и стабилизации напряжения в узле электрической сети. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к системам возбуждения синхронных машин, а именно к устройствам гашения магнитного поля обмотки возбуждения синхронных машин.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию. Технический результат - обеспечение автоматической оптимизации параметров регулятора возбуждения синхронного генератора на этапе ввода оборудования в эксплуатацию без дестабилизирующего воздействия на энергосистему и без нарушения ее устойчивости. Для этого устанавливают параметры регулятора возбуждением по отклонению от уставки одного из его выходных сигналов, начальное значение критерия оптимизации параметров регулятора Е0, новое значение оптимизируемого параметра регулятора в соответствии с формулой, изменяют уставку регулируемого выходного сигнала на постоянную величину на фиксированное время, измеряют величину и длительность переходного процесса выходного сигнала генератора по указанным изменениям уставки, вычисляют новое значение критерия оптимизации Е в соответствии с формулой и устанавливают значения Е0 и параметра так, что при выполнении условия Е<Е0 или при одновременном выполнении условия: Е≥Е0 и (E-E0)/c>βi устанавливают Е0=Е, а параметр не изменяют. Иначе возвращают параметр к исходному значению. Повторяют указанные операции для других оптимизируемых параметров регулирования до уменьшения средней скорости изменения величины Е0 до заранее установленного значения, где βi - случайная величина, равномерно распределенная на интервале [0,1], с - положительная постоянная величина, определяющая скорость оптимизации параметров регулятора. 1 ил.
Наверх