Электропривод постоянного тока с двухзонным

 

О П И С А Н И Е 388338

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски1е

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.1Ч,1969 (№ 1326925/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.Ч1.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 31.Х.1973

М. Кл. Н 02р 5/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621,316.718.5 (088.8) Авторы изобретения

А. С. Валдырев и А. E. Тикоцккй

Заявитель

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВУХЗОННЫМ

РЕГУЛ И РОВАН И ЕМ

Изобретение относится к электроприводам постоянного тока по системе à — Д, управляемым как напряжением на якоре, так и возбуждением двигателя и раоотающим преиму.ществе ниo в длительном режиме.и может быть использовано, например, для главных приводов стана холодной прокатки.

Известен электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием, содержащий регулятор возбуждения с ограничителем э.д.с., в котором регулирование в зоне ниже основной скорости осуществляется изменением напряжения на якоре при номинальном магнитном потоке двигателя, а в зоне выше основной скорости — изменением ма гнитного,потока двигателя .при номинальном напряжении на якоре.

Недостатком известного элоктропривода является то, что и при малом моменте нагрузки потери в электроприводе остаются довольно большими ввиду того, что часть потерь — потери на возбуждение и,потери магнитные— не зависит от.нагрузки.

Цель изобретения — снижение потерь энергии. Эта цель достигается тем, что электропривод содержит блок определения оптимального потока двига теля, состоящий .из последовательно соединенных функционального преобразователя, множителя и ограничителя сигнала, Вход функционального преобразователя соединен с датчиком скорости, второй вход множителя — с датчиком тока якоря, а выход ограничителя подключен к .регулятору возбуждения двигателя.

На фиг. 1, 2 изображены функциональные схемы двух вариантов предлагаемого электропривода.

Двигатель 1 получает питание на якорь от регулируемого источника 2 якорного напряжс1о иия U, è на обмотку возбуждения от регулятора возбуждения 8.

Измеряемыми .параметрами электродвигателя являются скорость вращения ь, ток якоря

i„, поток возбуждения р. Регулятор, поддержи1S вает регулируемую величину Х (например. скорость прокатки, натяжение полосы:и пр.), равной заданной. Элемент 4 с зоной нечувствительности при достижении номинальной величины э.д.с. двигателя (напряжения питания

20 якоря) производит уменьшение уставки пото,ка двигателя до максимально допустимой при данной скорости величины.

Предлагаемая система электропривода содержит, кроме того, специальный узел вычис25 ления оптимального, потока двигателя, состоящий из множителя 5, функционального преобразователя б,и ограничителя сигнала 7, Учитывая потери в якорной цепи электрических машин, в обмотках возбуждения и маг30 нитные потери, оптимальная величина потока

388338

60 двигателя приближенно может быть определена по уравнению:

lг

<р, =i„

1/ 1 -+ ф о) - / (ь где 4 — ток якоря двигателя; в — скорость вращения двигателя; Йь 4, 4 — коэффициенты.

Вычисление оптимального потока производится по формуле. На вход функционального преобразователя б подан сигнал скорости вращения двигателя в, на входы множителя 5 поданы выход функционального преобразователя б и сигнал тока якоря двигателя 4, Оптимальный поток двигателя поступает с выхода множителя 5 на вход ограничителя сигнала 7, где производится ограничение mrнала сверху — номинальной величиной потока, и снизу — м инимально допустимой величиной потока. Выход блока 7 является уставкой регулятора возбуждения двигателя.

Предлагаемый электропривод работает следующим образом.

Регулятор 8 обеспечивает поддер>кание регулируемой -!величи1ны Х изменением напряже.ния питания якоря. Блок вычисления оптимального потока из элементов 5 — 7 .производит,по величинам в и i„îïðåäåëåíèå уставки потока возбуждения, .который обеспечивается регулятором 8. Если же при работе электропривода достигается номинальна я величина э.д.с. двигателя (например, при большой .нагрузке и скорости), то элемент 4 обеспечивает поддержание .номинальной э.д.с. путем снижения потока возбуждения ниже вычисленного оптималь.ного.

Вариант на фиг. 2 отл ичается,наличием элементов выделения модуля 8 — 10, необходимых для реверсивного электропривода, а также включением элемента 4. На входе элемента 4 сравниваются заданная номиналь|ная величина и модуль действительной величины якорного напря>кения. Если действительная величиíà íàпряжен ия меньше заданной, то поток на выходе элемента 4, являющемся задающим входом регулятора возбуждения 8, достига ет величины ограничения, которая в;известном электроприводе соответствует, номинальному потоку возбуждения.

Выход ограничителя сигнала 7 узла определения оптимального потока подключен к элементу 4 на вход, определяющий величину уровня ограничителя. Благодаря этому поток на выходе элемента 4, а следовательно, и поток возбуждения двигателя, будет соответствова ть оптимальной величине, которая, в частности, может быть равнои номинальной (при больших нагрузках). Если действительная величина, напряжения достигает заданного уровня, то поток на выходе элемента 4 уменьшается, снижа я величи|ну потока двигателя ниже заданного блоком 7 и .поддерживая э.д.с. двигателя на заданном уровне.

Преимуществом этого электропривода является большая надежность, так как при вы5

50 ходе из строя узла вычисления оптимального потока поток на выходе элемента 4 будет,соответствовать номинальному потоку возбу>кдения и электропривод будет работать, хотя и с большими потерями, т. е. как известный электропривод.

На фиг. 3 изображены кривые, характеризующие .получаемую экономию энергии при применении электропривода,клети стана холодной прокатки мощностью 4800 квт. На оси абсцисс отложен момент нагрузки двигателя в от носительных единицах, на оси ординат разность между мощностью потерь энергии при применении известного электропривода (т. е..с максимально возможным,при данной скорости потоком) и предлагаемого,с потоком, определенным,по указанному уравнению, отнесенная к суммарным номинальным потерям (т.е. потерям при номинальном режиме работы). Кривые приведены для следующих скоростей (относительно номинальной): А — при в=0 25; Б — при в=0 5;  — при в=1 0;

à — при в=1,5; Д вЂ” при в=2,0.

Из,приведенных кривых видно, что при малых;и средних нагрузках применение предлагаемого электропривода позволяет уменьшить потери энергии на 10 — 20% от номинальных потерь (в данном примере 50 — 100 квт). Оче:видно, что при большой мощности привода и значительной доле времени .работы при,неполной загрузке привода, что:имеет место на непрерывных прокатных станах с широким сортиментом прокатываемого металла, применение предлагаемой системы электропривода вполне оправдано.

Минимальный уровень потока возбуждения двигателя в предлагаемом электроприводе такой же, KBIK в известном, поэтому электромеханическая постоянная времени двигателя ме,няется в таком же диапазоне. Для получения во;всем диапазоне постоянного быстродействия необходимо осуществлять коррекцию переда точной функции регулятора 2 от величи,ны .потока возбуждения аналогично тому,,как это делается в известном электропр иводе. В динамических режимах (ускорение) при увеличении тока якоря автоматически увеличи.вается поток возбу>кдения, что позволяет получить высокий темп ускорения электропривода.

Предмет изобретения

Электропривод постоянного тока с двухзонным .регулированием, содержащий регулятор возбуждения двигателя с ограничением э.д.с., отличающийся тем, что, с целью снижения потерь энергии, о н содержит блок определения оптимального потока двигателя, состоящий из последовательно соединенных функционального преобразователя, м но>кителя и ограничителя сигнала, причем вход функционального преобразователя соединен с датчиком скорости, второй вход множителя — с датчиком тока якоря, а выход ограничителя .подключен к регулятору возбуждения двигателя.

388338

6 Я 1 0,и

Корректоры: Н. Стельмах и Н. Учакина

Редактор В. Левятов

Заказ 2929/13 Изд. № 1695 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

dP

Ри — ор

7г П

Фиг,7

Составитель P. Давыдов

Техред А. Камышникова