Способ улучшения коммутации электрических машин постоянного тока при ударной нагрузке

 

1t Ц 752635

ОПИСАНИЕ

И ЗОБРЕ 1 Е НИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьйе Ьветскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.01.78 (21) 2564463/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М. Кл.з

Н 02К 13/14

Государственный комит (53) УДК 621.313.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

М. Ю, Файнберг (71) Заявитель (54) СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА ПРИ УДАРНОЙ

НАГРУЗКЕ

Предложение относится к области электротехники, к коммутации электрических машин постоянного тока при ударных нагрузках, преимущественно электрических машин для прокатных станов. 5

Известно, что в режиме ударных нагрузок коммутация электрических машин постоянного тока особенно затруднена, поскольку поле добавочных полюсов существенно отстает от коммутирующего поля сек- 10 ций статора.

Существуют различные способы и устройбтва для улучшения коммутации электрических машин постоянного тока, предназначенные как для наиболее быстрой форси- 15 ровки поля добавочных полюсов при ударной нагрузке, так и для режимов работы электродвигателей от источников пульсирующего тока и др.

Так, известен способ улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока путем подпитки добавочных полюсов током, пропорциональным изменению тока якоря (1). Однако данный способ не позволяет улучшить коммутацию машины при быстроизменяющихся, ударных нагрузках, а улучшает коммутацию в основном при питании электродвигателей от источников регулируемого пульсирующего тока, например, от тиристорных преобразователей и мало пригоден для улучшения коммутации генсраторов постоянного тока, скорость вращения которых, как правило, неизменна.

Известен и другой способ улучшения коммутации электрических машин постоянного тока, работающих ири ударных нагрузках (2).

В этом спо-обе подпитку добавочных полюсов осуществляют током, пропорциональным дифференцированному и выпрямленному значению ЭДС подшппииковых полюсов.

Недостатком этого способа является то, что он предназначен в основном для электродвигателей, работающих при ударных нагрузках, с существенно сказывающимися упругимп связями между электродвигателем и приводимым им механизмом, а для генераторов постоянного тока применение этого способа не всегда оправдано.

Известен и другой способ улучшения коммутаций путем подпитки полюсов током, пропорциональным производной скорости вращения по времени (3). Этот способ наиболес б.и;зок и настоящему изобретснию по технической сущности и достигаемому эффекту. По этому способу, с целью повышения быстродействия возбуждения добавочных полюсов, подпитку этих полюсов осу4 ществляют током, пропорциональным производной скорости вращения электродвигателя по времени. 1-1сдостатком этого с»особа является то, что для генераторов постоянно1о тока, приводимых синхронными электродвигателями, I àêOII способ непримсш1М, а для генераторов, приводимых асинхрошlы vln электродвиl аl елЯми, требу стсЯ установка датчика скоросги (тахогснсратора) .

В предлагаемом способе, с целью повышения быстродействия, сравш1вают ток возбуждения машины с заданным установившимся значением, полученную разность диффсрснцируют и подпитку добавочных полюсов осуществляют током, пропорциональным указанной разности и ее производной.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, представлено на чертеже, где 1— якорь электрической м ашины, например элсктродвш атсля; 2 — обмотки возбуждения; 3 — добавочные полюса; 4 — датчик тока возбуждения; 5 — выход датчика тока возбуждения; 6 — блок ср авнеш1я сигналов; 7 — дпфферснциатор; 8 — орган задания тока возбуждения; 9 — суммирующий усилитель; 10 — кривая изменения якорно1о тока электродвигателя при ударной нагрузке (в функции времени); 11 — кривая измспсш1я 1 îêà возбуждения при ударной нагрузке (в функции времени).

Якорь 1 электрической машины, например электродвигателя, и его обмотка возбуждения 2 питаются каждый от своего источника (на чертеже не показаны) .

Последовательно с якорем 1 включены добавочные полюса машины, включа11 не показанную на чертеже компенсационную обмотку, имеющуюся на крупных машинах.

В цепи обмотки возбуждения имеется датчик тока возбуждения 4, выход 5 которого подключен к блоку сравнения сигналов б и к дифференциатору 7. К блоку б подключен также выход органа задания тока возбуждения 8. Выходы блока сравнения б и дпффсренцпаторы 7 подключены к суммирующему усилителю 9, подпитывающему дополнительные полюса 3 машины или не показанную на чертеже отдельную обмотку, располагаемую на добавочных полюсах.

При приложении ударной нагрузки к машине резко возрастает ток ее якоря (кривая 10), в результате чего происходит изменение тока возбуждения (кривая 11).

Указанные изменения тока возбуждения при изменении тока якоря обусловлены взаимодействием поля коммутирующей секции, действующим вдоль поля главных полюсоы (при криволинейной коммутации), с полем> создаыс1емым Оомоткои Возбу ждсния.

Знак указанного изменения тока возбуж5

20 5 э

60 дсния зависит от того, ускоренная или замедленная коммутация машины, и работает

111 машш1а двигателем пли ieIIopalopovi. 1 ак, например, при ускореннои KQMivl)òàцпи ы двигателе (и замедленной ы генераторе) изменение тока возбуждения при ударнои нагрузке в процессе изменения тока

ЯКОРЯ ПРОИСХОДИТ Ы С! ОРОНУ УЫЕ.:111ЧЕНИЯ СI 0 установиыше1ося значсш1я.

11ри замедленной же коммутации в двигателе (и ускоренной в генераторе) изменение тока ыозбу.ждения при ударной нагрузке, в процессе изменения тока якоря происходит в сторону уменьшеш1я тока возбуждения (па кривой 11 показано пунктиром).

Ьс.шчина измсне1шя тока возбуждения в обоих случаях при прочих равных условиях заи1сит от степени отличия коммутации машины от прямолинейной.

11оскольку для удовлстыорительной коммутации машины обычно настраиваются на ускоренную коммутацию, 1 о при работе машины двш ателсм будет иметь место увеличение тока возбуждения Iiðn набросс нагрузки, а при работе ес генератором уменьшение тока возбуждения.

Для npKOTopblx машин Отклонение . тока возбуждения от установившегося значен1гя в процессе изменения тока якоря — при ударной нагрузке — может достш ать величины до 30%.

При возникновешш ударной нагрузки и соответствующем изменении якорного тока происходит изменение тока возбуждения.

Реальное значение тока возбуждения; замсренного датчиком 4, сравнивается в блоке сравнения сигналов Ь с задаваемым органом 8 установившимся значением тока возбуждения.

Разность указанных величин с выхода блока b поступает на ыход суммирующего усилителя 9, куда поступает также сигнал с выхода дифференциатора 7 тока возбуждения.

1аким образом, на выходе суммирующего усил11теля 9 действуют два напряжения, од; но из которых пропорционально отклонению тока возбуждения от зада1шо1о значения, а другое пропорционально производнои этого отклонения.

В связи с этим подн11тка добавочных полюсов в процессе изменения якорного Toêû при ударной нагрузке осущестыляется упреждающими cin налами отклонения TQKd возбуждения от заданного установившегося значения и производнои этого отклонения, Формула изобретения

Способ улучшения коммутации электрических машин постоянно1о тока при ударной нагру.зке путем подпитки током обмотки добавочных полюсов, о т I и ч а ю шийся

102655 (3

2 у

1.Д

Сосгав ггс С. Ш. го а

Рс.:авто > В. Лсг>я сов Ь,!;>1.a,:; р Р. Беркович

Лака > 1161 1 П ии М 389 Ти1>;iгк 7."8 Попиис>.ос

НПО «Поиск» Госупа,>сгi!i. ио:и ио >игсгс СССР I;(>; ã>!>:,:, о61с>си>.il и 0;I;1в»ии

113035,,».осква, )K-35, Раугиская паб., ги 4,5

Типография, ир. Сапунова, 2 тем, что, с целью повышения быстродействия, сравнивают ток возбуждения машины с заданным установившимся значением, полученную разность дифференцируют и подпитку добавочных полюсов осуществляют током, составляющие которого пропорциональны указанной разности и ее производной.

0

Источники информации, принятые во вш1мание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 438081, кл. Н 02К 13/14, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 584397, кл. Н 0211 13/14, 197б.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 2G927G, к;1. Н 021С, 23/24, 19G9.