Устройство форсирования возбуждения синхронного двигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ,Союз Сеаетскик

Социалистических

Республик

<1877?72 (61) Дополнительное к авт. свид-ву в 538469 (22) Заявлено 150280 (21) 2883440/24-07 (53)М. Кл 3 с присоединением заявки ¹

HP 9/14

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1081. Бюллетень Йо 40 (53) УДК 62=83 г 621 .

° 313.392 (088.8) Дата опубликования описания 301081 (72) Автор изобретения

М.l0. Файнберг (71) Заявитель

Украинский государственный проектный н

Тяжпромэлектропроект (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электро= технике и предназначено для форсирования возбуждения синхронных электродвигателей или компенсаторов.

По основному авт.св. Р 538469 известно устройство формирования возбуждения синхронного двигателя, содержащее преобразователь частоты, подключенный выходом к обмоткам прокатного двигателя, на валу которого установлен тахогенератор. Выход тахогенератора через блок дифференциро вания подсоединен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен непосредственно с та- 15 хогенератором, а выход — с регулятором возбуждения синхронного двигателя, второй вход которого соединен с датчиком реактивного тока f1).

Недостатком известного устройст- 20 ва является то, что в случае использования в качестве синхронной машины синхронного компенсатора, предназначенного для компенсации толчков реактивной мощностИ в сети при питании прокатного электродвигателя от тиристорных преобразоватвлей, изменение реактивной мощности осуществляется от датчика реактивного тока (мощности), подключенного к той же 30 сети, к которой подключен синхронный электродвигатель (компенсатор). В результате этого сигнал, вырабатываемый датчиком реактивного тока (мощности), запаздывает по сравнению с моментом наброса нагрузки на вал прокатного электродвигателя.

Указанные толчки реактивной мощ" ности в сети, должны компенсироваться синхронными компенсаторами.

Цель изобретения — поведение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования синхронного двигателя дополнительно введены второй и третий блоки умножения нелинейный преобразователь, блок задания и датчик напряжения, причем выход датчика напряжения подключен к первому входу второго блока умножения, ко второму входу которого подключен блок задания, выход второго блока умножения через нелинейный преобразователь подключен к одному иэ входов третьего блока умножения, ко второму входу которого подключен выход первого блока умножения, а выход третьего блока умножения подключен к регулятору возбуждения синхрок ного двигателя.

877772

На чертеже I.ðåäñòàâëåíà блок-схема устройства форсированного возбуждения синхронного двигателя.

Синхронный электроеевйгатель (комг енсатор) 1 подключен к питающей сети 2, к которой подключен также тиристорный преобразователь 3, питающий прокатный электродвигатель 4, с валом которого сочленен тахогенера- тор 5. К выходу тахогенератора 5, подключены дифференциаторы б, осу ществляющие дифференционирование частоты вращения прокатного электродвигателя 4. Выход дифференцнаторов б подключен в качестве одного из сомножителей ко входу блока 7 умножения, ко второму входу которого подключен выход тахогенератора 5. К выходу тиристорного преобразователя 3 подключен датчик 8 напряжения, выход которого подключен в качестве сомножителя к одному из входов блока 9 умножения, к другому входу которого подключены блок задания, выдающий сигнал, обратно пропорциональный максимальному напряжению О с)3, тиристорного преобразователя 3 при заданном положении отпаек его силового трансформатора. Выход блока 9 умножения подсоединен ко входу нелинейного тригонометрического преобразователя 10, выходной сигнал которого прЬпорционален тангенсу угла с(.регулирования тиристорного преобразователя 3. Выход нелинейного преобразователя 10 в качестве одного из сомножителей подключен к одному из входов блока 11 умножения, к другому входу которого подключен,: выход блока 7 умножения. Выход блока 11 умножения подключен к одному из входов регулятора 12 возбуждения синхронного электродвигателя (компенсатора) 1. К другому входу регулятора 12 возбуждения подключен выход датчика 13 реактивного тока, мощности или корректора.

Устройство работает следующим образом.

Момент нагрузки dM на валу прокатного электродвигателя при захвате возникает в момент времени t=O, а ток dl статической нагрузки в прокатном двигателе благодаря моменту инер ции кинематической линии клети (якоря двигателя, шпинделей, валков и т.д.) и электромагнитной инерционности якорной цепи двигателя нарастает не мгновенно, а спустя некоторое время. По этой же причине изменение угла вылета ротора и реактивного тока (мощности)синхронного двигателя также происходит не мгновенно.

В то же время сигналы начальйого отрицательного ускорения и второй производной частоты вращения прокат. ного электродвигателя возникают без запаздывания в момент приложения нагрузки к валу этого двигателя, они пропорциональны величине момента нагрузки 6М, Причем такой сигнал значительно опережает появление приращения тока (мощности ) синхрон ного двигателя. Электрический сигнал

g пропорциональный ускорению (замед)лению) и второй производной частоты вращения прокатного двигателя, может быть получен, например, с помощью обычных дифференцирующих контуров, подключенных к зажимам связанного с прокатным электродвигателем тахогенератора.

4 действительно, напряжение е3 на выходе тахогенератора 5 равно тг

15 "тг = с&Фи) где п — частота вращения тахогенератора, ф — поток возбуждения, Се — постоянная ЭДС.

20 Напряжение U на выходе блока 7 умножения равно

UIlм UZ„dM = 6ВФИ Д M =- K.Ð, где К - коэффициент пропорциональ25 ности.

Реактивная мощность Р равна

Р О где .Р - активйая мощность, Π— угол регулирования тиристо.ра.

Для получения величины, пропорциональной углу регулирования, косинус которого .определяет, как известно, напряжение на якоре и частоту вращения прокатного электродвигателя 4, служат блок 9 умножения и нелинейный преобразователь. 10.

На входе блока 9 умножения один из сомножителей пропорционален напря4О жению U тиристорного преобразователя 3, т, е. частоте вращения прокатного электродвигателя 4.

Другой сомножитель Ъа входе блока 9 умножения постоянен по величине

45 равен О-„---„ T.e. обратно пропор

4 ионален йайряжению полностью открытого тиристорного преобразователя 3.

Тогда на входе блока 9. умножения получим сигнал, равный отношению

50 и

% ВГССОБСЬ тИ ggtc)II

Выходное напряжение блока 9 умножения поступает на вход нелинейного (тригонометрического) преобразователя 10, выходной сигнал которого равен

tg)artcc ° — — ) g tgd и

U тп,щ )

60 т.е. пропорционален тангенсу угла регулирования тиристорного преобра.зователя 3.

В блоке 11 умножения осуществляется перемножение двух сигналов, д один из которых на выходе блока 7

877772

Устройство применимо также и при быстром (ударном) сбросе нагрузки, например при выбросе металла. При этом также, как и при захвате металла, используется первая и вторая

5 .производные частоты вращения прокатного электродвигателя, возникающие при выходе заготовки из клети, умноженные на величину частоты вращения и на тангенс угла регулирования тиристорного преобразователя.

Формула изобретения умножения пропорционален активной мощности Р на валу прокатного элек.тродвигателя, а другой на входе нелинейного преобразователя 10 пропорционален тангенсу угла регулирования К тиристорного преобразователя 3.

Тогда на выходе блока 11 умножения получим упреждающий сигнал, пропорциональный толчкам реактивной мощности Рр с <9 °

Выходное напряжение блока 11 в качестве максимального упреждающего формирующего сигнала подается на вход регулятора 12 возбуждения синхронного компенсатора 1; 15

Наряду с этим сигналом, который автоматически отключается по времени или, например, третьим по счету импульсом второй производной частоты вращения прокатного двигателя, 20 в систему регулирования возбуждения синхронного двигателя (компенсатора) поступают другие сигналы от датчика 13 реактивного тока (мощности), от корректора и т.д. и действуют после отключения формирующего сигс нала, пропорционального толчку реак, тивной мощности Рр.

Таким образом, поданный в момент захвата максимально упрежденный во времени управляющий сигнал, пропор- Зо циональный толчкам реактивной мощности, обеспечивает необходимую начальную форсировку возбуждения сиихронного двигателя (компенсатора что повышает быстродействие регулирования.

Устройство формирования возбужде:ния синхронного двигателя по авт.св.

9 538469, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстро1 действия, в него дополнительно введены второй и третий блоки умножения, нелинейный преобразователь, блок задания и датчик напряжения, причем выход датчика напряжения подключен к первому входу второго блока умножения, Ко второму входу которого подключен блок задания, выход второго блока умножения через нелинейный преобразователь подключен к одному из входов третьего блока умножения, ко второму входу которого подключен выход первого блока умножения, а выход третьего блока умножения подклю" чен к регулятору возбуждения синхронного двигателя.

Источники;информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 538469, кл. Н 02 Р 9/14. 1970.

877772

Составитель В. Тарасов

Редактор С. Тараненко Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Е. Рошко

Заказ 9646/85 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4