Электропривод с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

««884065

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное и авт. сеид-ву II 699644 (22) Заявлено 27. 11. 78 (21) 2688160/24-07 с присоединением заявки М (Ы)М. Кд.

Н 02 P 7/62

Н 02 P 5/34

Гооударотоаиай коиитет

СССР (23) Приоритет— ио делам изабретеиий и открытий

Опубликовано.23.11.81. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23.! 1.81 (53) УДК621.313..333.072.9 (088.8) И. В. Бородина, А. М. Вейнгер, А. Л. Виницки, -(i(A)1 -;;..

Н. Кузьмин, К. Г. Садчиков, И. М. Серый

Д,4, . с --;., и А. А. Янко-Триницкий

Э

У

Уральский ордена Трудового Красного Знамени ттотнижжщческии институт им. С. М. Кирова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ АКТИВНОЙ

И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ ОТ СЕТИ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронной машиной с фазным ротором, в которых регулируется потребление от промышленной сети активной и реактивной мощности и которые могут использоваться в системах энергоснабжения с ограниченной мощностью, в качестве компенсаторов.

По основному авт. св. Ф 699644 известен электропривод с регулировани10 ем активной и. реактлвной эпергии от сети ограниченной мощности.

Известный электропривод с регулированием активной и реактивной энер15 гии от сети ограниченной мощности, подключенной к электроприемникам непосредственно, а к сети неограниченной мощности — через фидер, содержит асинхронную машину с фазным ротором, подключенную статором к указанной сети ограниченной мощности непосредственно, а ротором — через преобразователь частоты, управляющие входы.коР

l торого через один из блоков преобразования переменных связаны с выходамн регуляторов активного и реактивного токов статора, датчики фазных на-. пряжений и токов статора, подключенные к другому из блоков преобразования переменных, выходы которого с сигналами активной и реактивной составляющих тока статора подключены кю входам обратной связи упомянутых регуляторов токов, регулятор скорости, подкпюченный выходом ко входу задания регулятора активного тока статора, источник напряжения постоянной величины, датчики фазных токов фидера машины и электроприемников, формирователь сигнала активного суммарного тока, формирователь сигнала активного тока электроприемников, фильтр, сумматор, а также датчик и интегральный регулятор модуля напряжения питающей сети, задакщий вход которого подключен к источнику напряжения постоянной величины, вход об884065

50

55 ратной связи через датчик модуля напряжения питающей сети — к упомянутым . датчикам фазных напряжений статора, а выход — ко входу задания регулятора реактивного тока статора, при этом датчики фазных токов фидера через формирователи сигналов активного суммарного тока и активного тока электроприемников подключены ко входам фильтра и сумматора, выход фильтра — к дополнительному входу сумматора, выход сумматора — ко входу обратной связи регулятора скорости, а выход второго из блоков преобразования переменных с сигналом активной составляющей тока статора — к дополнительному входу формирователя активного тока электроприемников flf .

Недостатком этого электропривода является ограниченная область применения, определяемая малйм числом и характером включения электроприемников. Например, при,включении нескольких электроприемников,фаза и модуль напряжения питающей сети существенно изменяются и указанный электропривод не может осуществить требуемую компенсацию этих)изменений.

Целью изобретения является .расширение области применения электропривода с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности, т. е.(целью.изобретения является обеспечение работы электропривода с большим числом электроприемни- " ков независимо от характера их включения.

Указанная цель достигается тем, что в электропривод введен формирователь сигнала восстановления скорости, I содержащий пропорциональный элемент, фильтр и интегратор, задающий вход которого соединен с дополнительным задающим входом регулятора скорости, вход обратной связи интегратора соединен со входом пропорционального эле мента и со входом обратной связи регулятора скорости, а его выход через фильтр подключен к другому дополнительному задающему входу регулятора скорости, при этом Bbltop, пропорционального элемента подключен к дополнительному входу обратной связи регулятора скорости.

На чертеже показана функциональная схема электропривода с регулированием активной и реактивнои энергии от сети ограниченной мощности.

Электропривод содержнт асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, преобразователь 2 частоты, датчик 3 углового положения ротора двигателя

1 относительно синхронно-вращающейся системы координат с осями и Р, связанной с фазовым углом напряжения U5 питающей сети, датчик 4 скорости ротора двигателя 1, блоки 5, 6 и 7 пре!

0, образования переменных, измеритель 8 скольжения (Ме- 1) ротора двигателя

1, измеритель 9 потокосцеплений по оси С, измеритель 10.потокосцеплений по оси Р, регулятор 11 тока статора

15 по оси ы., регулятор 12 тока статора по оси Р фильтры 13 с постоянной времени Тц, множительные элементы

14,,динамйческие звенья 15, регулятор

16 скорости, дополнительные согласующие фильтры 17, интегральный регулятор 18 модуля напряжения питающей сети, датчик 19 колебаний модуля напряжения питающей сети, датчик 20 активной составляющей суммарного тока 1Аз фидера двигателя 1 и параллельно присоединенных электроприемников, датчик

21 активной составляющей тока 1ап электроприемников, суммирующий элемент

22, фильтр 23, элемент ограничения 24, триггерный элемент 25, компенсирующий фильтр 26, пропорционально интегральный элемент 27, пропорционапьный элемент 28, фильтр 29, интегратор 30.

Каждая фаза статора асинхронного двигателя 1 подключена к шинам ограниченной,мощности. Сеть ограниченной

I мощности через сопротивления Й, х подключена к сети неограниченной мощности с напряжением 0 и частотой-ъГс.

Обмотки ротора двигателя 1 подключены к преобразователю 2 частоты с непосредственной связью, силовой вход которого может быть подключен к тем же шинам, что и обмотка статора двигателя 1, ли45 бо к какому-либо другому источнику.

На валу двигателя 1 расположен датчик

3 углового положения и тахогенератор

4. Выход датчика 3 соединен с одним из входов. каждого из преобразователей

6 и 7, которые., в свою очередь, своими выходами соединены с первыми входами блоков 9 и 10, соответственно. Вторые входы блоков 9 и 10 соединены с выходами блока 5, Выход множительного элемента.1 4, связанного по входным каналам с выходами блоков 8 и 9, через динамическое звено 15 по каналу обратной связи связан со входом регулятора 12. По каналу обратной связи

884065

Устройство работает следующим образом.

Сигнал задания скорости lip через блоки 25-27, фильтр 17 и регулятор скорости 16 поступает на вход регулятора 11, который формирует с помощью блоков 13, 7 и 2 требуемый для

55 вход регулятора 12 соединен также с выходом преобразователя 5, а по каналу управления — с выходом регулятора

18. Регулятор 18 имеет два входа в канале управления, который связан с источником задания V = О, и в канале обратной связи, который связан с выходом преобразов, ателя 19,,На входы блока выделения скольжения 8 заводят1 ся связи от тахогенератора 4 и от ис- >0 точника формирования скорости вращения

Ы системы координат. Выход множитель ного элемента 14, связанного по входным каналам с выходами блоков 8 и 10, через динамическое звено 15 по каналу 15 обратной связи подключен ко входу регулятора 11. По каналу обратной связи вход регулятора ll соединен с выходом преобразователя 5, а по каналу управ. ления — с выходом регулятора 16 Вы- 2р ход регулятора 16 через ограничитель

24 подключен ко входу блока 27, выход которого связан со входом регулятора 16 через фильтр 17 ° По каналу обратной связи регулятор 16 связан так- 2s же с тахогенератором 4 через фипьтр

17. Регулятор 16 имеет два управляющих входа. Второй вход управления связан с выходом блока 22, на вход которого заведена обратная связь с выхода блока 21 через фильтр 23. С выходом блока 21 связан и вход блока 22. Входы датчика 21 связаны с выходами блока 5 и датчика .20. Источник задания скорости lip через ограничитель 25, фильтр

26 связан с входом блока 27. По каналу обратной связи вход ограничителя

25 соединен с выходом пропорционально интегрального элемента 27.

Задающий вход интегратора 30 через 4, дополнительный согласующий фильтр 17 подключен к источнику сигнала задания скорости 27, вход обратной связи этого интегратора подключен ко входу пропорционального элемента 28 и одновре45 менно через дополнительный согласующий фильтр 17 —. к датчику скорости 4.

Выход усилителя 28 и выход фильтра 29 подключены ко входам регулятора скорости 16. Вход фильтра 29 соединен с выходом интегратора 30. поддержания заданной скорости los в фазах ротора двигателя I. При изменении нагрузки, например при увеличении потребления тока электроприемниками., на. входе регулятора така l появляется отрицательный сигнал рассогласования под действием которого регулятор тока формирует такой сигнал

VA.ig, что скорость привода начинает падать и со стороны двигателя в питающую сеть (в общий с нагрузкой фидер) поступает импульс активного тока, форма которого определяется процессом изменения скорости.

При этом сигнал обратной связи по скорости уменьшается, и на входе интегратора 30, пропорционального элемента 28 и регулятора 16 появляется положительный сигнал рассогласования, под действием которого формируется управляющее воздействие для регулятора тока, найравленное на восстановление скорости.

За счет работы интегратора 30 скорость привода в конце переходного процесса оказывается равной заданной.

В стационарных режимах работы питающей сети, когда !ц,„ = const и .

Ipn = const, т. е. при неизменных то- ках потребителя, присоединенного параллельно двигателю, компенсатор также находится в стационарном состоянии со следующими параметрами режима.

При нулевом моменте сопротивления (а = О) регуляторы тока 1, и скорос ти поддерживают на заданных уровнях г активную составляющую тока статора. !. = !. з9 = О и скорость вращения двигателя 9 = Ng °

Варьируя коэффициентами 4 и .Е можно изменять время восстановления скорости, а также динамическое падение скорости.

Аналитический анализ предлагаемого электропривода показывает, что введение формирователя сигнала восстановления скорости делает электропривод аста= е тическим как по управляющему сигналу, так и по возмущению. Этим объясняется то, что электропривод восстанавливает свою скорость вращения в конце переходного процесса, вызванного, например изменением нагрузки, и, следовательно, восстанавливает уровень sanaсенной кинетической энергии, оказываясь подготовленным к,воспринятию очередного изменения величины нагрузки. Таким образом, предлагаемый электропривод может быть применен в случаформула изобретения

Электропривод с, регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности по авт. св. к- 699644, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введен формирователь сигнала восстановления скорости, Составитель Е, Иванов

Редактор Н. Гунько Техред О.Дюлай Корректор. О. Билак

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10251/82

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул . Проектная; 4 ях, когда нагрузка существенно изменяется и, таким образом, расширяется область применения электропривода.

88406.5

8 содержащий пропорциональный элемент, фильтр и интегратор, задающий вход которого соединен с дополнительным задающим входом регулятора скорости, а его выход через фильтр подключен к другому дополнительному задающему входу регулятора скорости, причем выход пропорционального элемента подключен к дополнительному входу обрат1о ной связи регулятора скорости, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 699644, кл. Н 02 Р 7/62, 1978.