Электропривод по системе генератор-двигатель с подчиненным регулированием

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е „„896732

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.02.78 (21) 2575957/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01 82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.0l.82 (51) М. Кл.з

Н 02 P 5/06

Государственный комитет (53) УДК 62-83:621. .314.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. Г. Бирфельд (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПО СИСТЕМЕ ГЕНЕРАТОР— ДВИГАТЕЛЬ

С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к управлению мощными реверсивными электроприводами механизмов с ударной нагрузкой и может найти применение, в частности,для главных приводов блюмингов, слябингов и других реверсивных станов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод по системе генератор — двигатель с трехконтурным подчиненным регулированием, содержащий внутренний контур с пропорционально-интегральным (ПИ) регуля10 тором, замкнутый на напряжение генератора, средний контур с ПИ регулятором, подключенный к датчику динамического тока якорной цепи, и наружный контур с пропортиональным регулятором, замкнутый на напряжение, пропорциональное частоте вращения или ЭДС двигателя. В этом электро.риводе управляющий сигнал подается на вход пропорционального регулятора частоты вращения через задатчик интенсивности.

Сигналы обратных связей для всех трех 20 контуров регулирования сним аются соответственно с датчика напряжения генератора, с датчика динамического тока якорной

2 цепи и с тахогенератора, механически связанного с двигателем (1).

Однако система регулирования с такой функциональной схемой не учитывает влияния внутренней ЭДС двигателя. Поэтому в электроприводах, в которых отношение электромеханической постоянной времени к электромагнитной постоянной времени меньше четырех, отсутствие учета влияния внутренней ЭДС двигателя вынуждает в реальных условиях для обеспечения их устойчивой работы снижать коэффициент усиления пропорционального регулятора наружного контура регулирования, что приводит к существенному увеличению статизма системы, к недопустимому падению частоты вращения при набросах нагрузки, к снижению производительности механизма и к плохому использованию мощности электропривода.

Цель изобретения — повышение надежности и устойчивости системы при обеспечении заданного статизма.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введены измеритель производной ЭДС генератора и узел задержки, причем измеритель производной ЭДС генератора содержит пропор896732 циональный операционный усилитель, который одним входом подключен к датчику напряжения обмотки возбуждения генератора, другим входом к датчику тока в этой же обмотке и выходом — ко входу регулятора среднего контура регулирования тока якорной цепи, а узел задержки содержит пропорциональный усилитель, подключенный входом к датчику тока якорной цепи и выходом через стабилитроны — к другому входу регулятора среднего контура регулирования тока якорной цепи.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода.

Схема содержит последовательно включенные аппарат 1 ручного управления и задающий фазочувствительный орган 2, внешний контур регулирования ЭДС (напряжения) двигателя 3 с пропорциональным регулятором ЭДС 4, охваченный узлом 5 ограничения и подключенный входами к фазочувствительному органу 2 и к выходу измерителя ЭДС двигателя 3, состоящего из пропорционального усилителя 6, подключенного входами к датчику 7 тока и через фильтр

8 к датчику 9 напряжения якоря двигателя

3, средний контур регулирования тока якорной цепи (производной ЭДС) генератора 0 с интегральным регулятором 11, охваченным узлом 12 ограничения и подключенным через форсировочный контур 13 к выходу пропорционального регулятора 4, а через последовательно включенные форсировочный контур 14 и узел 5 задержки к выходу датчика тока якорной цепи !6 и к выходу измерителя производной ЭДС генератора, состоящего из пропорционального усилителя 17, подключенного входами к датчику 18 тока обмотки возбуждения и к датчику !9 напряжения обмотки возбуждения генератора 10, внутренний контур регулирования напряжения генератора 10 с ПИ регулятором 20, замкнутым на датчик 21 напряжения, и подключенным выходом ко входу тиристорного возбудителя 22 генератора 10.

Электропривод работает следующим образом.

Аппарат 1 ручного управления, задающий фазочувствительный орган 2, внешний контур регулирования с пропорциональным регулятором ЭДС (напряжения) 4 двигателя 3 и внутренний контур регулирования напряжения генератора 10 с пропорционально-интегральным регулятором 20 работают также, как в известных трехконтурных системах управления напряжением генераторов, применяемых, в частности, для мощных главных электроприводов реверсивных станов горячей прокатки, в которых величина и полярность напряжения генератора задается аппаратом ручного управления. Запаздывание, вносимое магнитной инерцией обмотки возбуждения генератора 10, компенсируется ПИ регулятором 20 напряжения, а

4О

5 ! о !

35 запаздывание, связанное с электромагнитной инерцией якорной цепи, компенсируется форсировочными контурами 13 и 14. Компенсация электромеханической инерции двигателя 3 осуществляется интегральным регулятором 11, замкнутым обратной связью на измеритель производной ЭДС генератора 10, собранный на усилителе 17 и датчиках 18 и 19. При нормальной работе системы, когда токи нагрузки в якоре двигателя 3 ниже максимально допустимого значения, установленного узлом 15 задержки, контур обратной связи по току разомкнут и на работу интегрального регулятора 11 не влияет.

На входе интегрального регулятора ll действуют сигнал задания, выдаваемый пропорIIèîíàëüHûM регулятором ЭДС 4, и сигнал обратной связи, пропорциональный производной ЭДС генератора 10. В установившихся режимах эти сигналы равны или близки ну.по, а в переходных режимах их разность определяет напряжение форсировки на обмотке возбуждения генератора и, соответственно, значение динамического тока в якорной цепи двигателя.

Нулевое значение сигнала задания на входе интегрального регуля.гора ll в установившемся режиме получается при равенстве сигналов на входе пропорционального регулятора ЭДС 4, поступающих от .à;àþùåão фазочувствительного органа 2 и от зла измерения ЭДС двигателя, выполненного на усилителе 6 и на датчиках

7 и 9. Это значит, что статизм системы регулирования равен нулю и в случае замыкания обратной связи пропорционального регулятора 4 на ЭДС или на частоту вращения двигателя 3, а в случае замыкания обратной связи регулятора 4 на напряжение якоря двигателя 3 статизм определяется омическим падением напряжения в якорной цепи двигателя 3.

При превышении током якорной цепи двигателя 3 допустимого значения, установленного в узле 15 задержки, замыкается второй контур обратной связи интегрального регулятора ll на датчик 16 тока, что приводит к быстрому снижению напряжения на генераторе 10 и к остановке двигателя 3.

Регулирование динамического падения и восстановления частоты вращения при набросах нагрузки достигается выбором соответствующей уставки интегрального регулятора 11, задаваемой узлом 5 ограничения.

Измеритель производной ЭДС генератора, выполненный на усилителе 17 и датчиках тока 18 и напряжения 19 настроен так, что в установившемся режиме сигнал от датчика 18 тока равен по величине и противоположен по знаку сигналу от датчика !9 напряжения, который пропорционален омическому падению напряжения на сопротивлении обмотки возбуждения генератора 10.

896732

Формула изобретения

Составитель В. Кузнецова

Редактор И. Ковальчук Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау1цская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Узел 15 задержки, включенный в контуро р братной связи по току якоря двигателя 3, выполнен на пропорциональном усилителе и двух последовательно и биполярно включенных с его входом стабилитронов.

Величина задержки (уставка тока якорной цепи), при которой замыкается обратная связь в контуре регулирования тока, задается коэффициентом усиления усилителя 14 узла задержки.

Таким образом, изобретение позволяет за счет исключения при нормальных на- 10 грузках действия обратной связи по току в контуре регулирования тока и введения вместо нее в этот контур обратной связи по производной ЭДС генератора, действующей только к переходных режимах, исключить влияние тока статической нагрузки при изменении его в допустимых пределах на работу системы, получить желаемый статизм и повысить устойчивость системы.

Электропривод по системе генератор— двигатель с подчиненным регулированием, содержащий тиристорный возбудитель генератора, внутренний контур регулирования

6 напряжения генератора, средний контур регулирования тока якорной цепи и наружный контур регулирования ЭДС двигателя с соответствующими регуляторами и датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и устойчивости системы при обеспечении заданного статизма, он дополнительно снабжен измерителем производной ЭДС генератора и узлом задержки, причем измеритель производной ЭДС генератора содержит пропорциональный операционный усилитель, подключенный одним входом к датчику напряжения обмотки возбуждения генератора, другим входом к датчику тока в этой же обмотке и выходом — ко входу регулятора среднего контура регулирования тока якорной цепи, а узел задержки содержит пропорциональный усилитель, который входом подключен к датчику тока якорной цепи и выходом через стабилитроны — к другому входу регулятора среднего контура регулирования тока якорной цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бычков В. П. Электропривод и автоматизацияя металлургического производства.

М., Высшая школа», 1977, с. 48 — 58.