Электропривод с автономным источником Советский патент 1987 года по МПК H02P5/00 

1-1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированным электроприводам, и может найти применение в электроприводах геологоразведочных комплексов, подъемно- транспортных установок и т.п. с автономным источником Питания,

Цегль изобретения - улучшение энергетических показателей электропривода и повышение надежности,

На фиг,, 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 - суммирующий усилитель; на фиг. 3 - статические характеристики блоков определения мощности; на фиг. 4 - временные диаграммы, характеризующие работу электропривода.

Электропривод (фиг, 1) содержит дизель-генераторную установку 1, к выходу которой подключены вентиляционные преобразователи 2 и 3 с системами 4 и 5 управления соответственно, выход перво-го из которых соедине с электродвигателем 6, а выход второ го - с дополнительной нагрузкой 7, а также блок 8 определения, мощности

электродвигателя, выход которого под1

ключен к входу суммирующего усилителя 9, Система управления первого преобразователя может быть выполнена в виде последовательно включенных задатчика 10 интенсивности, регулятора 11 скорости и регулятора 12 тока, ко входам которых подключены датчики 13 и 14 скорости и тока соответственно. Блок 8 определения мощности выполнен в виде умножителя, к входам которого подключены выходы датчика 14 тока и датчика 15 напряжения .

Электропривод содержит кроме того релейный элемент 16 и второй блок 17 определения мощности, подключенный входом в цепь дополнительной нагрузки 7, а выходом - к второму входу суммирующего усилителя 9. Блок 17 определения мощности также выполнен в виде умножителя, входы которого соединены с датчиком 18 тока дополнительной нагрузки и датчиком 19 напряжения на. ней. Выход суммирующего усилителя 9 соединен с входом системы 5 управления второго рентильного преобразователя 3, а в цепь обратной связи суммирующего усилителя 9 (фиг. 2) включена исполнительная цепь 20 релейного элемента j6, управляющий вход которого под

0

5

0

17

5

30

35

40

45

50

55

102

ключен к выходу блока 8 определения

мощности.

. Дизель-генераторная установка 1 представляет собой систему, состоящую из дизеля и сопряженного с ним трехфазного генератора.

Суммирующий усилитель 9 (фиг. 2) содержит резисторы 21-23 и операционный усилитель 24. Коэффициент пропорционального усиления суммирующего усилителя 9 определяется соотношением величин сопротивлений резисторов 21-23. При положительном знаке сигнала на выходе релейного элемента 16 его исполнительная цепь 20 находится в замкнутом состоянии и выходной сигнал усилителя 24 равен нулю, При отрицательном знаке управляющего сигнала с выхода релейного элемента 16 исполнительная цепь 20 размыкается и сигнал на выходе усилителя 24 пропорционален разности выходных сигналов блоков 8 и 17,

Блоки 8 и 17 реализуют функцию вида IH где Х„ - выходное напряжение преобразователей 2 и 3; 1ц - ток в цепи нагрузки Преобразователей 2 и 3,

При работе электродвигателя 6 в двигательном режиме выходной сигнал блока 8 определения мощности имеет положительный знак (фиг, 3,, квадранты I и II). Б случае перехода электродвигателя 6 в генераторный режим выходной сигнал блока 18 определения мощности меняет знак и становится отрицательным (фиг, 3, квадранты III и IV), Выходное напряжение блока 17 определения мощности всегда положительное, так как нагрузка 7 работает в режиме потребителя. Преобразователь 3 является нереверсивным,На фиг, 4 введены следующие обозначения:

yj(t), y(t) - выходные сигналы блоков 8 и 17 соответственно;y(t) - выходной сигнал. суммирующего усилителя 9;

У (t) - выходное напряжение преобразователя 3; (t) - выходной сигнал

релейного элемента 16;

tp - момент времени перехода двигателя 6 в генераторный ре7КИМ.

Электропривод работает следующим образом,

Задатчик 10 интенсивности формиру ет линейно нарастающее (спадающее) напряжение, которое определяет темп разгона (торможения) электродвигателя 6. Регулятор 11 скорости формирует сигнал задания на ток якоря электродвигателя 7. Контур регулирования тока реализован на регуляторе 12 тока и датчике 14 тока.

Вентильный преобразователь 2 является реверсивным, а уровень и знак его выходного напряжения определяютс величиной и знаком напряжения на выходе регулятора 12 тока.

При положительном знаке выходного сигнала датчика 8 определения мощности, т,е, при работе электродвигателя 6 в двигательном режиме (фиг, 4а; t tg)f на выходе релейного элемента 16 формируется напряжение положительного знака (фиг, 4б, t t;,), исполнительная цепь 20 (фиг, 2) замкнута и выходной сигнал суммирующего усилителя 9 (фиг, 1 и 3) равен нулю (фиг, 4г), В результате вентильный преобразователь 3 закрыт и напряжение на его выходе имеет нулевое значение (фиг, 4д), Выходной сигнал блока 17 определения мощности равен нулю (фиг, 4в),

При переходе электродвигателя 6 в генераторный режим (фиг, 4а, t t) релейный элемент 16 переключается (фиг, 4б) и исполнительная цепь 20 переходит в разомкнутое состояние (фиг. 2а), При этом на выходе суммирующего усилителя 9 формируется напряжение отрицательного знака (фиг, 4г), пропорциональное мощности, которая отдается электродвигателем 6 в сеть. Под действием напряжения на входе системы 5 управления вентили преобразователя 3 открываются. Одновременно с этим на выходе блока 17 определения мощности формируется напряжение положительного знака (фиг, 4в), уровень которого пропорционален мощности, потребляемой нагрузкой 7 из сети, .В результате выходной сигнал суммирующего усилителя 9 (фиг, 4г) представляет собой

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сигнал рассогласования между величиной мощности, отдаваемой электродвигателем 6 в сеть, и мощностью, потребляемой нагрузкой 7 преобразовате-, ля 3, При этом блок 8 определения мощности является источником сигнала задания для замкнутой системы регулирования мощности, потребляемой дополнительной нагрузкой 7,

Когда электродвигатель 6 переходит в двигательный режим, сигнал на выходе -релейного элемента 16 становится положительным, и преобразователь 3 за{фывается за счет установки О выходного сигнала суммирующего усилителя 9. Суммирующий усилитель 9 может быть выполнен с интегрирующим каналом регулирования (например, пропорционально-интегральным),

Таким образом, введение контура стабилизации мощности позволяет исключить увеличение оборотов дизеля и повыщенный износ его деталей, что улучщает надежность установки, а также улучшает энергетические показатели системы.

Формула изобретения.

Электропривод с автономным источником, содержащий дизель-генераторную установку, к выходу которой подключены два вентильных преобразователя с системами управления, выход первого из которых соединен с элек- тродвигателем, а выход второго - с дополнительной нагрузкой, а также блок определения мощности электродвигателя, выход которого подключен к входу суммирующего усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности, в Него введены релейный элемент и второй блок определения мощности., под- . ключенный входом в цепь дополнительной нагрузки, а выходом -.к второму входу суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом системы управления второго вентильного преобразователя, а в цепь обратной связи суммирующего усилителя включена исполнительная цепь релейного элемента, управляющий вход которого подключен к выходу первого блока определения мощности.

« BbixSSr - блока ТВ

К 8ь/хо9и , ,

SffO/fff

Kdbfxody SMKQ 77

BbixoSSjro- -ffKOS

Фие.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах геологоразведочных комплексов. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей электропривода и повышение надежности. Устройство содержит релейный элемент 16 и второй блок 17 определения мощности, подключенный входом в цепь дополнительной нагрузки 7. Выход- блока 17 подключен к второму входу суммирующего усилителя 9. Блок 17 выполнен в виде умножителя, входы которого соединены с датчиком 18 тока дополнительной нагрузки и датчиком 19 напряжения на ней. В предлагаемом устройстве контур стабилизации мощности позволяет исключить увеличение оборотов дизеля и повышенный износ его деталей. 4 ил. S (Л ОО 4 Фб г, 7

H3 1н2 0

Фиь, 3

,УМ

и

УвИ)

4g(t) y(t)(t) /(

УвИ)

фигЛ