"Устройство для моделирования системы "двигатель-насос" Советский патент 1993 года по МПК G05B17/02 G06G7/48 

Изобретение относится к области моделирования и может быть использовано при электродинамическом моделировании комплекса взаимосвязанных динамических режимов работы насосов систем машинного орошения (водоподъемные н-асосные установки).

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования нагрузки и повышение чувствительности цепи управления обратной связи по скорости.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема заявляемого устройства системы двигатель-насос.

Устройство для моделирования системы двигатель-насос содержит приводной двигатель 1, жестко связанный с генерато- .ром постоянного тока независимого возбуждения 2 и с тахогенератором 3, выход которого связан с первым регулируемым ре зистором 4 и аналого-цифровым преобразователем 5, выход аналого-цифрового

преобразователя через цифровой блок нелинейно степенного преобразования 6 связан с цифроаналоговым преобразователем 7, выход которого связан с обмоткой управления 8 электромашинного усилителя 9, выход электромашинного усилителя 9 через второй регулировочный резистор 10 связан с обмоткой независимого возбуждения 11 генератора постоянного тока 2. тиристорный преобразователь 12, подключенный в цепь обмотки якоря генератора постоянного тока 2, причем, положительный выход обмотки якоря генератора постоя иного тока подключен в анодную цепь тиристорного преобразователя, а его катодная цепь подключена к отрицательному выходу обмотки якоря генератора постоянного тока, питающий трансформатор (реактор) 13 тиристорного преобразователя 12, блок управления тиристорным преобразователем 14, подключенная к выходу цифроаналогового преобразователя, параллельно, к обмотке

fe

00 CJ GJ 00 GO VJ

управления 8 электромашинного усилителя 9.

Устройство для моделирования системы двигатель-насос работает следующим образом.

Приводной двигатель постоянного или переменного тока 1 приводит во вращение генератор постоянного тока независимого возбуждения 2 и тахогенератор 3.

Генератор постоянного тока 2 возбуждается от электромашинного усилителя 9, который в свою очередь, управляется обмоткой управления 8 через цифровой блок нелинейно-степенного преобразования 6, включенное в цепь обратной связи по скорости.

На вход цифрового блока нелинейно- степенного преобразования б через аналого-цифровой преобразователь 5 (АЦП) сигнал от тахогенератора 3 и через цифроа- налоговый преобразователь 7 (ЦАП) подается в обмотку управления 8 усилителя 9.

Алгоритм работы цифрового блока нелинейно-степенного преобразования представлен на фиг. 2, где /ном, пном, QHOM, Ином - соответственно номинальные к.п.д., число оборотов, производительность и напор насоса; PI и Mi - текущие значения мощности

и момента насоса, I 1, 2. 3 которые

соответствуют каждому новому текущему значению скорости насоса (приводного двигателя 1).

Заявляемое устройство описывается следующей системой уравнений;

Мд Мг СтФ1 . Ф Air

1 - (Er - Ed) j(1)

где Mg Mr - момент на валу приводного двигателя,

Ф - поток возбуждения генератора, 1 -ток якоря, ЕГ Э.Д.С. генератора, г- сопротивление цепи якоря, 1г - ток возбуждения генератора, См. Кг,Я- постоянные коэффициенты. ПротивоЭДС тиристорного преобразователя - Еа, определяется следующим уравнением:

Ed | cos /9 + Ха Id. (2)

Решая совместно уравнение (1) и (2) получим выражение момента на валу приводного двигателя

Mg - Cm Я iKkr Ir - | 3 E2m COS ft + - X xXald)ИЛИ

м СптЯ 2 i Cm Я , 3 Mg - Ir +-(2

Xa Id

3 V7c - 4 3 E2

0

5

0

5

0

COSyS) ir

где ft- угол инвертирования

Id - выпрямленный ток тиристорного преобразователя

Xald - значения падения напряжения при коммутации тиристорного преобразователя

Е2т - амплитуда междуфаЗной ЭД С вентильной обмотки трансформатора (реактора).

С выхода цифрового блока нелинейно- степенного преобразования 6 формируется сигнал, пропорциональный изменению момента Mi на валу насоса (приводного двигателя 1) в функции его скорости вращения - ги и через ЦАП поступает в обмотку управления 8 электромашинного усилителя 9.

Одновременно от выхода ЦАП сигнал подается на вход блока управления тири- сторным преобразователем 14,

Сигнал поступает на фазовращающее устройство блока управления тиристорным преобразователем. Фазовращающее устройство построено на вертикальном принципе управления с пилообразным напряжением, где формируются импульсы управления, меняющиеся по нелинейно- степенному закону,

Тиристорный преобразователь 12 является нагрузкой для генератора постоянного 5 тока 2. Выход блока управления тиристорным преобразователем 14 подключен к вентилям тиристорного преобразователя 12 (на фигуре эти связи отсутствуют).

Регулирование угла управления венти- 0 лей - /3 тиристорного преобразователя 12 позволяет получить на его выходе регулируемую нагрузку в широком диапазоне в функции частоты вращения приводного двигателя 1 (насоса).

При помощи первого регулировочного резистора 4 подбирается ток управления электромашинного усилителя 9.

Второе регулировочное сопротивление ТО служит для первоначального установления тока в обмотке возбуждения 11 генератора постоянного тока 2 и его значение определяется напряжением и потоком возбуждения генератора 2 в пределах его номинального значения.

Заявляемое устройство для моделирования системы двигатель-насос позволило расширить диапазон регулирования нагрузки и повысить чувствительность цепи управления обратной связи по скорости пу5

0

5

тем изменения угла управления - /Зтири- сторного преобразователя и подключением цифрового блока нелинейно-степенного преобразования в цепь управления обратной связи по скорости,

Формула изобретения Устройство для моделирования системы двигатель-насос, содержащее приводной двигатель, тахогенератор, уста- новленный на валу приводного двигателя, первый регулировочный резистор, подключенный одним выводом к первой клемме тахогенератора, второй регулировочный резистор, усилитель, тиристорный преобразо- ватель, блок управления тиристорным преобразователем, выходы которого подключены к управляющим электродам тири- сторного преобразователя, отличающееся тем. что, в него введены питающий трансформатор, подключенный входом к выходу тиристорного преобразователя, а выходом - к питающей сети, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой блок нелинейно-степенного преобразования и цифроаналого- вый преобразователь, вторая клемма тахогенератора и свободный вывод первого регулировочного резистора подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, генератор постоянного тока независимого возбуждения собмоткой независимого возбуждения, установленный на валу приводного двигателя и подключенный положительным и отрицательным выходами обмотки якоря соответственно к анодам и катодам тиристоров тиристорного преобразователя, причем усилитель выполнен в виде электромашинного усилителя, обмотка якоря которого через второй регулировочный резистор подключена к обмотке незави- симого возбуждения генератора постоянного тока независимого возбуждения, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к обмотке управления электромашинного усилителя и к входу блока управления тиристорным преобразователем.

Изобретение относится к области моделирования и может быть использовано при электродинамическом моделировании комплекса взаимосвязанных динамических режимов работы насосов систем машинного орошения. Сущность изобретения: устройство содержит приводной двигатель (1), та- хогенератор (3), регулировочные резисторы

(ри.1

Ввод номинальных параметров

1Мс„ ПН6М

Олределение ft I

rac«5T Qi-.

Kuoul

.V

Расчёт Hi //„,„ ( -- )

4 HOW /

ft9, S-f Q; Hj

1

HOM

Расчёт /M ;

. f

HOM