СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G05F1/66 H02P7/34 

Известны способы автоматического регулирования мощности электроприводов типа генератор - двигатель, основанные на раздельном возбуждении либо генератора, либо двигателя. Однако эти снособы нозволяют управлять мо1н,ностью электропривода, если зарапее достаточно полно заданы условия и режимы его работы привода. Предлагаемый способ позволяет автоматически регулировать мопишсть электропривода как по цепи возбуждения двигателя, так н по цепи возбуждеиия генератора в зависимости от TeKyntero режима работы агрегата Для этого выбирают опорное значепие мопдности генератора, исходя из оценки характера уелоВИЙ работы привода, и измеряют текущие значения мощности генератора и скорости вращения вала. При скорости вращения вала, меньшеи номинальной, регулируют возбуждение генератора, а при скорости вращеиия вала, большей номинальпой, регулируют возбуждепие двигателя, ненрерывно поддерживая опорное значение мон;ности генератора. Для повышения надежности нривода при работе в области моментов нагрузок, температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала, выходящих за расчетные границы, измеряют температуру пагрева двигателя и значение его главного тока и непрерывно корректируют величину опорной MOHUIOCTH генератора, поддерживая предельно допустимые значения температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала. Па фиг. I изображена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - осиовные характеристики двигателя и нагрузки; на фиг. 3 - характеристика усилителей с иастраиваемой зоной нечувствительности. Схема содержит: генератор /; двигатель 2: устройство 3 возбуждения генератора; устройство 4 возбуждения двигателя; датчик 5 мои;ности; сравнивающее ycTpoiicTBO б; реле 7 переключения регулирующих органов; стабилизирующее устройство 8 по каналу управления возбуждепием генератора; стабнлизирующее устройство 9 по каналу управлепия возбуждением двигателя; датчик 10 тока; усилитель // с настраиваемой зоной нечувствительности; стабнлизирующее устройство 12 в цепи регулирования тока; устройство 13 вычислення темнературы; усилитель 14 с настраиваемой зоной нечувствительности; стабилизирующее устройство 15 в цепи регулирования темнературы; датчик 16 скорости вращения; усилите.ль 17 с настраиваемой зоной нечувствительности; стабнлизирующее устройство 18 в цени регулирования скорости вран1,епня.

Зона нечувствительности (см. фиг. 3) соответствует максимально допустимому значению главного тоКа /т у4И|Лителя 11, максимально допустимей ;| темпёратуре нагрева Т для усилителя 14 имаксИмально допустимой скорости в.ра11,Ш 1 дл д усилителя 17.

Когда приволгрЗШУтает в области расчетных допустимых моментов нагрузки и скорости вращения, ограниченных пределами М„ а п (фиг. 2), действует канал регулирования заданной мощности NoiNi, NZ, N3, Nn). Эта область разбита на две зоны. В зоне I возбуждение двигателя остается равным номинальному значению U-zo (Фд Фдн соп81), а возбуждение генератора изменяется таким образом, чтобы выполнялось условие . В зоне II возбуждение генератора остается равным f/io, а меняется возбуждение двигателя (). Границей зон является линия п„ номинальной скорости вращения двигателя.

Процесс регулирования протекает, как в обычной системе, по отклонению AN- No-Л, действующему в зоне I по каналу управления возбуждением генератора, а в зоне II - по каналу управления возбуждением двигателя. Переход с одного канала на другой осуществляется с помощью реле 7, на вход которого поступает сигнал с датчика 16 скорости вращения. Разбиение области регулирования на две зоны позволяет с помощью машин меньшей мощности, чем установленная, охватить больщую область работы.

В рассмотренной области работы сигналы на выходе каналов регулирования главного тока, температуры и скорости вращения отсутствуют. Как только нагрузка превысит максимальный момент Л1„, а следовательно, и значение главного тока I (М С Фд /, где Фд const) превысит предельно допустимый 1 , на выходе усилителя 11 появится сигнал, который, пройдя через стабилизирующее устройство 12, измепит заданную мощность и выберет такую характеристику N, при которой / /,„. Таким орбазом, усилитель 11 в этом случае выполняет функции двух звеньев: коммутирующего элемента и сравнивающего устройства.

Сигнал рассогласования A/ на выходе усилителя // всегда имеет один и тот же знак в отличие от обычных систем регулирования. Это позволяет осуществить естественный переход в область нормальной работы после исчезновения возмущения на валу двигателя. В рассматриваемом режиме автоматически собирается каскадная схема регулирования тока.

Работа с моментами нагрузки, длительно превышающими номинальное значение, но не достигающими максимальио допустимых значений, вызывает повышенный нагрев машины. Когда температура Г нагрева на выходе устройства 13 достигает предельно допустимого значения Г,, на выходе усилителя 14 появится сигнал, пропорциональный рассогласованию , который через стабилизирующее устройство 15 ограничивает мощность //о до величины, соответствующей . Ограничение по температуре может действовать совместно с ограничением по току, что вполне допустимо, так как оба ограничения действуют в сторону снижения заданной мощности.

Температура нагрева электродвигателя может быть вычислена на основе простейщего уравнения теплового баланса:

kr; dt

Т -- ,

где: Э - постоянная времени нагрева; к - коэффициент пронорциональности, зависящий от сопротивления обмоток и коэффициента теплоотдачи; т - температура перегрева; toKp температура окружающей среды.

Таким образом, для вычисления температуры необходимы три блока: квадратор, апериодическое звено и сумматор. Для тех приводов, которые снабжены устройствами измерения температуры, необходимость в вычислеНИИ темнературы отпадает, и система регулирования упрон,ается.

Работа канала регулирования предельно допустимой скорости вращения двигателя идентична действию каналов тока и температуры.

В качестве стабилизирующих устройств для блоков 8, 9, 12 и 15 могут быть использоваиы пропорциональные звепья, для блока 18 - пропорционально-дифференцирующее звено.

Предмет изобретения

1.Способ автоматического регулирования мощности электронривода типа генератор - двигатель, основанный па раздельном возбуждении генератора и двигателя, отличающийся

тем, что, с целью расширения функциональных возможностей привода при его работе в области расчетных допустимых моментов нагрузки и скорости вращения вала двигателя, выбирают опорное значение мощностн генератора, исходя из оценки характера условий работы нривода, измеряют текущие значения мощности генератора и скорости вращения вала и при скорости вращения вала, меньщей номинальной, регулируют возбуждение генератора, а нри скорости вращения вала, превышающей номинальную, регулируют возбуждение двигателя, поддерживая непрерывно опорное значение мощности генератора.

2.Способ но п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы привода нри его работе в области моментов нагрузок, температуры нагрева, главного тока двигателя и скорости вращения его вала, выходящих за расчетные границы, измеряют

темнературу нагрева двигателя и значение его главного тока и непрерывно корректируют величину опорной мощности генератора, поддерживая предельно допустимые значения температуры нагрева, главного тока двигате