Устройство для ресинхронизации синхронного электродвигателя Советский патент 1979 года по МПК H02P1/46 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕСИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ гического спожения, выход которогчэ соединен со вторым входом импульсного преобразоватепя и с отключающим входом АГП, а выход импульсного преобразоватепя соединен с форсируюшим входом системы управления возбудителем 2 J. При работе устройства в процессе ресинхронизации двигателя происходит подача форсировашюго возбуждения при заданных углах ротора относительно пол статора и гашения поля при углах ротора, сдвинутых на 180 относительно углов подачи юрсированного возбуждения, причем углы подачи форсированного возбуждения и углы гашения поля остаются неизменными в течение всего процесса ресинхронизации СД. Однако из-оа наличия апериодических запаздываний в системе управления возбуждением, главным образом из-за большой индуктивности обмотки возбуждения СД, фактическая форсировка поля СД и его гашение происходит при углах , отличных от углов управления системой возбуждения, В данном устройстве такое запаздывание частично компенсируется путем сдвига углов управления на угол опережения относительно тех углов, которые были бы оптимальны при отсут- ствии запаздываний, однако, такая компе сация возможна только при каком-либо фиксированном значении скольжения. Кроме того, компенсация неточна изза разных скоростей нарастания поля возбуждения СД и его гашения. Эти факторы приводят к тому, что процесс ресинхронизации затягивается, а максимальное скольжение, при котором еще происходит подтягивание к синхронизму меньше принципиально возможного. Эти обстоятельства в целом снижают надежность электропривода и приводят к его удорожанию Х так как излишний нагрев двигателя при длительном асинхронном режиме приводит к ускоренному старению изоляции СД, а вероятность неуспеш ной ресинхронизации увеличивается). Целью изобретения являются ускорени процесса ресинхронизации и повьшхение надежности электропривода. Для этого в устройство дсшопнительно введены измеритель скольжения и блоки управляемой-задержки импульсов причем первый вход измерителя скольже ния соединен с вькодом датчика угла, второй его вход соединен с выходом фор мирователя импульсов, а выход измери- теля скольжения соединен с управляющим 6 1 входами блока управляемой задержки импульсов, а основные входы первого и четвертого, второго и третьего блоков управляемой задериоси импульсов подключены соответственно к основному и инвер- торчому выходам формирователя импульсов, а выход блоков управляемой задержки импульсов подключены ко вторым входам соответственных блоков логического умножения. Устройство позволяет производить подачу форсированного возбуждения и гашения поля при фактически оптималь яых углах на протяжении всего процесса ресинхронизашга,причем утлы подачи форсированного возбуждения могут отличаться от соответствую1цих углов гашения поля на величину, не обязательно равную 180 . На чертеже представлено устройство для ресинхронизации синхронного электродвигателя блок-схема, которое содержит датчик 1 напряжения питания двигателя, датчик 2 угла, фазорегулятор 3, формирователь 4 импульсов, блоки 5-8 логического умножения, блоки 9-10 логического сложения, импульсный преобразователь 11, измеритель 12 скольжения, блоки 13-16 управляемой задержки импульсов. Измеритель скольжения осуществляет |юрмировашге сигнала, отображающего скольжение СД, определяемое по разности частот импульсных сигналов, поступаюших на входы блока. Блоки 13-16 управляемой задержки импульсов формируют импульсные сигналы на своих выходах при поступлении импулзЕзСНЫх сигналов на их входы, причем фронты формируемых импульсных сигналов сдвинуты относительно фронтов, поступаюших на входы сигналов на время, зависящее от сигналов на управляющих входах. Устройство работает следуклдим образом. При работе СД в синхронном или асинхронном режимах сдвиг по фазе между импульсными сигналами на основных выходах датчика 2 угла и формирователя 4 импульсов, также как и между импульсными сигналами на инверторных выходах датчика угла и формирователя импульсов, составляет (J электрических градусов. Сдвиг по фазе между импульсными сигналами на основном выходе датчика 2 угла и инверторном выходе формирователя 4 импульсов, также как и между сигналами на инверторном выходе датчика угла 2 и основном выходе формирователя 4 импульсов, составляет (У 18О . Уставка Ъф фазорегулятора 3 и длительность t-o сигналов на выходах датчика 2 угла и формирователя импульсов 4 задаются такими, чтобы при углах (fe (О , 90 ), соответствующих синхронному режиму СД не имело бы места совпадение по времени сигналов на выходах блоков 5-8 логического умножения. Блоки 13-14 управляемой задержки производят задержку сигналов на вре Эаа- блоки 15-16 управляе1ж й задержки - на время .- выходах блоков 9-10 логического сложения и импульсного преобразователя 11 сигналы отсутствуют, что обеспечивает нормальньш режим СД. При вьшадении СД из синхронизма вследствии нарушения нормального питания или набросов нагрузки ротор СД тормозится, при этом угол (У и соответственно,сГ начишет циклически изменяться от О до 360 . При прохождении углом d зон A- - cy uj -tjgg,, В-- 80«-лсУ ш 1 з..Ь,ае J где д (У - ширина импульсов на. выходах. 2 и 4 в градусах, равная иц.. Ш - синхронная электрическая угловая скорость в град/сек,5 что происходит поочередно при каждом по- вороте ротора относительно поля статора, имеют место совпадения по времени сигналов либо на входах блоков 5, 6 логи-, /40 ческого умножения (при прохождении углом (У зоны А), либо на входах блоков 7,8 логического умножения (при прохождении углом .(У зоны В). На выходе блока 9 логического сложения формируются сигналы в момент совпадения сигналов на входах блоков 5 или 6 логического умножения, а на выходе блока Ю логического сложения - в момент совпадения сигналов на входах блоков 7 или 8 логического умножения. Сигналы, образующиеся на выходе блоков 9 и Ю логического сложения при вхождении углаб в указанные выше зоны, осуществляют поочередную подачу форсированного возбуждения и гашения поля путем воздействия на систему управления возбуждением. Благодаря тому, что зоны А и В зависят иl соответственно, а t, .. Эаа-1 i, кото сов ческ или висе где Д вода обес 2Q реси пока нели тат аппр 4i(s где зависят от скольженияь 30(di зад2 -- st .j--i,,(e, углы (, при ых произойдет совпадение импульа входах блоков 5 или 6 логиго умножения, а также блоков 7 логического умножения, будут заь от скольжения: 1 (в) .--.( с - оптимальньй угол для подачи возбуждения; - оптимальный угол для гашения поля. я каждого конкретного электроприс СД существуют зависимости S ), ( 5 ), при вьшолнении которых ечивается максимальная скорость хронизации. Эти зависимости, как али исследования, в обшем случае ейны, однако приемлемые резульмогут быть получены путем юс ксимации выражениями; ,0 гиах1 c,-tcJ.. ° Р- max-t-Swin .„, lO Sflpl f -St liHA 20 Р - оптимальный угол подачи возбуждения при больших скольжениях ( 8 6- 8%), . О go - оптимальный угол гашения поля при больших скольжениях ( 6 8 - 15%), ; - разность оптимальных углов подачи возбуждения при малых скольжениях и при больш « tSmaxt wwfP 90 rf - разность оптимальных углов гашения поля при малых скольжениях и при больших (SVYICJXT. Smni V ). (.90 . При этом функции f (s), 2 определяющие зависимость задержек пульсных сигналов блоками 13 14 и 16 соответственно, могут быть опре ны, например, как о.если S.S :Jnp1 и;(,,, i,-- ,,S , ,&сли О,если . S- 3 лгчил. Z. c(3max2L-Sn,inz ioC5)V npuSe 5,.Smaxa W2. Выбор уставки бф фазорегулято осуществляется эксперимеитальио. Реализация таких зависимостей уг подачи форсирующего возбуждения и уг гашения поля от скольжения позволяет чительно ускорить процесс ресинхронизации СД по сравнению с известными устройствами ресинхронизации, увеличить максимальное скольжение, при котором СД еще может быть подтянут к синхронизму, повысить надежность работы устройства (за счет меньшего влияния «иибок в измерении углов положения ротора относительно поля статора), умен шить нагрев СД на период подтягивания к синхронизму и ресинхронизации. Формула изобретения Устройство для ресинхронизации синхронного электродвигателя, содержащее датчики угла и напряжения, фазорегулято формирователь HMnyjOiCOB, блоки логического умножения и сложения, импульс ныйпреобразователь, п.ричем первые входы первого и третьего, второго и четвертого блоков логического умно- жения подключены соответственно к основному и шшерторному выходам датчика угла, вход формирователя импульсов через фазорегулятор соединен с выходом датчика .напряжения, выходы первого и второго блоков логического умножения подключены к первому блоку логического сложения, выход которого соединен с первым входом импульсного преобразователя и с включагоцим входом автомата гашения поля, выходы третьего и четвертого блоков логического умножения подключены ко второму блоку логического сложения, выход которого соединен со вторым входом импульсного преобразователя и с отключающим входом автомата гашения поля, выход нмпултзсного преобразователя соединен с форсирующим входом системы управле- ния возбудителем, отличающеес я тем, .что, с целью ускорения процесса ресинхронизации двигателя и повышения надежности,, в устройство введены измеритель скольжения и блоки управляемой задержки импульсов, причем первый вход измерителя скольжения соединен с выходом датчика угла, второй его вход соединен с выходом формирователя импульсов, выход измерителя скольжения соединен с управляющими входами блоков управляемой задержки импульсов, основные входы первого и четвертого, второго и третьего блоков управляемой задержки импульсов, подключены соответственно к основному и инверторному выходам формирователя импульсов, а выходы блоков управляемой задержки импульсов подключены ко вторым входам соответственных блоков логического умножения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сыромятников И, А. , Режимы работы ас.иЕхронных и синхронньк электрических двигателей, ГЭП, 1963, с. 23-67. 2.Авторское свидетельство СССР № 525216, кл. Н 02 Р 7/00, 1976.