Устройство форсирования возбуждения синхронного двигателя Советский патент 1981 года по МПК H02P9/14 

На чертеже представлена блок-схема устройства форсированного возбуждения синхронного двигателя.

Синхронный электродвигатель ( компенсатор) 1 подключен к питающей сети 2, к которой подключен также тиристорный преобразователь 3, питаю1ций прокатный электродвигатель 4, с валом которого сочленен тахогенератор 5. К выходу тахогенератора 5 подключены дифференциаторы 6, ocy-i ществляющие дифференционирование частоты вращения прокатного электродвигателя 4. Выход дифференциаторов б подключен в качестве одного из сомножителей ко входу блока 7 умножения, ко второму входу которого подключен выход тахогенератора 5. К выходу тиристорного преобразователя 3 подключен датчик 8 напряжения, выход которого подключен в качестве сомножителя к одному из входов блока 9 умножения, к другому входу которого подключены блок задания, выдающий сигнал, обратно пропорциональный максимальному напряжению и,ду тиристорного преобразователя 3 при заданном положении отпаек его силового трансформатора. Выход блока 9 умножения подсоединен ко входу нелинейного тригонометрического преобразователя 10, выходной сигнал которого пропорционален тангенсу угла оС регулирования тиристорного преобразователя 3. Выход нелинейного преобразователя 10 в качестве одного из сомножителей подключен к одному из входов блока 11 умножения, к другому входу которого подключен; выход блока 7 умножения. Выход блока 11 умножения подключен к одному из входов регулятора 12 возбуждения синхронного электродвигателя (компенсатора) 1. К другому входу регулятора 12 возбуждения подключен выход датчика 13 реактивного тока, мощнвсти или корректора.

Устройство работает следующим образом.

Момент нагрузки UM на валу прокатного электродвигателя при захвате возникает в момент времени , а ток Л1 статической нагрузки в прогсатном двигателе благодаря моменту инерции кинематической линии клети (якоря двигателя, шпинделей, валков и т.д.) и электромагнитной инерционности якорной цепи двигателя нараса-ает не мгновенно, а спустя некоторое время. По этой же причине изменение угла вылета ротора и реактивного тока (мощности)синхронного двигателя также происходит не мгновенно.

В то же время сигналы начального отрицательного ускорения и второй производной частоты вращения прокатного электродвигателя возникают без запаздывания в момент приложения нагрузки к валу этого двигателя.

они пропорциональны величине момента

нагрузки ЛМ. Причем такой сигнал значительно опережает появление приращения тока ( мощности ) синхронного двигателя. Электрический сигнал, , пропорциональный ускорению замед(лению) и второй производной частоты вращения прокатного двигателя, может быть получен, например,с помощью обычных дифференцирующих контуров, Q подключенных к зажимам связанного с прокатным электродвигателем тахогенератора.

Действительно, напряжение о на выходе тахогенератора 5 равно

СеФи,

U.

т г

где п - частота вращения тахогенератора;:Ф - поток возбуждения, Cg- постоянная ЭДС.

Напряжение U, на выходе блока 7 умножения равно

Ujj. СеФи А м 5 крд,

где К - коэффициент пропорциональности.

Реактивная мощность Гр равна

Рр РО дл,

где . активная мощность/ ot угол регулирования тиристо.ра.

Для получения величины, пропорциональной углу регулирования, косинус которого .определяет, как известно, напряжение на якоре и частоту вращения прокатного электродвигателя 4, служат блок 9 умножения и нелинейный преобразователь. 10.

На входе блока 9 умножения один из сомножителей пропорционален капряжению и.-., тиристорного преобразователя 3, . частоте вращения прокатного электродвигателя 4.

Другой сомножитель а входе блока 9 умножения постоянен по величине И равен гг J ;- , т.е. обратно пропор1 м П rttOX

ционален напряжению полностью открытого тиристорного преобразователя 3. Тогда на входе блока 9. умножения получим сигнал, равный отношению

итп

Е arccosct .

и.

тптах

Выходное напряжение блока 9 умножения поступает на вход нелинейного (тригонометрического) преобразователя 10, выходной сигнал которого равен

и

тп

tg(arccos

-) ь tgd,

и.

т.е. пропррционален тангенсу угла регулирования тиристорного преобра.зователя 3.

В, блоке 11 умножения осуществляется перемножение двух сигналов, из которых на выходе блока 7

умножения пропорционален активной мощности РО на валу прокатного элек тродвигателя, а другой на входе нелинейного преобразователя 10 пропорционален тангенсу угла регулирования cL тиристорного преобразователя 3.

Тогда на выходе блока 11 умножения получим упреждающий сигнал, пропорциональный толчкам реактивной мощности FD

P«tgot

Р

Выходное напряжение блока 11 в качестве максимального упреждающего формирующего сигнала подается на вход регулятора 12 возбуждения синхронного компенсатора .

Наряду с этим сигналом, который автоматически отключается по времени или, например, третьим по счету импульсом второй производной частоты вращения прокатного двигателя, в систему регулирования возбуждения синхронного двигателя (, компенсатора) поступают другие сигналы от датчика 13 реактивного тока (мощности, от корректора и т.д. и действуют после отключения формирующего сигнала, пропорционального толчку реакгтивной мощности Рр.

Таким образом, поданный в момент захвата максимально упрежденный во времени управляющий сигнал, пропорциональный толчкам реактивной мощности, обеспечивает необходимую начальную форсировку возбузвдения синхронного двигателя (компенсатора что повышает быстродействие регулирования.

Устройство применимо также и при быстром (ударном) сбросе нагрузки, например прв выбросе металла. При этом также, как и при захвате металла, используется первая и вторая :производные частоты вращения прокатного электродвигателя, возникающие при выходе заготовки из клети, умноженные на величину частоты вращения и на тангенс угла регулирования тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

Устройство формирования возбуждения синхронного двигателя по авт.св. №538469, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены второй, и третий блоки умножения, нелинейный преобразователь., блок задания и датчик напряжения, причем выход датчика напряжения подключен к первому входу второго блока умножения, ко второму входу которого подключен блок задания, выход второго блока умножения через нелинейный преобразователь подключен к одному из входов третьего блока умножения, ко второму входу которого подключен выход первого блока умножения, а выход третьего блока умножения подключен к регулятору возбуждения синхронного двигателя.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельства СССР 538469, кл. Н 02 Р 9/14, 1970.