Электропривод с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности Советский патент 1981 года по МПК H02P7/62 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ АКТИВНОЙ

И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ ОТ СЕТИ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электротех нике и может быть использовано в элек троприводах с асинхр.онной машиной с фазным ротором, в которых регулируетс потребление от промышленной сети активной и реактивной мощности и которы могут использоваться в системах энергоснабжения с ограниченной мощностью, в качестве компенсаторов. По основному авт. св. № 699644 извебтен электропривод с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности. Известный электропривод с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности, подключенной к электроприемникам непосредственно, а к сети неограниченной мощности - через фидер, содержит асинхронную машину с фазным ротором, подключенную статором к указанной сети ограниченной мощности непосредственно, а ротором - через преобразователь частоты, управляющие входы которого через один из блоков преобразования переменных связаны с выходами регуляторов активного и реактивного токов статора, датчики фазных напряжений и токов статора, подключенные к другому из блоков преобразования переменных, выходы которого с сигналами активной и реактивной составляющих тока статора подключены ко входам обратной связи упомянутых регуляторов токов, регулятор скороети, подключенный выходом ко входу задания регулятора активного тока статора, источник напряжения постоянной величины, датчики фазных токов фидера машины и электроприемников, формирователь сигнала активного суммарного тока, формирователь сигнала активного тока электроприемников, фильтр, сумматор, а также датчик и интегральный регулятор модуля напряжения питающей сети, задаюций вход которого подключен к источнику напряжения постоянной величины, вход об3ратной связи через датчик модуля иа пряжения питающей сети - к упомянуты датчикам фазных напряжений статора, выход - ко входу задания регулятора реактивного тока статора, при этом датчики фазных токов фидера через формирователи сигналов активного сум марного тока и активного тока электр приемников подключены ко входам филь ра и сумматора, выход фильтра - к до полнительному входу сумматора, выход сумматора - ко входу обратной связи регулятора скорости, а выход- второго из блоков преобразования переменных сигналом активной составляющей тока статора - к дополнительному входу фо мирователя активного тока электропри емников l . Недостатком этого электропривода является ограниченная область примеопределяемая малым числом и нения, характером включения электроприемников . Например, при включении нескольких электроприумников:фаза и модуль напряжения питающей сети существенно изменяются и указанный электропривод не может осуществить требуемую компен сацию этйх| изменений . Целью изобретения является .расширение области применения электропривода с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности, т. е./ цел ью-из обретения является обеспечение работы электропривода с большим числом электроприемников независимо от характера их включе ния. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введен формирователь сигнала восстановления скорости содержащий пропорциональный элемент, фильтр и интегратор, задающий вход которого соединен с дополнительным задагацим входом регулятора скорости, вход обратной связи интегратора соединен со входом пропорционального эле мента и со входом обратной связи регу лятора скорости, а его вьпсод через фильтр подключен к другому дополнительному задающему входу регулятора скорости, при этом выход пропорционал ного элемента подключен к дополнитель ному входу обратной связи регулятора скорости. На чертеже показана функциональная схема электропривода с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности. 5 Электропривод содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, преобразователь 2 частоты, датчик 3 углового положения ротора двихателя 1 относительно синхронно-вращающейся системы координат с осями «(. и /5 , связанной с фазовым углом напряжения Uj питающей сети, датчик 4 скорости ротора двигателя 1, блоки 5, 6 и 7 преобразования переменных, измеритель 8 скольжения () ротора двигателя 1, измеритель 9 потокосцеплений по оси об , измеритель 10 потокосцеплений ПО оси , регулятор 11 тока статора по оси оС , регулятор 12 тока статора по оси , фильтры 13 с постоянной времени Т, , множительные элементы 14,. дина1 ческие звенья 15, регулятор 16 скорости, дополнительные согласующие фильтры 17, интегральньй регулятор 18 модуля напряжения питающей сети, датчик 19 колебаний модуля напряжения питающей сети, датчик 20 активной составляющей суммарного тока фидера двигателя 1 и параллельно присоединенных электроприемников, датчик 21 активной составлякицей тока ian электррприемников, суммирующий элемент 22, фильтр 23, элемент ограничения 24, триггерный элемент 25, компенсирующий фильтр 26, пропорционально интегральный элемент 27, пропорциональный элемент 28, фильтр 29, интегратор 30. Каждая фаза статора асинхронного двигателя 1 подключена к шинам ограниченной /мощности. Сеть ограниченной мощности через сопротивления R. , х подключена к сети неограниченной мощности с напряжением Ut и частотой-Ял/с. Обмотки ротора двигателя 1 подключены ; к преобразова.телю 2 частоты с непосредственной связью,, силовой вход которого может быть подключен к тем же шинам, что и обмотка статора двигателя I, либо к какому-либо другому источнику. На валу двигателя I расположен датчик 3 углового положения и тахогенератор 4. Выход датчика 3 соединен с одним из входов каждого из преобразователей 6 и 7, которые., в свою очередь, своими выходами соединены с первыми входами блоков 9 и 10, соответственно. Вторые входы 6ЛО.К9В 9 и 10 соединены с выходами блока 5. Выход множительного элемента.14, связанного по входным каналам с. выходами блоков 8 и 9, через динамическое звено 15 по каналу обратной связи связан со входом регуля.тора 12. По каналу обратной связи

вход регулятора 12 соединен также с выходом преобразователя 5, а по каналу управления - с выходом регулятора 18. Регулятор 18 имеет два входа в канале управления, который связан с источником задания ЛУ- О, и в канале обратной связи, который связан с выходом преобразовдтеля 19. На входы блока выделения скольжения 8 заводят- , ся связи от тахогенератора 4 и от источника формирования скорости вращения uTg системы координат. Выход множитель ного элемента 14, связанного по входным каналам с выходами блоков 8 и 10, ерез динамическое звено 15 по каналу обратной связи подключен ко входу регулятора 11. По каналу обратной связи вход регулятора 1I соединен с выходом реобразователя 5, а по каналу управения - с выходом регулятора 16. Выод регулятора 16 через ограничитель

24подключен ко входу блока 27, выод которого связан со входом регулятора 16 через фильтр 17. По каналу обратной связи регулятор 16 связан также с тахогенаратором 4 через фильтр 17. Регулятор 16 имеет два управляющих входа. Второй вход управления связан с выходом блока 22, на вход которого заведена обратная связь с выхода блока 21 через фильтр 23. С выходом блока 21 связан и вход блока 22. Входы атчика 21 связаны с выходами блока 5 и датчика 20. Источник задания скорости Vj через ограничитель 25, фильтр 26 связан с входом блока 27. По канау обратной связи вход ограничителя

25соединен с выходом пропорционально интегрального элемента 27.

Задающий вход интегратора 30 через дополнительный согласующий фильтр 17 подключен к источнику сигнала задания скорости 27, вход обратной связи этого интегратора подключен ко входу пропорционального элемента 28 и одновременно через дополнительный согласующий фильтр 17 г к датчику скорости 4. Выход усилителя 28 и выход фильтра 29 подключены ко входам регулятора скорости 16. Вход фильтра 29 соединен с выходом интегратора 30.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал задания скорости ) через блоки 25-27, фильтр 17 i: регулятор скорости 16 поступает на вход регулятора II, который формирует с помощью блоков 13, 7 и 2 требуемый для

поддержания заданной i скорости юк в фазах ротора двигателя 1. При изменении нагрузки, например при увеличении потребления тока электроприемниками, на входе регулятора тока I1 появляется отрицательный сигнал рассогласования под действием которого регулятор тока формирует такой сигнал , что скорость привода начинает

падать и со стороны двигателя в питающую сеть (в общий с нагрузкой фидер) поступает импульс активного тока, форма которого определяется процессом изменения скорости.

При этом сигнал обратной связи по скорости уменьшается, и на входе интегратора 30, пропорционального элемента 28 и регулятора 16 появляется положительный сигнал рассогласова ния,

под действием которого формируется управляющее воздействие для регулятора тока, направленное на восстановление скорости.

За счёт работы интегратора 30 скорость привода в конце переходного процесса оказывается равной заданной.

В стационарных режимах работы питающей сети, когда ian cxsnst и ipn const, т. е. при неизменных то-; ках потребителя, присоединенного параллельно двигателю, компенсатор также находится в стационарном состоянии со следуюпщми параметрами режима.

При нулевом моменте сопротивления (mg о) регуляторы тока и скорое ти поддерживают на заданных уровнях активную составляющую тока статора.

U S О и скорость вращения двигателя .

Варьируя коэффициентами d и oLj можно изменять время восстановления скорости, а также динамическое падение скорости.

Аналитический анализ предлагаемого электропривода показывает, что введение формирователя сигнала восстановления скорости делает электропривод астат тическим как по управляющему сигналу, так и по возмущению. Этим объясняется то, что электропривод восстанавливает свою скорость вращения в конце переходного процесса, вызванного, например изменением нагрузки, и, следовательно, восстанавливает уровень запасенной кинетической энергии, оказываясь подготовленным к .воспринятию очередного изменения величины нагрузки. Таким образом, предлагаемый электропривод может быть применен в случаях, когда нагрузка существенно изменяется и, таким образом, расширяется область примене1шя электропривода. Формула изобретения Электропривод о регулированием ак тивной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности по авт.св. if 699644, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введен формирователь сигнала восстановления скорости г2 /« О-п 58 содержаний пропорциональный элемент, фильтр и интегратор, задающий вход которого соединен с дополнительнь задающим входом регулятора скорости, а его выход через фильтр подключен к другому дополнительному задающему . входу регулятора скорости, причем выход пропорционального элемента подключен к дополнительному входу обратной связи регулятора скорости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство ьииг № 699644, кл. Н 02 Р 7/62, 1978. f