Устройство для управления возбуждения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления приводами непрерывных прокатных станов, где применяются двигатели постоянного тока с двухзонным зависимым регулированием скорости.

Наиболее близким техническим решением является устройство для управления возбуждением электродвигателя постоянного тока, содержащее вентильный преобразователь для питания электродвигателя, в якорную цепь которого включен датчик тока, датчик ЭДС электродвигателя выходом подключенный к регулятору ЭДС, включенному в цепь обмотки возбуждения til.

Недостатком этого устройства является то, что при работе двигателя на скорости выше основной, для обеспечения необходимого запаса по напряжению управляемого вентильного преобразователя, питающего двигатель, ЭДС, с которой начинается ослабление

тока возбуждения, устанавливается ниже номинальной ЭДС двигателя, при этом не обеспечивается повышение ЭДС на двигателе до номинальной. Это сказывается на недоиспользовании двигателя по мощности и снижении коэффициента мощности управляемого вентильного преобразователя.

Цель изобретения - наиболее полное использование электродвигателя по

10 мощности и улучшение показателей электропривода в динамических режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введе«5ны блок выделения модуля, сумматор, логический элемент и апериодическое звено, выход которого подключен к одному из входов регулятора ЭДС, а вход - к выходу логического элемента,

20 один вход логического элемента подключен и- датчику тока, а второй к выходу сумматора, вход которого через блок выделения модуля подключен к

датчику ЭДС и ко етогюму входу регулятора ЭДС,

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления возбуждением двигателя постоянного тока.

Устройство содержит усилитель мощмости 1, к выходу которого подключена обмотка возбуждения 2 электродвигателя 3, питающегося от управляемого вентильного преобразователя , На вход усилителя мощности 1 подключена цепь состоящая из последовательно соединенного регулятора 5 тока, регулятора 6 ЭДС с тремя входами 7-9, апериодического звена 10 и логического элемента 11. Логический элемент 11 соединен с выходом датчика 12 тока и сумматоров 13. На вход сумматора 13 подключен выход блока 1 выделения модуля ЭДС, вход которого соединен с выходом датчика 15 ЭДС, В цепь обмотки возбуждения включен датчик 16 тока.

Устройство работает следующим образом.

На вход 7 регулятора 6 ЭДС подается сигнал, соответствующий ЭДС с которой начинается ослабление тока возбуждения двигателя. Величина этой ЭДС устанавливается меньше номинальной ЭДС электродвигателя для обеспечения в динамических режимах необходимого запаса по напряжению вентильного преобразователя t. На вход 9 регулятора 6 ЭДС подается действительное значение ЭДС двигателя Е, поступающее от датчика 15 ЭДСчерез блок И выделения модуля. На вход логического элемента 11 подается сигнал, равный разности номинальной ЭДС двигателя и заданной ЭДС, с которой начинается ослабление тока возбуждения двигателя (Ец - Е). Логический элемент 11 представляет собой устройство, которое срабатывает и пропускает сигнал при условии, что на один из его входов подается сигнал, пропорциональный величине статического тока при ударном приложении нагрузки, в на втором входе сигнал, равный разности Е- и Е, поступающий с выхода сумматора 13, равен нулю. При разгоне двигателя до основной скорости за счет увеличения напряжения преобразователя , питающего якорную цепь двигателя 3, регулятор 6 ЭДС находится в насыщенном состоянии и обеспечивает номинальный ток возбуждения двигателя. При увеличении ЭДС

двигателя выше заданного значения Е , начинается процесс ослабления тока возбуждения, при котором регулятор 6 ЭДС, воздействуя на ток возбуждения, стремится поддерживать ЭДС двигателя равной заданному значению.

При ударном приложении нагрузки при условии, что ЭДС электродвигателя достигла заданного значения, срабатывает логический элемент 11, с выхода которого на вход 8 регулятора 6 ЭДС через апериодическое звено 10 подается сигнал, равный разности номинальной и заданной ЭДС двигателя (Е - Е{}). При этом ток возбуждения двигателя повышается до значения, соответствующего номинальной ЭДС двигателя. При достижении ЭДС двигателя заданного значения, логический элемент не срабатывает, пока не произойдет ударное приложение нагрузки, так как при этом, нет сигнала на выходе сумматора 13 и отсутствует сигнал на выходе датчика 12 тока. ЭДС на двигателе остается ниже номинальной, обеспечивая необходимый запас по напряжению вентильного преобразователя при ударном приложении статической нагрузки. Так как ток якоря при холостом ходе весьма мал, снижение ЭДС преобразователя не вызывает значительного потребления реактивной энергии из сети.

В случае появления динамического тока при разгоне за счет изменения якорного напряжения двигателя, логический элемент не срабатывает, так как сигнал с выхода датчика статического тока равен нулю. При набросе

статической нагрузки во время разгона двигателя сигнал на регулятор ЭДС с выхода логического элемента также не подается, так как при разгоне на счет изменения якорного напряжения, ЭДС двигателя меньше заданной ЭДС Eg и сигнал с выхода сумматора 13 не равен нулю, что необходимо для срабатывания логического элемента 11. Для исключения бросков якорного тока при

значительной разности номинальной и заданной ЭДС двигателя, вводится апериодическое звено 10.

После приложения статической нагрузки происходит повышение тока возбуждения двигателя до величины, обеспечивающей номинальное значение ЭДС. При постоянстве статического момента это приводит к снижению величины тока в якорной цепи. МЗ , М где М статический момент на валу двигателя; поток возбуждения двигателя ток в якорной цепи; конструктивная постоянная двигателя. Снижение тока в якорной цепи приводит к уменьшению потерь в двигателе и потребляемой мощности, т.е. улучшению использования двигателя по мощности. Таким образом, использование регулятора ЭДС на один из входов которого введена дополнительная обратная связь по разности номинальной ЗДС двигателя и заданной ЭДС, с которой начинает ся ослабление тока возбуждения, действующая после приложения нагрузки и достижения ЭДС двигателя заданной величины, с которой начинается ослабление тока возбуждения, позволяет повысить коэффициент мощности преобразователя, питающего якорную цепь двигателя, на скорости выше основной до величины соответствующей номинальной ЭДС двигателя, достигнуть максимально полного,использования двигателя по мощности и улучшения показателей работы электропривода в динамических режимах. Формула изобретения Устройство для управления возбуждением электродвигателя постоянного тока, содержащее вентильный преобразователь, для питания электродвигателя, в якорную цепь которого включен датчик тока, датчик ЭДС электродвигателя выходом подключенный к регулятору ЭДС, включенному в цепь обмотки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью наиболее полного использования электродвигателя по мощности и улучшения показателей электропривода в динамических режимах, в него дополнительно введены блок выделения модуля, сумматор, логический элемент и апериодическое звено, выход которого подключен к одному из входов регулятора ЭДС, а вход - к выходу логического элемента, один вход логического элемента подключен к датчику тока, а второй - к выходу сумматора, вход которого через блок выделения модуля подключен к датчику ЭДС и ко второму входу регулятора ЭДС. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл, Н 02 Р 5/06, 1967.

ж