Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии за счет1ст илизации коэффициента мощности асинхронного двигателя. Указанная цель достигается введением в электропривод вычислителя 9 эквивалентного фазового угла нагрузки. Входы вычислителя 9 подключены соответственно к выходу определителя 5 угла запаздывания тока и к выходу регулятора 8. Выход вычислителя 9 соединен с одним из входов блока 7 сравнения. Электропривод позволяет оптимизировать коэффициент мощности асинхронного двигателя при любых моментах нагрузки и не требует дополнительной настройки при эксплуатации. Стабилизация коэффициента мощности в процессе пуска асинхронного двигателя позволяет осуществить плавный разгон с ограничением пускового тока. 3 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1367122 А 1 (j) 4 Н 02 Р 7/36 7/42 г с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ceres

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981892/24-07 (22) 02,12,85 (46) 15.01,88. Бюп, У 2 (71) Одесский политехнический .HHGTK тут (72) В.И.Капинос и И.В.Халамиренко (53) 62-83: 621.313,333 (088.8) (56) Патент США jj 4298834, кл, 318729, 1981, Заявка Англии 9 2120422, кл, G 05 F 1j//7700, 1983, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменыпение потерь электроэнергии за счет стабилизации коэффициента . мощности асинхронного двигателя.

Указанная цель достигается введением в электропривод вычислителя 9 эквивалентного фазового угла нагрузки.

Входы вычислителя 9 подключены соот. ветственно к выходу определителя 5 угла запаздывания тока и к выходу регулятора 8. Выход вычислителя 9 соединен с одним из входов блока 7 сравнения. Электропривод позволяет оптимизировать коэффициент мощности асинхронного двигателя при любых моментах нагрузки и не требует дополнительной настройки при эксплуатации.

Стабилизация коэффициента мощности в процессе пуска асинхронного двигателя позволяет осуществить плавный с разгон с ограничением пускового тока, 3 ил.

1367

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам построенным на основе асинхронных двигателей и тиристорных преобра5 зователей переменного напряжения, и может быть использовано в нерегулируемых по скорости асинхронных электроприводах различного назначения, Целью изобретения является умень- )О шение потерь электроэнергии за счет стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигателя.

На фиг,1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг,2 - ) схема вычислителя эквивалентного фазового угла нагрузки; на фиг.3 — диаграммы напряжения и тока в цепи нагрузки тиристорного преобразователя напряжения, 20

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг.1), подключенный к выходам управляемого блока 2 преобразования напряжений питающей сети, датчик 3 перехода через нуль напряжения питающей сети и датчик

4 перехода через нуль тока асинхронного электродвигателя, определитель

5 угла запаздывания тока и последовательно соединенные блок 6 задания, 30 блок 7 сравнения и регулятор 8, соединенный выходом с управляющим входом блока 2 преобразований напряжений питающей сети.

В электропривод введен двухвходовый вычислитель 9 эквивалентного фазового угла нагрузки, снабженный двумя вычитателями 10 и 11 (фиг,2), двумя сумматорами 12 и 13, делителем

14, умножителем 15 и узлом 16 памя- 40 ти постоянных величин с пятью выходами.

Первые входы вычитателей 10 и 11 образуют входы вычислителя 9 эквивалентного фазового угла нагрузки, под- 45 ключенные соответственно к выходу определителя 5 угла запаздывания тока и к выходу регулятора 8. Выходы вычитателей 10 .и 11 подключены к первым входам умножителя 15 и делителя

14 соответственно, Выход делителя

14 подключен к первому"-входу сумматора 12, соединенного выходом с вторым входом умножителя 15, выход которого подключен к первому входу сумматора

13.

Соответствующие выходы узла 16 памяти постоянных величин подключены к вторым входам вычитателей 10

122 2 и 11, делителя 14 и сумматоров 12 и 13, Выход сумматора 13, образующий выход вычислителя 9 эквивалентного фазового угла нагрузки, подключен к другому входу блока 7 сравнения, Функционирование электропривода основано на следующем, Соотношение между индуктивным Х, и активным R сопротивлениями цепи протекания тока при синусоидальном напряжении питания характеризует фазовый угол ц нагрузки g = arctg X„/R, При этом величина cos q равна коэффициенту мощности К„,, определяемому как отношение активной и реактивной мощностей, т.е. К„ = R/S

При питании асинхронного электродвигателя от тиристорного преобразователя переменного напряжения (содержащего в каждой фазе встречно-параллельно включенные тиристоры) ток

i через нагрузку становится прерывистым и несинусоидальным и отстает от напряжения U на угол e открывания тиристоров (фиг,3). Длительность протекания тока через тиристор в каждом полупериоде, а следовательно, и угол d запаздывания тока зависят в этом случае от некоторых эквивалентных приведенных к входу электродвигателя значений сопротивлений Х э и К,, которые определяют эквивалентный фазовый угол э нагрузки.

y = arctg Х /К

Величины Х, R и зависят от положения рабочей точки на механичес" ких характеристиках и определяют коэффициент мощности нагрузки.

Упрощенное выражение, связывающее величины q и с с углом открыэ вания тиристоров 1,имеет вид (А+ — — -)(d -ñ ) +(ф, (2)

В э о о о о где q, d, — координаты точки пересечения зависимостей

f (д ) при фиксированных значениях a((a = const);

o(— граничный угол открывания тиристоров;

А — безразмерный коэффициент

 — коэффициент с размерностью, эл,град, Выражение (2) обеспечивает в диа пазоне углов cp, = 20-50 (перекрываю

1367122

10

20

30

55 щих,например, номинальные значения всех ц асинхронных электродвигателей серии 4А), точность вычисления с погрешностью не более 1Х, При стабилизации в электроприводе угла у может быть решена и задача стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигателя при изменении нагрузки на его валу.

Злектропривод работает следующим образом.

Выходные сигналы датчика 3 перехода через нуль напряжения питающей сети от датчика 4 перехода через нуль тока асинхронного электродвигателя поступают на входы определителя 5 угла запаздывания тока. Здесь осуществляются счет тактовых импульсов в интервале между переходами через нуль напряжения сети и тока электродвигателя и формирование на выходе цифрового кода, пропорциойального углу d" запаздывания тока. Указанный код поступает на один из входов вычислителя 9 эквивалентного фазового угла нагрузки, на другой вход которого поступает информация об угле a(с выхода регулятора 8, Вычислитель 9 эквивалентного фазового угла нагрузки может быть реализован на микропроцессоре и реализует выражение (2).

С помощью вычитателя 10 (фиг,2) формируют разность (d — с/ ) текущего значения угла запаздывания тока l и постоянной величины d поступающей с выхода блока 16 памяти, С помощью вычитателя 11 формируют разность (e — a ) постоянной величины М, поступающей с выхода блока

16 памяти, и текущего значения угла

o(управления тиристорами.

На выходе делителя 14 формируется частное В/(d;Ы1, которое суммируется с уставкой А с помощью сумматора 12 °

С помощью умйожителя 15 формируется произведение величин (А + В/(,-о ) и (с -d ). На выходе сумматора 13 получают величину текущего значения эквивалентного фазового угла y,нагрузки, соответствующего выражению (2), Вы щсленное значение угла ц сравнивается в блоке 7 с заданной величиной <р, которая соответствует номинальному значению угла q данного электродвигателя. Если текущие значе-. ния угла ц меньше заданного, то регулятор 8 уменьшает величину угла о открывания тиристоров, что повышает напряжение на зажимах электродвигателя 1 и приводит к компенсации. рассогласования между текущим и заданным значениями угла 4,.

Если текущее значение угла if, больше заданного, то регулятор 8 для компенсации рассогласования увеличивает величину угла

Злектропривод позволяет оптимизировать коэффициент мощности любых асинхронных электродвигателей при любых моментах нагрузки и не требует дополнительной настройки при вводе

s эксплуатацию, так как для любого двигателя в качестве задания, устаР навливается номинальное значение yrла ц . Кроме того, стабилизация каэффициента мощности в процессе пуска асинхронного электродвигателя поз" воляет осуществить. плавный разгон двигателя с ограничением пускового тока, Таким образом, введение в электропривод вычислителя эквивалентного фазового угла нагрузки позволяет стабилизировать величину,и величину коэффициента мощности, благодаря чему в сравнении с известным устройством. уменьшается потребляемая электроэнергия, Формула из обр е тения

Злектропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к выходам управляемого блока преобразования напряжений питающей сети, датчики перехода через нуль напряжения питающей сети и тока асинхронного двигателя, определитель угла запаздывания тока, входы которого соединены с выходами упомянутых датчиков, и последовательно соединенные блок задания, блок сравнения и регулятор, соединенный выходом с управляющим входом блока преобразований напряжений питающей сети, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потребляемой электро энергии за счет стабилизации коэффициента мощности асинхронного электродвигателя, введен двухвходовый вычислитель эквивалентного фазового угла нагрузки, снабженный двумя вычитателями, двумя сумматорами, делителем, умножителем и узлом памяти постоянных. величин с пятью выходами, 1367122

Составитель А.Жилин

Техред М. Хоцанич

Корректор А. Обручар

Редактор Н.П1выдкая

-Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 6849/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная 4 при этом первые входы первого и второго вычитателей образуют входы вычислителя эквивапентного фазового угла нагрузки, подключенные соответственно к выходу определителя угла запаздывания тока и к выходу регулятора, выходы первого и второго вычитателей подключены к первым входам умножителя и делителя, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного выходом с вторым входом умножителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, соответствующие выходы, узла памяти постоянных величин подключены к вторым входам вычитателей, делителя и сумматоров, причем выход второго сумматора, образующий выход вычислителя эквивалентного фазового угла нагрузки, подключен к другому входу блока сравнения.