ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2011287 (13) C1

(51) 5 H02P5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4841335/07 
(22) Дата подачи заявки: 1990.05.29 
(45) Опубликовано: 1994.04.15 
(71) Заявитель(и): Джус Николай Ильич 
(72) Автор(ы): Джус Николай Ильич 
(73) Патентообладатель(и): Джус Николай Ильич 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Использование: может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность: в данном электроприводе уменьшение потерь энергии достигается введением в систему нелинейного преобразования сигнала, пропорционального частоте вращения, учитывающее потребление реактивной мощности. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике.

Известный электропривод [1] содержит последовательно соединенные выпрямитель, датчик тока, электродвигатель, тахогенератор, преобразователь в цепи обмотки возбуждения и нелинейный преобразователь.

Недостаток устройства состоит в относительно низком КПД.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является электропривод постоянного тока [2] , содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному выпрямителю, последовательно соединенные блоки уставки, регулятор частоты вращения и регулятор тока, выход которого подключен ко входу тиристорного выпрямителя, датчики тока и частоты вращения, выходы которых подключены ко входам обратных связей соответственно регулятора тока и регулятора частоты вращения, возбудитель, выход которого подключен к выходам обмотки возбуждения электродвигателя.

Недостаток устройства состоит в относительно больших потерях энергии, так как не учитываются потери энергии в сети и прежде всего потери, вызванные потреблением реактивной мощности.

Цель изобретения состоит в снижении потерь энергии.

Цель достигается за счет того, что в электропривод введен сумматор, выход которого соединен со входом возбудителя, блок воздействия в четвертую степень, квадратор, датчик потока и три умножителя, выход первого и второго из которых соединены со входами сумматора непосредственно, а третьего через квадратор, первый вход первого умножителя соединен с выходом блока возведения в четвертую степень, вход которого соединен с датчиком по току, первые входы которого и третьего умножителей соединены с выходом датчика потока и входом блока возведения в четвертую степень, второй вход третьего умножителя соединен с выходом датчика тока, вторые входы первого и второго умножителей соединены через соответственно первый и второй функциональные преобразователи со входом датчика частоты вращения, причем первый и второй функциональные преобразователи реализуют соответственно следующие функциональные зависимости

U1= a+ b d;

U2 = , где - частота вращения;

a, b, d - константы;

о - частота вращения идеального холостого хода.

Существенные отличия предложенного технического решения состоят в том, что учитывается составляющая потерь, связанная с перетоком реактивной мощности в сети. Как известно, потери энергии в сети пропорциональны реактивной мощности. В данном предложении производится учет этой составляющей энергии.

На чертеже приведена схема устройства.

Двигатель 1, датчик 2, тиристорный выпрямитель 3, регулятор 4 тока, регулятор 5 частоты и блок 6 уставки включены последовательно. Датчик 7 потока установлен рядом с обмоткой 8 возбуждения. Тахогенератор 9 соединен с регулятором 5 частоты, первым 10 и вторым 11 функциональными преобразователями, которые через умножители 12, 13 связаны с сумматором 14. Умножитель 15 через квадратор 16 связывает выход тахогенератора 9 и датчика 17 потока с входом сумматора 14. Выход последнего связан с возбудителем 17, соединенным выходом с обмоткой 8 возбуждения. Датчик потока 7 соединен также с блоком 18 возведения в 4-ю степень.

Устройство работает следующим образом.

Двигатель 1 работает с регулируемой частотой вращения. Регулирование частоты осуществляется изменением сигнала уставки, поступающим с выхода блока 6. Регулятор 5 сравнивает этот сигнал с действительным значением частоты, поступающим с выхода тахогенератора 9, и вырабатывает регулирующее воздействие на стабилизацию частоты. Этот сигнал через регулятор 4 поступает на управление тиристорным выпрямителем 3, изменяющим величину напряжения якоря. Этот канал регулирования (частоты) обладает высоким быстродействием. Наряду с этим имеется второй канал регулирования возбуждения. Этот канал обладает значительно меньшим быстродействием (на порядок). Поэтому работа этого канала проявляется в основном в установившихся режимах.

Усилитель 14 устанавливает значение напряжения возбудителя 17, при котором электропривод работает с минимальными потерями электроэнергии. Для этого сумматор 14 имеет интегральные свойства (типа ПИ или И регулятора).

Покажем условия, при которых достигается минимум потерь энергии.

Переменные потери энергии [2]

P1= R + Cf()U

и постоянные потери энергии

P2= a2+bd2+KMn, где R - сопротивление якорной цепи;

М, , - момент, поток и частота вращения двигателя;

С - коэффициент перевода реактивной мощнсти в потери энергии (С0,1-0,3 кВт/кВар);

b - коэффициент потерь в стали;

d= 1,2-1,5;

n - коэффициент механических потерь,

n1-1,5, a = R

Здесь RB - сопротивление обмотки возбуждения;

- тангенс наклона характеристики намагничивания;

f() - зависимость относительной реактивной составляющей тока от напряжения якоря или что практически тоже от скорости.

U - максимальное напряжение выпрямителя;

о - скорость идеального холостого хода двигателя при U .

Например, для симметричного управляемого выпрямителя

f+= 1

Минимум потерь достигается при

, что достигается при

условии 4(a+bd)--RM2= 0

. На выходе преобразователей 10 и 11 формируются сигналы U1= a+ bd и U2= соответственно. Усилитель 14 осуществляет решение последнего уравнения. В случае отклонения упомянутого равенства от нуля на выходе усилителя 14 появляется сигнал, который изменяет значение потока в сторону, вызывающую исчезновение неравенства нулю суммы входных сигналов. Таким образом благодаря нелинейному преобразованию сигнала в блоке 11, пропорционального напряжения или что тоже частоте вращения учитывается потребление реакционной мощности и связанные с ней потери энергии в сети. Благодаря этому снижаются суммарные потери энергии. (56) 1. Ильинский Н. Ф. и др. Энергосбережение в электроприводе. М. : Высшая школа, 1989, с. 90, рис. 81.

2. Лебедев Е. Д. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. М. : Энергия, 1980, с. 97. рис. 42. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному выпрямителю, последовательно соединенные блок уставки, регулятор частоты вращения и регулятор тока, выход которого подключен к входу тиристорного выпрямителя, датчики тока и частоты вращения, выходы которых подключены к входам обратных связей соответственно регулятора тока и регулятора частоты вращения, возбудитель, выход которого подключен к выводам обмотки возбуждения электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены сумматор, выход которого соединен с входом возбудителя, блок возведения в четвертую степень, квадратор, датчик потока и три умножителя, выходы первого и второго из которых соединены с входами сумматора непосредственно, а третьего - через квадратор, первый вход первого умножителя соединен с выходом блока возведения в четвертую степень, вход которого соединен с датчиком потока, первые входы второго и третьего умножителей соединены с выходом датчика потока и входом блока возведения в четвертую степень, второй вход третьего умножителя соединен с выходом датчика тока, вторые входы первого и второго умножителей соединены через соответственно первый и второй функциональные преобразователи с входом датчика частоты вращения, причем первый и второй функциональные преобразователи реализуют соответственно следующие функциональные зависимости:

Uф.п1 = a + b c,

U= ,

где - частота вращения;

a, b, c - константы;

0 - частота вращения идеального холостого хода.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru