Система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода

О П И С А Н И Е (п)86 ИЗОИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соев Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,зВ 60 Е 7/06 рисоединением заявк ударственнык комитет 3) Приорит ллетень М 33 53) УДК 621.337.52-833(088.843) Опубликовано 07,09.81,45) Дата опубликования оп о делам изобретений и открыт ния 07.09.81 фреевк.( Авторыизо 6 ретени(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯ ЕМОГТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА Изобретение относится к импульсному регулированию и может быть использовано в системах автоматического регулирования частотно-управляемого электропривода переменного тока, в частности на автономном подвижном электрическом составе.Известна система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода, содержащая тепловой двигатель, синхронный генератор, к которому через преобразователь частоты подключен асинхронный двигатель, механически связанный с датчиком частоты, статический аналог асинхронного двигателя, который через выпрямитель подключен к одному из входов блока выделения максимального сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения синхронного генератора, а выход - с одним из входов сумматора, выход которого подключен к входу регулятора тока возбуждения синхронного генератора Г 11.Недостатками этого технического решения являются сравнительно низкие тяговые усилия при пуске и значительные массогабаритные показатели.Цель изобретения - повышение тяговых усилий при пуске и уменьшение массогабаритных показателей. Цель достигается тем, что система автоматического регулирования снабжена функциональным преобразователем, через который другой вход сумматора связан с дат чиком частоты.На чертеже изображена система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода.10 Система содержит тепловой двигатель 1,синхронный генератор 2, к которому через преобразователь 3 частоты подключен асинхронный двигатель 4, механически связанный с датчиком 5 частоты, статический ана лог 6 асинхронного двигателя. Статическийаналог 6 через выпрямитель 7 подкл:оченк одному из входов блока 8 выделения максимального сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика 9 напряжения 20 синхронного генератора. Выход блока 8 выделения максимального сигнала соединен с одним из входов сумматора 10, выход кото,рого подключен на вход регулятора 11 тока возбуждения синхронного генератора, со держащего обмотку 12 возбуждения и усилитель 13, Выход датчика 5 частоты через функциональный преобразователь 14 соединен еще с одним входом сумматора 10.Управляющий вход преобразователя 3 ч;:с тоты связан с блоком 15 управления, 8611302 О 25 зо 35 4 О 45 50 55 5 О 65 Система работает следующим образом.Сигнал, пропорциональный выходному напряжению синхронного генератора 2, снимаемый с датчика 9 напряжения, и сигнал, снимаемый со статического аналога басинхронного двигателя, поступают на блок 8 выделения максимального сигнала, сравниваются и больший из них проходит на вход сумматора 10, который сравнивает этот сигнал с заданным. Если указанный максимальный сигнал отличается от заданного значения, то разность сигналов увеличивается усилителем 13 и подается на обмотку 12 возбуждения. Напряжение синхронного генератора 2 изменяется до тех пор, пока эта разность не станет равной нулю.На пусковых частотах в тяговом асинхронном приводе с частотным управлением момент поддеряивается постоянным, поэтому в качестве датчика потока используется статический аналог 6 асинхронного двигателя, выполнепньш, например, в виде однофазных трансформаторов, первичная обмотка каждого из которых подключена к соответствующей фазе двигателя, а вторичные обмотки соединены в звезду и подключены через последовательно соединенные цепочки дроссель - сопротивление к выпрямителю 7. На пусковых частотах как в асинхронном двигателе, так и в его аналоге, дОля падения напряжения ня индуктивных сопротивлениях приближается к нулю, а доля падения напряжения на активных сопротивлениях возрастает. Поэтому как для асинхронного двигателя, так и для его аналога необходимо на пусковых частотах завысить напряжение питания для компенсации падения напряжения на активных сопротивлениях для того, чтобы выходной параметр (момент для асинхронного двигателя и напряжение для его аналога) оставался постоянным.С увеличением частоты доля падения напряжения на активном сопротивлении падает, а доля падения напряжения на индивидуальном сопротивлении растет, поэтому па частотах от 0,3 - 0,4, до 1 Б выходное напряжение генератора (У,) будет изменяться по закону ОД=СОПИ. С увеличением частоты растет выходное няпрякение синхронного генератора 2 и сигнал обратной связи по напряжению, а при номинальной частоте сигнал становится равным сигналу, поступающему с аналога 6. При дальнейшем увеличении частоты блок 8 выделения максимального сигнала пропускает сигнал с датчика 9 напряжения, так как он будет больше сигнала, поступающего с аналога 6 асинхронного двигателя. Таким ОбРазом, В диапазоне частот 1 н(1(макс напряжение синхронного генератора 2 формируется сигналом от датчика 9 напряжения и сигналом обратной связи по частоте вращения ротора, который снимается с датчика 5 частоты вращения ротора и заводится на вход функционального преобразователя 5, который преобразует его таким образом, что до частоты 1 =11, он равен нулю, а выше этой частоты линейно растет,С функционального преобразователя 14 сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения ротора (У, ), поступает па сумматор 10. На частотах выше номинальной сумматор 10 производит алгебраическое слояенис трех сигналов: отрицательной обратной связи по напряжению Уссц, положительной обРатнОЙ сВЯзи по частоте вращения ротора У,и задающего сигнала Ссад,зад +" оса - 0Из выражения видно, что с увеличением частоты вращения ротора У будет увеличиваться,рассогласование сигналов, следовательно, будет увеличиваться ток возбуждения синхронного генератора 2, что приведет к увеличению напрякения.Предложенная система позволяет сформировать выходное напряяение синхронного генератора, изменяющегося в диапазоне заданных частот согласно предлагаемому закону. Частичные характеристики выходного напряжения синхронного генератора формируются с помощью задающего сигнала Уаа;,. Система автоматического регулирования синхронного генератора частотно- управляемого тягового электропривода позволяет обеспечить регулирование напряжения на тяговом асинхронном двигателе по оптимальному закону во всем диапазоне рабочих частот, что улучшает динамику пуска и энергетические показатели тягового элсктропривода. Использование этой системы на большегрузных автомобилях с электрической трансмиссией обеспечивает экономический эффект порядка 30 т. руб. в год на одну машину.Формула изобретенияСистема автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропрнвода, содеркащая тепловой двигатель, синхронный генератор, к которому через прсобразователь частоты подключен асинхронный двигатель, механически связанный с датчиком частоты, статический аналог асинхронного двигателя, который через выпрямитель подключен к одному из входов блока выделения макси:;яльпого сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения синхронного генератора, а выход - с одним из входов сумматора, выход которого подключен к входу регулятора тока возбуждения синхронного генератора, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения тяговых усилий при пуске и уменьшении массогабаритных показателей, она снабжена функциональным преобразователем, черезРедактор И, Гохфельд Заказ 187/14 Изд.507 Тираж 749 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 который другой вход сумматора связан сдатчиком частоты,Источники информации,ПрИ 1 гятЫЕ ВО ВНИМаНИЕ ПрИ ЭКСПЕртИЗЕ 61. Булгаков А. А. Частотное управление асинхронными двигателями. М., Наука, 1966, с. 264 - 265 (прототип).