SU1107239A2 - Электропривод посто нного тока с минимизацией потерь в двигателе - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С МИНИМИЗАЦИЕЙ ПОТЕРЬ В ДВИГАТЕЛЕ по авт. св. № 758447, отличающийс  тем, что, с целью снижени  полных потерь в электроприводе за счет управлени  с более точным определением минимума функции потерь с учетомограничений, в него введены диckpeтный вычислитель, два ключа, датчик потока возбуждени  двигател  и датчик момента сопротивлени  двигател , причем выходы датчиков скорости, тока  кор , тока возбуждени , напр жени  на  коре двигател , потока возбуждени  и момента сопротивлени  соединены с входами дискретного вычислител , два первых выхода которого св заны с двум  -входами первого ключа, соединенного третьим входом с выходом двувходового блока интегрировани  и выходом с входом задатчика регулируемой интенсивности изменени  скорости привода, а два вторых выхода дисгретного вы числител  подключены к двум входам второго ключа, соединенного третьим входом с выходом трехвходового блока интегрировани  и выходом с входом регул тора возбуждени .

Description

Ю

00

со Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к области регу лируемого электропривода посто нног тока, управл емого по цепи  кор  и возбуждени  двигател  посто нного тока. По основному авт. св. № 758447 известен электропривод посто нного тока с минимизацией потерь в двигат ле, содержащий датчик тока возбужде НИН и напр жени  на  коре, последов тельно соединенные датчик скорости, функциональный преобразователь и бл перемножени  с подключенным к его второму входу датчиком тока  кор , регул тор возбуждени , к выходу рег л тора возбуждени  подключен, блок И тергировани  с трем  входами, которы соединены соответственно с выходом блока перемножени , выходом датчика напр жени  на  коре и выходом датчика тока возбуждени , а также задатчик регулируемой интенсивности изменени  скорости привода и последовательно соединенные нелинейный блок и блок интегрировани  с двум  входами с ограничением выходного сигнала, причем вход нелинейного блока соединен с датчиком скорости, второй вход блока интегрировани  - с. датчиком тока  кор , а выход двувходового блока интегрировани  включен на регулирующий вход задатчика интенсивности П В этом электроприводе за счет поддержани  оптимального соотношени  между тсгком в  корной цепи и потоком возбуждени  обеспечиваетс  минимизаци  потерь энергии в установившихс  режимах в переходных процессах, т.е приближенно выполн ютс  услови  минимума потерь в двигателе: .QMK4%|(/,R,)0, (Я где UO - углова  скорость; 1- - ток в  корной цепи двига .тел ; R , - внутреннее сопротивление  корной цепи; К - конструктивный коэффициен двигател ; Ф - поток возбуждени  двигате л ; G(u)) - переменный коэффициент, характеризующий зависимос потерь в стали от скорост 9 Л(Б{ш1К -ф - потери в стали двигател ; 1ц - ток возбуждени  двигател ; R - сопротивление обмотки возбуждени ; . ДР ,4-дР 4.j2p др / , I И А от в В полные потери в двигателе; (w) - механические потери; MQ - момент статического сопротивлени  на валу двигател , Выполнение условий (1) и (2) обеспечивает достижение минимума функционала качества: . Г РТ f М 3;ф::Ж- -Г( V 71 С J UJ.W. при совместном регулировани, тока  кор  и потока возбуждени  двигател  и тем самым обеспечивает минимум энергии потерь,вьздел ющихс  в двигат е за врем  процесса, без учета ограничений, накладываемых на координаты электропривода. При использовании формул (1) и (2) получают аб.солютньй минимум функции F(3r , Ф , (л)), Как п{)авило, точка абсолютного минимума лежит вне допустимой области фазовых координат. Выбор в качестве точки минимума точки пересечени  какого-либо ограничени  (например, по току  кор ) с кривой, соответствующей уравнению (1), приводит к погрешност м и тем большим, чем дальше отстоит точка абсолютного минимума от ограничени . Целью изобретени   вл етс  сниже|ние полных потерь в электроприводе за счет управлени  с более точным определением минимума функции потерь с учетом ограничений. Поставленна  цель достигаетс  тем, в электропривод введены дискретный вычислитель, два ключа, датчик потока возбуждени  двигател  и датчик момента сопротивлени  двигател , причем выходы датчиков скорости, тока  кор , тока возбуждени , напр  кени  на  коре двигател , потока возбуждени  и момента сопротивлени  соединены с входами дискретного вычислител , два первых выхода которого св заны с двум  входами первого ключа, соединенного третьим входом с выходом двуходового блока интегрировани  и выходом с входом задатчика регулируемой интенсивности изменени  скорости привода, а два вторых выхода дискретного вычислител  подключень к двум входам второго ключа, соединенного третьим входом с выходом трехвходового блока интегрировани  и выходом с входом регул тора возбуждени . На фиг. 1 дана структурна  схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - соотношени  между  корным током и потоком возбуждени , где А точка абсолютного минимума. Электропривод содержит датчик 1 тока возбуждени  и датчик 2 напр жени  на  коре, последовательно соединенные датчик 3 скорости, функциональный преобразователь 4 и блок 5 перемножени  с подключенным к его второму входу датчиком 6 тока  кор . К выходу регул тора 7 возбуждени  подключен блок 8 интегрировани  с трем  входами, которые соединены соответственно с выходом блока 5 перемножени  , выходом датчика 2 напр жени  на  коре и выходом датчика 1 ток возбуждени . Задатчик 9 регулируемой интенсивности изменени  скорости при вода св зан с последовательно соединенными нелинейным блоком 10 и двувходовым блоком 11 интегрировани  с ограничением выходного сигнала. Вход нелинейного блока.10 соединен с датчиком 3 скорости, второй вход блока 11 интегрировани  - с дат чиком 6 тока  кор , а выход блока 11 интегрировани  св зан с регулирующим входом задатчика 9. Электропривод содержит также дискретньй вычислитель 12, ключи 13 и 14, датчик 15 потока возбуждени  и датчик 16 момен та сопротивлени  двигател . . . Выходы датчика 3 скорости, датчика 6 тока  кор , датчика 1 тока возбуждени , датчика 2 напр жени  на  коре, датчика 15 потока возбуждени  и датчика 16 момента сопротивлени  соединены с входами дискретного вычислител  12, два первых выхода кото рого св заны с двум  входами ключа 13, соединенного третьим входом с выходом блока 11 интегрировани , выходом .- с входом задатчика 9, а два вторых выхода дискретного вычислител  12 подключены к двум входам ключа 14, соединенного третьим входом с выходом блока 8 интегрировани  и выходом с входом регул тора 7 возбуж дени . В данном электроприводе при дост жении током  кор  величины Jj,  вл ю щейс  предельно допустимой по услови м коммутации двигател , управление формируетс  при токе  кор  поток возбуждени  рассчитываетс  з услови  обеспечени  ми1дамума функци йР Чл„Ф,и.. () Ф-Мс aF(..Pz . . ) Учитьша ,что при раз гоне , О, получаем закон управлени  потоком двигате л  привыходе тока  кор  на ограничение. хвйФ Нф)(„ФлНл. .Н. Электропривод работает следующим образом. Значени  координат электропривода ввод тс  в дискретный вычислитель 12. с датчика 13 скорости, датчика 6 тока  кор , датчика 2 напр жени  на  коре,датчика 1 тока возбуждени ,датчика 15 потока возбуждени  и датчика 16 момента сопротивлени . Далее дискретный вычислитель 12 вычисл ет оптимальные значени  тока  кор  i;; и потока возбузкдени  ф двигател  по формуле (1), Затем дискретньш вычислитель 12 сравнивает Э с предельно допустимым током Jff. Если D . J и напр жение на  коре (, то полагаетс  и оптимальное значение потока возбуждени  } рассчитываетс  по формуле (4), куда подставл етс  уровнение кривой намагничивани  По сигналу с выхода дискретного вычислител  12 производитс  переклюЧение ключей 13 и 14 таким образом, что аналогова  часть системы отключаетс  и управление в этом режиме производитс  по формуле (4). Если напр жение на  коре двигател  и больше или равно максимально допустимомуи Цд (,то ключи 13 и 14 остаютс  в этом же состо нии, а параметры управлени  рассчитываютс  дискретным вычислителем 12 по формулам: . ,r,jminF(3,(:j,)); (з;1: Если 3 Э , то по сигналу дискретного вычислител  12 переключаютс  ключи 13 и 14 таким образом, что к задатчику 9 и регул тору 7 возбуждени  подключаетс  аналогова  часть системы управлени , содержаща  нелинейный блок 10, функциональный преобразователь 4, блок 5 перемножени  и блоки 8 и 11 интегрировани . П 9 в этом случае управление формируетс  согласно закону (1), обеспечивающему оптимальность процесса по минимуму потерь энергии в двигателе. Таким образом, обеспечиваетс  оптимальное по потер м энергии функционировани  электропривода с учетом ограничений , накладываемых на координаты электропривода,что способствует еще большему снижению потерь электроэнергии

Фиг.1

2.5

1.5

0.5

QM 0.6 0.8

0.2 Фиг.г

W Ф IZ

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С МИНИМИЗАЦИЕЙ ПОТЕРЬ В ДВИГАТЕЛЕ по авт. св. № 758447, отличающийся тем, что, с целью снижения полных потерь в электроприводё за счет управления с более точным определением минимума функции потерь с учетом·ограничений, в него введены дискретный вычислитель, два ключа, датчик потока возбуждения двигателя и датчик момента сопротивления двигателя, причем выходы датчиков скорости, тока якоря, тока возбуждения, напряжения на якоре двигателя, потока возбуждения и момента сопротивления соединены с входами дискретного вычислителя, два первых выхода которого связаны с двумя -вхо дами первого ключа, соединенного третьим входом с выходом двувходового блока интегрирования и выходом с входом задатчика регулируемой интенсивности изменения скорости привода, а два вторых выхода дисгретного вы числителя подключены к двум входам второго ключа, соединенного третьим входом с выходом трехвходового блока интегрирования и выходом с входом регулятора возбуждения.

   >

   1107239 2

   7 2.

   Δί^__τ=Ε(ω)Κ'Φ ~ потери в стали двигателя;

   ток возбуждения двигателя;

   сопротивление обмотки возбуждения; .

   ДР =UR + ДР + J²R + δΡ (ω|Σ й А ст в в мех\ >