В тйриеторном возбудителе ТЕ8-320/5 предусмотрены защиты СД и схемы управления и возбуждения от внешних и внутренних коротких замыканий, от длительного асинхронного хода и от обрыва цепи обмотки ротора с контролем тока ротора (реле КА1 - ХАЗ и KVF - рис. 8.34) и от выпадания СД из синхронизма. Все защиты действуют на отключение СД от сети, так как при действии любой из защит включается реле защиты KVF, включающее электромагнит YA2, отключающий масляный выключатель Q1.

буждения ротора AAt. Задание стабилизации напряжения сети вводится в виде постоянных напряжений: Un,smtn и tn.sotair Сигналы обратных связей подаются соответственно от датчиков напряження питающей сетн UV, датчика реактивного тока статора UAgr и датчика тока возбуждения двигателя 1 4,. На вход регулятора реактивного тока AAgr дополнительно подаются сигналы, пропорциональные току статора Ut.ci=*ip. квадрату активного тока статора т.сяг - *4 i него производной и. al *аа>

50Ги 6-10кВ

-1>Н

АА22 Y u, ~

+ AAzI ML

n,}max

Рис. 8.36 Функциоявльивя схеиа системы подчииениого регулирования возбуждения CHHxpo№.-

Hofo двигателя.

В комплектных тирнсторных устройствах КТУ в качестве автоматического регулятора возбуждения используется система управления с подчиненным регулированием парамет-юв, разработанная ВНИИэлектропривод 8.27]. Функциональная схема такой системы приведена на рис. 8.36. Быстродействующая система АРВ выполняется иа стандартных элементах УБСР. Она обеспечивает следующий алгоритм управления напряжением возбуждения СЦ

B = f(f . Q, Р\ Р. <в).

определяемый напряжением питающей подстанции 1/п, реактивной Q и активной Р мощностями двигателя и его тока Возбуждения ia-

Система АРВ представляет собой трех-контурную систему подчиненного регулирования параметров синхронного электропривода с тремя регуляторами: напряжения AV, реактивного тока ствтора АА и тока воз-

печнвающие повышение быстродействия APJB в динамических режимах работы.

Сигналы активного тока подаютсн с датчика -активного тока статора UA через дифференциальный усилитель AD в виде производной и через квадратичный преобразователь и и усилитель форсировки А в виде квадрата тока.

Система возбуждения ограничивает минимальное и максимальное значение тока возбуждения СД. Для этого на регулятор тока возбуждения подается задание минимального тока возбуждения С/т,в,зтгя с которым суммируется напряжение задания коитура тока возбуждения Ит,в,з* поступа[Й щее с регулятора реактивного тока статора. Ограничение максимального значения тока им-буждения обеспечивается для ограничения перегрева сннхроииого двигателя. Такое ограничение С/т,в,зп1олг вводится в регулятор AAs,r через дополнительный пропорциональный регулитор ограничения тока возбуждв-

J e.l]

Порядок иесмдования

вшя ААг2. Сигнал на входе этого регулятора зависит от среднеквадратичных токов статора и ротора, получаемых с выхода интегратора AJ. На входе AJ напряженне задания £/t,3 .сравнивается с сигналами, пропорциональными полному току статора и, и току возбуждения ротора Ut,b-

При превышении значений этих токов значения уставки тока задания 1/,3 интегратор начинает интегрировать, переходя через нуль яз насыщенвогоа состояния, соответствующего 17т,з. что и обеспечивает снижение задания контура тока возбуждения Ит.в,з в соответственно значение тока возбуждения .

Сигнал, пропорциональный квадрату активной составляющей тока статора, обеспечивает форсировку тока возбуждения при иабросе нагрузки на СД, в сигнал, пропорциональный производной активного тока, способствует демпфированию колебаний.

Комплектные устройства и АРВ с подчиненным регулированием параметров из-гопяляются для управления возбуждением СД электроприводов прокатных ставов [8.27].

Структурнея схема АРВ КТУ н передаточные функции регулятора приведены в [8.28].

Список литературы

8.1. Си. Le.i .

8.2. См. te.S.

8.3. См. Св.2

8.4. См. [7.3

8.5. См. [3.4

8.6. См. [7.4

8.7. Асввкроняый алектрепрвввд с твря-стврвмиа коммутаторами / Л. П. Петров, в. А. Ладензон, М. П. Обуховсккй, Р. Г. Подзолов. - М.: Энергня, 1970. - 128 с.

8.8. Шубевко В. А., Браелавекяй И. Я. Тврвсториый асиихронвый электропривод с фа-эойЫм управленвем. - М.: Энергия, 1972.-200 е.

вленнем. -и. [13.2]. :м. [1.1].

8.9. См.

8.10. См.

8.11. Уайт д., Вудсов Г. Электромехеввчв-ское преобразование энергии. - М.: ЭверФия, 1964. - 527 с.

8.12. Flatter Rippercer В. Die Trans-vektor-Regelune fCf feldorlentlertem Betrieb einer Asynchronmaschlna. - Siemens - Z.; 1971, Bd 45, № 10. S. 761-764.

8.13. Реверсивный ткрветоряый всикхрои-иый электропривод с цифро-аналоговым упраала-ивем / А. С. Саидлер, Ю. М. Гусяцкий, Г. В. Кудрявцев. - Тр. МЭИ, вып. 326. - М.: МЭИ, 1977. - 78-81 с.

8.14. Саидлер А. С, Гусяцкий Ю. М., За-трубщвков И. Б. Вопросы динаиакк асинхрок-ного частотно-управляемого электроПрввбДа с автономным инвертором тока. - Электричество, 1979, № 4, с. 38-43,

8.15. Крвввцкий С. О., Эпштейв И. И. Двнамвка частотно-регулируемых электроприводов с автокомкыив инверторами. - М.: Эвергвя. 1970. - 152 с.

8.16. Оинщенко Г. В., Локтева И. Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного ивтанвя. - М.; Эиергяя, 1979. - 200 с.

8.17. Оввщенко Г. Б. Асинхрокный вентильный каскад. - М.: Энергия. 1967. - 150 с.

8.18. Саядлер Л. С, Тарасевио Л. М. Дява-ннка каскадных электроприводов. М.; Эвергия, 1972. - 200 с.

8.19. Синхронные нрвводы / А. М. Корытян. И. И. Вербеиец. И. X. Давидеико в др. - М.; Эвергия, 1967. - 80 с.

8.20.. Петадвв Д. П. Автоматвчесиое управ-леиве сквхронныма электроприводаиа. - М.: ЭнерРвя, 1968. - 192 с.

8.21. Лвщенко Л. И. Синхронные двигатели с автоматическим регулвровеивен вовбуждения.- Киев: Техи1ка, 1969. - 192 с.

8.22. Павшок К., Бедварек С Пуск и асин-хроиййе режимы сввхровиых дакгатслей: Пер. с польек. - М.1 Энергия, 1971.- 272 с.

8.23. Вершвнвв П. П., Хашпер П. Я. Прн-меиеиве синхронных злектроориаодов в металлургии. - М.; Металлургия, 1974. - 272 с.

8.84. Сюдарж М. И. Режимы работы, релейная защита в автоматвка свнхроивых электродвигателей. - М.: Эиерркя, 1977. - 216 с.

8.S6. Комплектные тврнеториые воэбуднтелв ТВ8-320. Каталог 01.10. 27-77. - М.; Икфврм-влектро. 1977. - 4 с.

8.26. Компдектвыю ткрксторвне устройства. КТУ, Каталог 08.08.08-79. - М.: Ийфорнэлектро.

8.87. Гмшлышн В. Р., Вайнтруб О. Ш., Швецов А. ш. Првмевевве синхронных электродвигателей а метвлЛуррвчеСхон электроприводе.- Электропривод. - М.! Ииформэлектро, 1970. - е. 81-87.

8.S8. СисТевы управленин влектропрвводаиа с евнхроввннн двигателями с тврветорвын воз-буждеввем к автоматкческвм регулирокйЯвем возбуждения / О. Ш. Вайитруб, В. Р. Гендель-мав, А. М. Вейвгер в др. - В ки.: Автоматизк-роваккый влектропрввод. - М.: Эвергвя, 1980, с. 180-186.

8.29. Светевш подчввеввоРо регу дарования в электроприводах переменного тока / О. В. Сле-жановский, Л. К. Дацковскяй, Л. М. Тарасеико в др. - В кв.: Автоматизированный электропривод. - М.: Энергия, 1980, с. 166-.-174.

8.80. Петров Л. п. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. - М.; Эиергоиздат, 1981. - 184 с.

Раздел девятый

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА

9.1. ПОРЯДОК ИССЛЕДОВАНИЯ

Существуют линейные к нелинейные методы анализа и синтеза систем автоматизированного электропривода. По существу все п]Ьимеияющиеся системы автоматического уп-равления(САУ)являются нелинейными вследствие нелинейности характеристик отдельных элементов, входящих в систему, наличия воздушных ваэоров и кинематических звеньях, сухого трения н т. п. или нелинейности

дифференциальных уравнений, обусловленной произведением текущих переменных, нелинейнымк функциональными свизями и т. д. Решения нелинейных задач САУ связаны с определенными трудностями, оии обладают невысокой точностью, а главное, трудоемки по времеии. При необходимости исследовать поведение САУ ие на протяжении всего переходного процесса, а только на некотором его отрезке, например на линейном участке характеристики преобразователя, нли опре-

Анализ и сшаез .ввшияааированшко алектропривода

[Разд. 9

деянть тояьио максимальное значение ока двигателя и еия его наступления я т. п. нелинейную систему удается лвиеаризяро-вать я исследовать поведение ее в динамических режимах лянейнымн методами анализа и синтеза. Эти метода! проще и менее трудо-емки по временя.

Порядок исследования систем автомати-аироваииого электропривода рекомендуется следующий.

1. Составляются дифференциальные уравнения системы, соответствующей требованиям статических режимов, определяются характеристики, коэффициент усилеияя я по-стояяные времени как всей системы, так и отдельных ее элементов. Пронзводатся оценка характер1ктик звеньев системы я требуемых режимов работы электропривода, и принимается решение об использовании линейных или нелинейных методов анализа.

2. Проводится синтез системы с целью обеспечения ее устойчивости я заданного качества переходаого процесса. Выбирается и проектируется корректирующее устройство. Для синтеза обычно используютсн линейные метода ввиду их простоты и иагляд-ноств. Для яелинейиыс систем синтез пронзводатся линейными методами по участкам, на касш из которых система оказывается линейной.

3. Уточняются дафференциальные уравнения в связи с введением корректирукяцих цепей.

4. Пр<жзиодатся анализ системы в динамических режимах, т. е. рассчитываются графики наиболее характиых переходных процессов.

5. Определяется качество регулирования сиитезяроваииой системы и сравнивается с заданным.

8.2. АНАЛИЗ И СИНТЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИЩЩА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

9.2.1. Методы авалнза систем автоматизированного электропривода

Дифференциальные уравнения систем автоматизированного электропривода составляются даумя способамя.

1. По дафференциальным уравнениям, опясывакяцнм каждай элемент системы электропривода в соответствии с его функциональной схемой.

2. С использованием передаточной фуикции системы электропривода, получеикой иа основании его структурной схемы.

Для системы элекцюпрнвода, обеспечивающей стабилизацию скорости ДПТ, функциональная и структурная схемы приведены на рис. 9.1.

Дифференциальное уравнение системы электропривода по перв<й у способу получается путем записи дифференциальных уравнений для каждого элемента системы и их совместного решения относительно входного Н выходаого сигналов всей системы электропривода. Запись дифференциальных уравие-

аяд для элшевтов производатся по функцко-вяяьшА схеме системы электропринода фис. 9.1, а) последовательно дли всех электрических цепей и механической части электропривода. Запись может производиться в классической и операторной формах. Для приведенной иа ряс. 9.1 функциональной схемы

ТоР*1

(Т,Р*Шр*1}

Рве. 9.1. Функциовальиая (а) и струнтурвые (6, а) схемы электропривода постоянного тока.

электропривода дифференциальные уравнения в классяческой форме записываются следующим образом.

1. Уравнение входаой цепи преобразователя

U8- o,c= y.

где Увзадакяцее напряжение; o,e -на-прижение обратной связи; Uy - напряжение управления.

2. Уравнение связи входа и выхода преобразователя

Мувп+Т-п,

где - коэффициент усиления преобразЬ-вателя по напряжению, который может быть не постоянным, а представлять собой функцию *п = / ( у); Та - постоянная времени преобразователя; е - ЭДС преобразователя,

3. Уравнение связи выхода преобразователя я электрической части электродаи-гателя (якорной цепи системы преобразователь - дангатель)

Здесь вд = сю = (о/4д - противо-ЭДС даигателя; i - ток икоря даигателя; R я L - активное сопротивление и индуктивность