Спосіб управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна

Реферат: Винахід належить до електротехніки та призначений для усунення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" під час фазового регулювання напруги в процесі уповільнення пуску асинхронного двигуна. Спосіб управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна включає підвищення вихідної напруги симетричного тиристорного регулятора з наперед визначеною інтенсивністю UA 101843 C2 (12) UA 101843 C2 від фіксованої зменшеної величини до номінальної шляхом фазового регулювання кутів відпирання тиристорів регулятора, проте, визначають і порівнюють між собою опорний і контрольний сигнали, і в разі досягнення контрольним сигналом величини опорного сигналу здійснюють зменшення кута відпирання тиристорів регулятора за лінійним законом зі швидкістю, що є не меншою, ніж 50 ел. град./с, причому як опорний та контрольний сигнали приймають параметри, пропорційні величинам діючої напруги, відповідно, на вході та на виході тиристорного регулятора. Технічний результат отриманий за рахунок виявлення стрибкоподібного підвищення напруги в ланцюзі між тиристорним регулятором і асинхронним двигуном, що є ознакою початку автоколивального процесу, і відповідного прискорення зменшення кута відпирання тиристорів регулятора напруги з інтенсивністю, що усуває умови підтримання автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги асинхронний двигун". UA 101843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до електротехніки та призначений для усунення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" під час фазового регулювання напруги в процесі уповільнення пуску асинхронного двигуна. Для зменшення коливальних складових електромагнітного моменту асинхронного двигуна при виконанні його пуску та загального уповільнення розгону застосовують - симетричні силові трифазні тиристорні регулятори напруги з розімкненою системою автоматичного управління. Відповідно до цього застосовується принцип повільного підвищення діючої напруги від фіксованого зменшеного рівня до номінального [Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / [Л.П. Петров, О.А. Андрющенко, В.И. Капинос и др.] - М.: Энергоатомиздат, 1986. - С. 36-49]. Однак, практика експлуатації свідчить про виникнення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" на завершальному етапі уповільненого пуску двигуна. Це відбувається в разі, якщо заданий кут відпирання силових тиристорів регулятора напруги 1 є суттєво більшим нуля, а кутова швидкість асинхронного двигуна підвищується до рівня, близького до номінального. Великий рівень швидкості ротора, та більший за номінальний рівень струму створюють умови для підвищення зворотної ЕРС обертання двигуна, що індукується в статорі. Ця ЕРС впливає на роботу тиристорного регулятора напруги, створюючи умови для самовільного суттєвого відхилення фактичних кутів відпирання та провідності силових тиристорів регулятора від заданих значень. Процес супроводжується, зокрема, коливаннями напруги в ланці між тиристорним регулятором і двигуном в діапазоні від номінального значення напруги до величини, що відповідає заданому куту відпирання тиристорів регулятора [Маренич К.Н. Способы предупреждения неустойчивых состояний асинхронного электропривода горной машины / Маренич К.Н. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. - 1994. - № 3. С. 126-129]. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна, який реалізований в пристрої повільного пуску КУВПП-250М, полягає в підвищенні вихідної напруги симетричного тиристорного регулятора з наперед визначеною інтенсивністю від фіксованої зменшеної величини до номінальної шляхом зменшення заданих кутів відпирання тиристорів регулятора від фіксованої початкової величини до нульового значення [Електрообладнання технологічних установок гірничих підприємств [підручник для студ. вищ. навч. закл.] / Маренич К.М., Калінін В.В., Товстик Ю.В., Лізан І.Я., Коломієць В.В. - Донецьк: ДонНТУ, Харків: УІПА, 2009. - С. 319-323]. Подальшими дослідженнями встановлено, що реалізація цього способу супроводжується виникненням автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги асинхронний двигун" на завершальному етапі уповільненого пуску двигуна, а засобом припинення цих автоколивальних процесів є інтенсивне підвищення швидкості зменшення заданого кута відпирання тиристорів регулятора напруги, зі швидкістю, не меншою, ніж 50 ел. град./с. [Маренич К.М. Обґрунтування принципу удосконалення способу уповільнення пуску асинхронного електропривода гірничої машини / Маренич К.М., Руссіян С.А. // Гірнича електромеханіка і автоматика. - 2010. - вип. 84. - С. 160-168]. Отже, недоліком найбільш близького за технічною суттю способу є відсутність функції припинення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" в разі їх виникнення на завершальному етапі керованого уповільненого розгону асинхронного двигуна. Таким чином, практична актуальність полягає в удосконаленні способу керування уповільненим пуском асинхронного електродвигуна шляхом корекції закону зміни заданого кута відпиранння силових тиристорів регулятора напруги в разі виникнення передумов до автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун". В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна, в якому за рахунок виявлення стрибкоподібного підвищення напруги в ланцюзі між тиристорним регулятором і асинхронним двигуном забезпечується усунення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" шляхом підвищення інтенсивності зменшення кута відпирання тиристорів регулятора напруги. Стрибкоподібне підвищення напруги в ланцюзі між тиристорним регулятором і асинхронним двигуном є ознакою початку автоколивального процесу. Виявлення цього стану забезпечується визначенням нульової різниці між опорним і контрольним сигналами, в якості яких приймають параметри, пропорційні величинам діючої напруги, відповідно, на вході та на виході тиристорного регулятора напруги. 1 UA 101843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна виконують підвищення вихідної напруги симетричного тиристорного регулятора з наперед визначеною інтенсивністю від фіксованої зменшеної величини до номінальної шляхом фазового регулювання кутів відпирання тиристорів регулятора, згідно з винаходом, визначають і порівнюють між собою опорний і контрольний сигнали, і в разі досягнення контрольним сигналом величини опорного сигналу здійснюють зменшення кута відпирання тиристорів регулятора за лінійним законом зі швидкістю, що є не меншою, ніж 50 ел. град./с, причому як опорний та контрольний сигнали приймають параметри, пропорційні величинам діючої напруги, відповідно, на вході та на виході тиристорного регулятора. На кресл. наведена електрична схема пристрою реалізації способу, що заявляється. Пристрій реалізації способу управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна містить тиристорний регулятор 1 напруги; асинхронний двигун 2; блоки 3 і 4 визначення опорного та контрольного сигналів, відповідно; блок 5 порівняння сигналів; блок 6 задання величини кута відпирання тиристорів регулятора напруги; блок 7 імпульсно-фазового управління тиристорним регулятором напруги. Пристрій реалізації способу управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна містить тиристорний регулятор напруги 1, приєднаний виходом до вводу трифазної обмотки статора асинхронного двигуна 2. Блоки визначення опорного (3) та контрольного (4) сигналів приєднані своїми входами до трифазної мережі, відповідно на вході і виході тиристорного регулятора 1 напруги. Виходи блоків визначення опорного і контрольного сигналів (відповідно, 3 і 4) приєднані до входів блоку 5 порівняння сигналів, вихід якого з'єднаний зі входом блока 6 завдання величини кута відпирання тиристорів регулятора напруги. Вихід останнього підключений до входу блока 7 імпульсно-фазового управління тиристорним регулятором 1 напруги, який безпосередньо формує імпульси управління тиристорами цього регулятора. Реалізація способу управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна пояснюється наступним. Процес управління уповільненим пуском асинхронного двигуна 2 за умови застосування трифазного симетричного тиристорного регулятора 1 напруги виконується шляхом повільного збільшення діючої напруги живлення асинхронного двигуна, що формується на виходи тиристорного регулятора, від фіксованого зменшеного рівня до номінального з наперед заданою інтенсивністю, як правило за лінійним, або експоненціальним законом. Це досягається відповідним зменшенням заданого кута відпирання силових тиристорів регулятора напруги від заданого фіксованого значення до нуля засобами блоку імпульсно-фазового управління 7. Блоки 3 та 4 визначають, відповідно, опорний і контрольний сигнали, за які приймають параметри, пропорційні величинам діючої напруги, відповідно, на вході та на виході тиристорного регулятора. Зокрема, це можуть бути змінні складові випрямленої трифазної системи напруг входу і виходу тиристорного регулятора 1 і т. п. В разі, якщо процес регулювання вихідної напруги не є завершеним, опорний сигнал перебільшує величину контрольного, і корекція роботи тиристорного регулятора 1 не створюється. В разі, якщо заданий кут відпирання силових тиристорів регулятора напруги 1 є значно більшим нуля, а кутова швидкість асинхронного двигуна підвищується до рівня, близького до номінального, створюються умови до автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги асинхронний двигун", які, зокрема, супроводжуються коливаннями напруги в ланці між регулятором 1 і двигуном 2 в діапазоні від номінального значення до величини, що відповідає заданому куту відпирання тиристорів регулятора 1. В момент підвищення напруги в ланці між регулятором 1 і двигуном 2 до номінальної величини, опорний параметр стає рівним контрольному параметру, і блок 5 порівняння сигналів формує команду на прискорене зменшення величини заданого кута відпирання тиристорів регулятора 1 напруги. Ця команда відпрацьовується блоком 6 задання величини кута відпирання тиристорів і блоком 7 імпульснофазового управління тиристорним регулятором 1. В результаті, заданий кут відпирання тиристорів регулятора 1 напруги зменшується до нуля зі швидкістю, що є не меншою, ніж 50 ел. град./с. Це перешкоджає подальшому створенню умов до продовження автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" і стабілізує завершальний етап розгону асинхронного двигуна 2 в процесі керування його уповільненим пуском. Наведений спосіб управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна забезпечує усунення автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун" під час фазового регулювання напруги в 2 UA 101843 C2 5 процесі керування розгоном асинхронного двигуна за рахунок виявлення стрибкоподібного підвищення напруги в ланцюзі між тиристорним регулятором і асинхронним двигуном, що є ознакою початку автоколивального процесу, і відповідного прискорення зменшення кута відпирання тиристорів регулятора напруги з інтенсивністю, що усуває умови підтримання автоколивальних процесів в системі "тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун". ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Спосіб управління тиристорним регулятором напруги в пристрої уповільнення пуску асинхронного двигуна, що включає підвищення вихідної напруги симетричного тиристорного регулятора з наперед визначеною інтенсивністю від фіксованої зменшеної величини до номінальної шляхом фазового регулювання кутів відпирання тиристорів регулятора, який відрізняється тим, що визначають і порівнюють між собою опорний і контрольний сигнали, і в разі досягнення контрольним сигналом величини опорного сигналу здійснюють зменшення кута відпирання тиристорів регулятора за лінійним законом зі швидкістю, що є не меншою, ніж 50 ел. град./с, причому як опорний та контрольний сигнали приймають параметри, пропорційні величинам діючої напруги, відповідно, на вході та на виході тиристорного регулятора. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3