УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРОКАТНОГО СТАНА

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в системах возбуждения синхронных двигателей, работающих с резкопеременной нагрузкой, в частности, в главных электроприводах прокатных станов.
Известно устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя, включающее тиристорный преобразователь, регулятор тока возбуждения, регулятор реактивного тока, регулятор напряжения, датчик тока возбуждения, датчик реактивного тока и датчик напряжения. Причем вход тиристорного преобразователя подключен к выходу регулятора тока возбуждения, вход которого подключен к выходу регулятора реактивного тока, а вход регулятора реактивного тока соединен с выходом регулятора напряжения (см. Автоматизированный электропривод. Под ред. И.И.Петрова, М.М.Соколова, М.Г.Юнькова. 1980. с.180-185).
Недостатком является то, что известное устройство не обеспечивает достаточного демпфирования колебаний ротора при набросе нагрузки, а значит и необходимую надежность работы синхронного двигателя.
Наиболее близким аналогом является устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя преобразовательного агрегата, содержащее последовательно соединенные регулятор тока возбуждения, первый вход которого подключен к датчику тока возбуждения, и управляемый тиристорный возбудитель, подключенный к обмотке возбуждения, каскадно соединенные задатчик напряжения, регулятор напряжения и регулятор реактивного тока, причем каждый из регуляторов имеет второй вход, датчик реактивного тока, первый вход которого соединен с выходом датчика полного тока, его второй вход соединен с первым выходом трансформатора напряжения, а выход подключен ко второму входу регулятора реактивного тока, датчик напряжения цепи статора, вход которого соединен со вторым выходом трансформатора напряжения, а выход - со вторым входом регулятора напряжения, при этом вход трансформатора напряжения подключен к обмотке статора синхронного двигателя. Причем данное устройство снабжено измерителем производной тока, измерителем напряжения, выход каждого из которых соединен со входами множительно-делительного блока (см. авт.св. СССР №1339862, Н02Р 9/14).
Недостатком данного устройства является низкая надежность работы синхронного двигателя за счет недостаточного демпфирования колебания ротора при набросе нагрузки.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении надежности работы синхронного двигателя.
Поставленная задача решается тем, что устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана, содержащее последовательно соединенные регулятор тока возбуждения, первый вход которого подключен к датчику тока возбуждения, и управляемый тиристорный возбудитель, подключенный к обмотке возбуждения, каскадно соединенные задатчик напряжения, регулятор напряжения и регулятор реактивного тока, причем каждый из регуляторов имеет второй вход, датчик реактивного тока, первый вход которого соединен с выходом датчика полного тока, его второй вход соединен с первым выходом трансформатора напряжения, а выход подключен ко второму входу регулятора реактивного тока, датчик напряжения цепи статора, вход которого соединен со вторым выходом трансформатора напряжения, а выход - со вторым входом регулятора напряжения, при этом вход трансформатора напряжения подключен к обмотке статора синхронного двигателя, согласно изменению, что оно снабжено регулятором статического момента, измерителем статического момента и переключателем сигналов, при этом вход регулятора статического момента соединен с выходом измерителя статического момента, а выход соединен с первым входом переключателя сигналов, второй вход переключателя сигналов соединен с выходом регулятора реактивного тока, его управляющий вход - с выходом измерителя статического момента, а выход - со вторым входом регулятора тока возбуждения.
Введение измерителя статического момента, регулятора статического момента и переключателя сигналов позволяет повысить надежность работы синхронного двигателя за счет устранения выпадения синхронного двигателя из синхронизма при набросах нагрузки и стабилизации напряжения в узле нагрузки путем генерирования реактивной мощности на холостом ходу двигателя.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где изображена структурная схема устройства автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана.
Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана содержит каскадно соединенные задатчик напряжения 1, регулятор напряжения 2 и регулятор реактивного тока 3. Регулятор напряжения 2 и регулятор реактивного тока 3 имеют второй вход, причем второй вход регулятора напряжения 2 подключен в выходу датчика напряжения цепи статора 4, вход которого соединен с выходом трансформатора напряжения 5, а второй вход регулятора реактивного тока 3 подключен к выходу датчика реактивного тока 6, первый вход которого соединен с трансформатором напряжения 5, а второй вход с датчиком полного тока 7. Также в состав устройства входят соединенные между собой управляемый тиристорный возбудитель 8, подключенный к обмотке возбуждения синхронного двигателя 9, и регулятор тока возбуждения 10, выполненный пропорционально-интегральным, к первому входу которого подключен датчик тока возбуждения 11, обеспечивающий обратную связь по току возбуждения. При этом устройство снабжено переключателем сигналов 12, измерителем статического момента 13 и регулятором статического момента 14. Переключатель сигналов 12 имеет два входа, первый вход подключен к регулятору реактивного тока 3, второй его вход - к регулятору статического момента 14, а его выход соединен с входом регулятора тока возбуждения 10. Управляющий вход переключателя сигналов 12 соединен с выходом измерителя статического момента 13, вход которого соединен с прокатными валками рабочей клети 15, выход измерителя статического момента 13 соединен с входом регулятором статического момента 14. При этом выход последнего подключен ко второму входу переключателя сигналов 12.
Устройство работает следующим образом.
При работе синхронного двигателя на холостом ходу задатчик напряжения 1 задает необходимый уровень напряжения на второй вход регулятора напряжения 2, где этот сигнал сравнивается с фактическим напряжением, измеренным с помощью датчика напряжения цепи статора 4. В случае рассогласования фактического и заданного напряжения сигнал об ошибке подается на регулятор реактивного тока 3, который воздействует на регулятор тока возбуждения 10 и управляемый тиристорный возбудитель 8 таким образом, чтобы синхронный двигатель, вырабатывая или потребляя реактивную мощность, устранял отклонения напряжения, приводя его к заданному значению. При этом регулирование реактивной мощности осуществляется с помощью датчика реактивного тока 6, входы которого подключены соответственно к датчику полного тока 7 и трансформатора напряжения 5, а его выход соединен с регулятором реактивного тока 3. При подаче прокатываемой заготовки в валки прокатной клети 15, силы давления, возникающие в них при деформации металла, воздействуют на вход измерителя статического момента 13, который формирует сигнал, пропорциональный моменту прокатки. Причем измеритель статического момента 13 представляет собой силоизмерительный элемент, штатно устанавливаемый под подушкой опорного или рабочего валка в зависимости от конструкции клети. Сигнал с выхода измерителя статического момента 13 подается одновременно на управляющий вход переключателя сигналов 12 и на вход регулятора статического момента 14. Переключатель сигналов 12 отключает контур регулирования реактивного тока 3 и подключает регулятор статического момента 14, который без запаздывания формирует необходимое задание на ток возбуждения, что ведет к существенному увеличению динамической устойчивости синхронного двигателя, уменьшению качаний ротора и колебаний реактивного тока статора, в результате чего надежность работы двигателя значительно повышается. При выходе прокатанной заготовки из рабочей клети 15, измеритель статического момента 13 выдает на управляющий вход переключателя сигналов 12 сигнал на включение контура регулирования реактивного тока 3, подчиненного контуру регулирования напряжения питающей сети. При этом синхронный двигатель, работая в режиме холостого хода, способен компенсировать полностью или частично реактивную мощность, потребляемую смежными потребителями, работающими в общем узле нагрузки, обеспечивая тем самым поддержание напряжения питающей сети в заданных пределах.
Таким образом, заявляемое устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана по сравнению с прототипом позволяет значительно повысить надежность работы синхронного двигателя.