PL146548B1

POLSKA
OPIS PATENTOWY
146548
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
CZYltLNlA
Patent dodatkowy
do patentu nr
Zgłoszono:
/P.250487/
84 11 16
Pierwszeństwo
Int. Cl.4 H02P 7/42
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
86 05 20
Opis patentowy opublikowano: 89 04 29
Twórcy wynalazku^
Henryk Zygmunt, Zbigniew Kułaki, Janusz
Grzegorski, Józef Skotniczny
Uprawniony z patentuj
Akademia Górniczo-Hutnicza im*Stanisława
Staszica, Kraków /Polska/
UKŁAD STEROWAHIA PALOWIKA PRĄDU
t
Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania falownika prądu w napędzie stabili¬
zującym ciśnienie, zwłaszcza w układach napędowych pomp wodnych.
Znany układ sterowania silnika asynchronicznego klatkowego w napędach pomp
wodnych zawiera przekaźnik ciśnienia o nastawialnej strefie zadziałania wraz ze stykami
pomocniczymi oraz stycznik główny. Gdy chwilowa wartość ciśnienia w sieci wodociągowej
stanie się mniejsza od wartości zadanej dolnej strefy ciśnienia, następuje zadziałanie
przekaźnika ciśnienia, który pobudza cewkę stycznika głównego, powodując bezpośrednie załą¬
czenie silnika do sieci energetycznej. Po przekroczeniu ciśnienia w sieci wodociągowej
górnego pułapu nastawionego ciśnienia następuje, poprzez przekaźnik ciśnienia i stycznik
główny odłączenie silnika od sieci energetycznej. Układ ten zapewnia przedziałową stabili¬
zację ciśnienia w sieci wodociągowej. Wadą tego typu układu jest częste załączanie silnika,
przy krótkich cyklach pracy, w wyniku czego powstają udary ciśnienia w sieci wodociągowej
oraz duże spadki napięć w sieci energetycznej w momentach bezpośredniego załączania silnika
do
sieci.
Również znany /li.Kaźmierski, H.Howak, A.Wójcik - "Urządzenia Elektroniki Przemy¬
słowej" WŁK - Warszawa 1982 str.139/ układ sterowania falownika prądu bez sprzężenia
tachometrycznego zawiera blok programowania strumienia, którego wejście jest połączone z
wyjściem zadajnika pulsacji stojana, które również jest połączone z wejściem zadającym regu¬
latora pulsacji stojana. wyjście bloku programowania strumienia jest połączone s wejściem
programującym regulatora strumienia, którego wejście sygnału strumienia jest połączone z jed¬
nym z wyjść bloku obliczania amplitudy strumienia i kąta obciążenia, a drugie wejśoie regula¬
tora strumienia jest połączone z wyjściem regulatora pulsacji stojana, które również łąozy się
z wejściem zadającym regulatora kąta obciążenia, którego drugie wejście łączy się z drugim
wyjściem bloku obliczenia amplitudy strumienia i kąta obciążenia. Wyjście regulatora strumie¬
nia jest połączone z jednym z wejść regulatora prądu stojana, którego drugie wejście jest
połączone z członem pomiarowym prądu. Wyjście regulatora prądu stojana jest połączone z blo¬
kiem wyzwalania prostownika sterowanego, połączonego z prostownikiem sterowanym. Wyjście regu¬
latora kąta obciążenia jest połączone z drugim wejściem regulatora pulsacji stojana oraz z
'146 348
\
146 548
2
wejściem bloku wyzwalania falownika prądu, którego wyjścia jest połączone z falownikiem
prądu, wejście bloku obliczania amplitudy strumienia i kąta obciążenia jest połączone
z członem pomiarowym napięcia i prądu.
Wadą tego układu sterowania jest włączenie pętli sprzężenia zwrotnego obejmują*
cej wejście regulatora kąta obciążenia, które połączone jest z jednym z wejść regulatora
pulsacji stojana. Pętla sprzężenia zwrotnego może powodować, w przypadku udarowych obcią¬
żeń silnika występujących w momentach otwarcia zaworu zwrotnego, zwiększenie częstotli¬
wości prądu stojana silnika, co w konsekwencji prowadzi do rozmagnesowania obwodu magne¬
tycznego silnika i utraty momentu elektrycznego.
Ponadto konstrukcja układu wymaga stosowania analogowych układów mnożących,
co wiąże się z dużymi nakładami na część elektroniki informacji.
Układ sterowania falownika prądu zawiera regulator strumienia, którego jedno
wejście jest połączone z zadajnikiem strumienia, a drugie z wyjściem bloku pomiarowego
strumienia i prądu czynnego silnika. Wyjście regulatora strumienia jest połączone z
jednym z wejść regulatora prądu, którego drugie wejście jest połączone z członem pomiaro¬
wym prądu prostownika. Wyjście regulatora prądu jest połączone poprzez blok wyzwalania
prostownika z prostownikiem. Wejście bloku pomiarowego strumienia i prądu czynnego silnika
jest połączone z członem pomiarowym prądu i napięcia silnika, zaś jego wyjście jest połą¬
czone poprzez regulator prądu czynnego silnika i blok wyzwalania falownika, z falownikiem.
Regulator ciśnienia ma wejście zadające połączone z zadajnikiem, wejście pomiaro¬
we z czujnikiem ciśnienia. latomiast jedno wejście ograniczające regulatora ciśnienia jest
połączone z wyjściem bloku pomiarowego strumienia i prądu czynnego silnika, które również
łączy się z wejściem inwertora, którego wyjście jest połączone z drugim wejściem ograni¬
czającym regulatora ciśnienia. Wyjście regulatora ciśnienia jest połączone z wejściem
sterującym regulatora prądu czynnego silnika.
Zaletą układu sterowania falownika prądu, według wynalazku, jest uzyskanie zabez¬
pieczenia silnika asynchronicznego pompy przed utratą momentu w przypadku udarowym obciążeń.
Ponadto układ ten pozwala na uzyskanie znacznie lepszej stabilizacji ciśnienia w sieoi
wodociągowej na określonej, nastawionej wartości w porównaniu ze znanym układem.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, który
przedstawia schemat blokowy układu.
Układ zawiera tor sterowania prostownika 1 i tor sterowania falownika 2. Tor
sterowania prostownika 1 zawiera regulator strumienia 3, którego jedno wejście jest połą¬
czone z zadajnikiem strumienia 4, a drugie wejście z wyjściem bloku pomiarowego strumienia
i prądu czynnego silnika 5# w torze sterowania falownika 2. Wyjście regulatora strumienia 3
jest połączone z jednym z wejść regulatora prądu 6, którego drugie wejście jest połączone
z członem pomiarowym prądu prostownika 7, włączonym do sieci za prostownikiem 1.
Wyjście regulatora prądu 6 jest połączone poprzez człon wyzwalania prostownika 8
z prostownikiem 1* Tor sterowania falownikiem 2 zawiera regulator ciśnienia 9, którego
wejście zadające jest połączone z zadajnikiem ciśnienia 10, wejście pomiarowe z czujnikiem
ciśnienia 11. pierwsze wejście ograniczające regulatora ciśnienia 9 jest połączone z
jednym z wyjść bloku pomiarowego strumienia i prądu czynnego silnika 5, które również łączy
się z wejściem inwertora 12, którego wyjście jest połączone z drugim wejściem ograniczają¬
cym regulatora ciśnienia 9. Wyjście regulatora ciśnienia 9 jest połączone z jednym z wejść
regulatora prądu czynnego silnika 13, którego drugie wejście jest połączone z drugim wyjściem
bloku pomiarowego strumienia i prądu czynnego silnika 5.
Wyjście regulatora prądu czynnego silnika 13 jest połączone, poprzez blok wyzwala¬
nia falownika 14 z falownikiem 2. latomiast wejście bloku pomiarowego strumienia i prądu
czynnego silnika 5 jest połączone z członem pomiarowym prądu i napięcia silnika 13.
Działanie układu sterowania falownika prądu według wynalazku polega na tym, że w
przypadku chwilowego zmniejszenia strumienia silnika na skutek udarowego momentu następu¬
je poprzez wejścia ograniczające, zmniejszenie sygnału wyjściowego regulatora ciśnienia 9,
146 548
3
zadającego wzorzec prądu czynnego dla regulatora prądu czynnego silnika 10, który
wypracowuje częstotliwość aktualną do falownika prądu 2. Dalsza zmiana częstotliwości
wyjściowej falownika prądu 2 jest możliwa dopiero po osiągnięciu normalnego stanu nama¬
gnesowania silnika.
Zastrzeżenie
patentowe
Układ sterowania falownika prądu zawierający regulator strumienia, którego
jedno wejście jest połączone z zadajnikiem atrumienią, a drugie z wyjściem bloku pomia¬
rowego strumienia i prądu czynnego silnika, natomiast wyjście regulatora strumienia jest
połączone z jednym z wejść regulatora prądu, którego drugie wejście jest połączone z
członem pomiarowym prądu prostownika, zaś wyjście regulatora prądu jest połączone po¬
przez blok wyzwalania prostownika, z prostownikiem, natomiast wejście bloku pomiarowego
strumienia i prądu czynnego silnika jest połączone z członem pomiarowym prądu i napię¬
cia silnika, a wyjście tego bloku pomiarowego jest połączone poprzez regulator prądu
czynnego silnika i blok wyzwalania falownika, z falownikiem, ponadto układ zawiera zadajnik ciśnienia i czujnik ciśnienia połączone z regulatorem ciśnienia, znamienny
tym, że jedno wejście ograniczające regulatora ciśnienia /9/ jest połączone z wyjściem
bloku pomiarowego strumienia i prądu czynnego silnika /5/9 które również łączy się s
wejściem inwertora /12/, którego wyjście jest połączone z drugim wejściem ograniczającym
regulatora ciśnienia /9/.
146 548
i
4
I- 3
6
1
i
8
1
7
I
l
m
P
T
]
10
9
13
1h
2
I
"■
11
11
5
m
15
-
/
v
m
Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egz.
Cena 400 zł