Програмно керований збудник для синхронних двигунів

Показана доцільність використання методу програмного керування напругою збудника для зниження динамічних навантажень в перехідних режимах. Наведені функціональні схеми пристроїв для керування напругою збудження у випадках одно- та дводвигунного синхронного приводу барабанного млина....

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2006
Main Authors:	Кириченко, В.І., Школа, М.І., Кириченко, В.В., Боровик, Р.О.
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2006
Subjects:	Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України
Online Access:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113721
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Програмно керований збудник для синхронних двигунів / В.І. Кириченко, М.І. Школа, В.В. Кириченко, Р.О. Боровик // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 6 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-113721
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1137212017-02-19T20:49:10Z Програмно керований збудник для синхронних двигунів Кириченко, В.І. Школа, М.І. Кириченко, В.В. Боровик, Р.О. Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України Показана доцільність використання методу програмного керування напругою збудника для зниження динамічних навантажень в перехідних режимах. Наведені функціональні схеми пристроїв для керування напругою збудження у випадках одно- та дводвигунного синхронного приводу барабанного млина. Показана целесообразность использования метода программного управления напряжением возбудителя для снижения динамических нагрузок в переходных режимах. Приведены функциональные схемы устройств для управления напряжением возбуждения в случаях одно- и двухдвигательного синхронного привода барабанной мельницы. Expedience use method of programmatic management by voltage of exciter for the lowering dynamic loads in transient states is shown. Resulted functional schemes of devices for the management by voltage of excitation in case of one- and two- motor synchronous drive of rattler. 2006 Програмно керований збудник для синхронних двигунів / В.І. Кириченко, М.І. Школа, В.В. Кириченко, Р.О. Боровик // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. DOI: doi.org/10.15407/scin2.03.028 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113721 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України
spellingShingle	Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України Кириченко, В.І. Школа, М.І. Кириченко, В.В. Боровик, Р.О. Програмно керований збудник для синхронних двигунів
description	Показана доцільність використання методу програмного керування напругою збудника для зниження динамічних навантажень в перехідних режимах. Наведені функціональні схеми пристроїв для керування напругою збудження у випадках одно- та дводвигунного синхронного приводу барабанного млина.
author	Кириченко, В.І. Школа, М.І. Кириченко, В.В. Боровик, Р.О.
author_facet	Кириченко, В.І. Школа, М.І. Кириченко, В.В. Боровик, Р.О.
author_sort	Кириченко, В.І.
title	Програмно керований збудник для синхронних двигунів
title_short	Програмно керований збудник для синхронних двигунів
title_full	Програмно керований збудник для синхронних двигунів
title_fullStr	Програмно керований збудник для синхронних двигунів
title_full_unstemmed	Програмно керований збудник для синхронних двигунів
title_sort	програмно керований збудник для синхронних двигунів
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2006
topic_facet	Енергозберігаючі технології в гірничо-металургійному та паливно-енергетичному комплексах України
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113721
citation_txt	Програмно керований збудник для синхронних двигунів / В.І. Кириченко, М.І. Школа, В.В. Кириченко, Р.О. Боровик // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 3. — С. 28-37. — Бібліогр.: 6 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT kiričenkoví programnokerovanijzbudnikdlâsinhronnihdvigunív AT školamí programnokerovanijzbudnikdlâsinhronnihdvigunív AT kiričenkovv programnokerovanijzbudnikdlâsinhronnihdvigunív AT borovikro programnokerovanijzbudnikdlâsinhronnihdvigunív
first_indexed	2025-07-08T06:17:45Z
last_indexed	2025-07-08T06:17:45Z
_version_	1837058456410914816
fulltext	28 Енергозберігаючі технології © НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. 2006 1. АКТУАЛЬНІСТЬ ТА ІДЕЇ РОЗРОБКИ Значна частина собівартості продукції гірни чо збагачувальних комбінатів (ГЗК) зумов лена вартістю затраченої електроенергії (зок рема, в процесах подрібнювання). На собівар тість впливає багато чинників, один з яких – перевищення запасу встановленої потужно сті приводних синхронних двигунів (СД) на 15–30 %, а іноді і більше. Це пояснюється дискретністю шкали номінальних потужнос тей та частот обертання СД і типорозмірів млинів, труднощами запуску їх після трива лої перерви в роботі, синхронізації тощо. Під вищенням встановленої потужності привід них двигунів часто вирішують і проблему ви рівнювання навантажень віток приводу при багатопотоковій передачі обертального момен ту. Зазначені особливості синхронних приво дів безпосередньо впливають на ступінь ви користання встановленої потужності двигунів. Однак при суттєвому недовантаженні коефі ПРОГРАМНО КЕРОВАНИЙ ЗБУДНИК ДЛЯ СИНХРОННИХ ДВИГУНІВ В. І. Кириченко, М. І. Школа, В. В. Кириченко, Р. О. Боровик Національний гірничий університет, Дніпропетровськ Надійшла до редакції 28.03.06 Резюме: Показана доцільність використання методу програмного керування напругою збудника для зниження динамічних навантажень в перехідних режимах. Наведені функціональні схеми пристроїв для керування напругою збудження у випадках одно та дводвигунного синхронного приводу бара банного млина. Ключові слова: алгоритм, збудник, привод, момент, режим, показники. В. И. Кириченко, М. И. Школа, В. В. Кириченко, Р. А. Боровик. ПРОГРАММНО УПРАВЛЯЕМЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. Резюме: Показана целесообразность использования метода программного управления напряжением возбудителя для снижения динамических нагрузок в переходных режимах. Приведены функцио нальные схемы устройств для управления напряжением возбуждения в случаях одно и двухдвига тельного синхронного привода барабанной мельницы. Ключевые слова: алгоритм, возбудитель, привод, момент, режим, показатели. V. I. Kirichenko, M. I. Shkola, V. V. Kirichenko, R. O. Borovik. THE PROGRAMMATIC GUIDED EXCITER OF SYNCHRONOUS MOTORS. Abstract: Expedience use method of programmatic management by voltage of exciter for the lowering dynamic loads in transient states is shown. Resulted functional schemes of devices for the management by voltage of excitation in case of one and two motor synchronous drive of rattler. Keywords: algorithm, exciter, drive, moment, mode, indexes. Наука та інновації.2006.Т 2.№ 3.С. 28–37. 29НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 Енергозберігаючі технології цієнт корисної дії (ККД) двигуна знижуєть ся. А при підвищенні ККД двигунів на 1 % кожні 20 млн т продукції ГЗК дадуть йому залежно від властивостей руди економію близько 2,8–4,34 млн кВт·год електроенергії. Тому важливим у напрямку економії елект ричної енергії на ГЗК є забезпечення якомо га кращого співвідношення потужностей ста лого та номінального режимів. Оскільки одним із важливих чинників, які впливають на вибір потужності привідно го синхронного двигуна, є успіх його вход ження в синхронізм (особливо після перерви у живленні), то надійне вирішення цієї про блеми при номінальному (і навіть більшому) навантаженні двигуна є запорукою можли вості знизити його встановлену потужність на 10–15 % з відповідною економією вартості приводу та зростанням ККД двигуна (в діючих приводах з підвищеним запасом потужності двигунів можливе більш повне її використан ня). Додаткова перевага від зменшення вста новленої потужності двигунів полягає у зни женні динамічних навантажень елементів електромеханічної системи (ЕМС) власне двигуна та шестірень відкритого зачеплення, особливо в нестаціонарних резонансних режи мах та під час синхронізації і ресинхронізації двигунів після перерви у живленні. Знижен ня динамічних навантажень підвищує надій ність та термін використання елементів при воду. За рахунок зниження коефіцієнта ди намічності пружного моменту Кд дає змогу зменшити їх розміри, масу і вартість. Ко ефіцієнтом динамічності пружного моменту є відношення максимального значення до Рис. 1. Осцилограма пуску та ресинхронізації після перерви у живленні протягом 1,5 с (у відносних одиницях): U – напруга на обмотці статора; М – пружний момент; W – частота обертання двигуна в частках синхронної; Uf – номінальна напруга обмотки збудження 30 Енергозберігаючі технології НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 номінального моменту двигуна. Досягти за значених переваг можна шляхом формуван ня такої асинхронної механічної характерис тики двигуна, яка у зоні малих ковзань має середній момент не нижче моменту статично го навантаження. Завдяки цьому синхрон ний привод розганяється до синхронної час тоти обертання плавно, практично без дина міки входження в синхронізм, а динамічні на вантаження виникають лише за рахунок про ходження зони нестаціонарного резонансно го режиму. 2. ЕФЕКТИВНІСТЬ ПРОГРАМНОГО КЕРУВАННЯ Для ілюстрації переваг програмного форму вання напруги збудника в асинхронному ре жимі на рис. 1 наведені вихідні дані щодо ди наміки пружного моменту приводу млина са моподрібнювання ММС 90х30 з синхронним двигуном СДМЗ 24 59 80УХЛ4 номінальною потужністю 4 МВт та швидкістю 75 об/хв у традиційних режимах пуску, синхронізації та ресинхронізації після перерви у живленні тривалістю 1,5 с. Враховано опір пускового реактора Rr = 14 Ом та розрядний опір у колі обмотки збудження Rдоб = 3,2 Ом. При перерві у живленні термін розмикання кола обмотки статора 0,2 с. Досліджено режим роботи двигуна із номіналь ним навантаженням (М = Мн = 0,853 відн. од.) як найбільш важкий (на рис. 1 йому відпові дає рівень сталого пружного моменту М, відн. од.). За традиційного запуску реактор Rr у колі статора та розрядний опір Rдоб у колі Рис. 2. Осцилограма пуску та ресинхронізації після перерви у живленні протягом 1,5 с з використанням про� грамного формування напруги збудника: U – напруга на обмотці статора; М – пружний момент; Uf – номінальна напруга обмотки збудження (все у відносних одиницях); W – частота обертання двигуна в частках синхронної 31НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 Енергозберігаючі технології обмотки збудження виводяться при досяг ненні двигуном ковзання s = 0,05 в момент подачі на обмотку збудження номінальної на пруги її живлення. При перерві у живленні двигуна реактор і розрядний опір вводяться у відповідні кола, а при його відновленні і по вторному досягненні двигуном ковзання s = 0,05 процес входження в синхронізм по вторюється. Завдяки використанню реактора пусковий струм і напруга U на статорі двигу на під час пуску зменшуються. Із збільшен ням обертів W двигуна струм його статора зменшується і напруга на статорі зростає (див. рис. 1). Те ж саме відбувається і в про цесі відновлення живлення. Із рис. 1 видно, що в процесі синхронізації та ресинхронізації пружний момент зубчасто го зачеплення досягає 3 відн. од., що відпові дає вельми значному коефіцієнту динамічно сті Кд = 3 / 0,853 = 3,51. До того ж відбуваєть ся розмикання зазорів у передачі, яке за не сприятливих умов може призвести навіть до руйнування шестірень. Близькі навантажен ня виникають і в режимі ресинхронізації. Ця обставина змушує розробників млина підви щувати модуль зачеплення, що призводить до зростання його розмірів, маси і вартості. З метою зниження Кд для елементів зуб частої передачі і відповідного зменшення її розмірів і маси в НГУ була запропонована ідея повнішого використання можливостей тиристорного збудника, зокрема програмно го формування його напруги, для отримання більш сприятливої форми електромагнітного Рис. 3. Осцилограма запуску та ресинхронізації після перерви у живленні протягом 1,5 с з використанням про� грамного формування напруги збудника та введенням додаткового реактора в коло статора в момент відновлен� ня напруги статора: U – напруга на обмотці статора; М – пружний момент; Uf – номінальна напруга обмотки збудження (все у відносних одиницях); W – частота обертання двигуна в частках синхронної 32 Енергозберігаючі технології НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 моменту двигуна в асинхронному режимі [1]. Враховано, що електромагнітний момент me має складову mc від живлення обмотки статора і mf – від живлення обмотки збудження [1]. В основі пропозиції формування напруги збуд ження з метою отримання додаткової – бажа ної складової електромагнітного моменту. В зоні малих ковзань для зниження Кд запропо новано зменшити вплив явнополюсності двигуна, яка призводить до виникнення пері одичної складової електромагнітного момен ту і зумовлює резонансні явища, та підвищи ти середню складову електромагнітного мо менту для забезпечення плавного входження двигуна в синхронізм. Для використання ме тоду запропоновано реверсивний збудник із коефіцієнтом форсування напруги 3. В зоні малих ковзань середній момент двигуна пе ревищує номінальний на 8 %, а перехід від програмно формованої напруги збудника до номінальної із виведенням розрядного опору в колі збудження здійснюється в момент пер шого досягнення двигуном ковзання s = 0. Те ж саме відбувається і при ресинхронізації. Ре зультати використання методу програмного керування збудником з метою найбільшого зменшення періодичної та підвищення серед ньої складової електромагнітного моменту в зоні малих ковзань двигуна наведені на рис. 2. З рис. 2 видно, що завдяки використанню теоретично відпрацьованого методу програм ного формування електромагнітного моменту синхронного двигуна за допомогою керування напругою збудника досягається скорочення терміну розгону двигуна та різке зниження Кд пружного моменту. Зокрема, в режимі синхро нізації останній знизився з 3,51 до 1,8, тобто практично вдвічі. Значно зменшився коефіці єнт динамічності і в режимі ресинхронізації. Замість 3,51 він став близьким до 2,6. Мен ший вплив програмного формування напруги збудника на момент відновлення живлення пояснюється неповним гасінням поля збуджен ня та перехідними процесами в статорі двигуна. Зменшує перший пік пружного моменту при відновленні напруги живлення одночас не введення в коло статора реактора із підви щеним опором (рис. 3). Видно, що завдяки вжитим заходам дина мічні навантаження елементів зубчастої пере дачі порівняно із традиційною системою ке рування збудником знизилися вдвічі як під час синхронізації, так і під час ресинхроніза ції. І це при номінальному навантаженні. До даткова перевага полягає у відсутності в цьо му випадку явища розмикання зазорів зачеп лення, тобто у найбільш важких режимах приводу (розмикання зазорів під час вими кання напруги живлення двигуна є некерова ним через відсутність останньої і не є небез печним для передачі завдяки незначному рівню навантажень). З метою отримання ба жаних характеристик пружного моменту от римано вираз для необхідного електромагніт ного, причому із врахуванням нестабільності передаточного числа зачеплення та моменту статичного навантаження. Для визначення статичного навантаження використовувався його спостерігач на основі контролю за швидкостями та кутами повороту двигуна і шестірні за допомогою імпульсних датчиків. Отже, розроблений метод більш повного ви користання можливостей тиристорних збуд ників дає реальну можливість істотно знизи ти запас встановленої потужності (практич но до рівня 1) без втрати надійності приводу та з підвищенням ККД двигунів у сталому режимі. А це дає можливість знизити встанов лену потужність, зменшити масу і вартість двигунів при проектуванні приводу. Відпра цьований метод програмного керування ти ристорним збудником корисний для вироб ництв із використанням потужних синхрон них двигунів. Серед інших напрямків використання розробленого методу необхідно назвати про грамне керування збудником для зменшення рівня коливань пружного моменту в сталому 33НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 Енергозберігаючі технології режимі роботи млина. Рівень коливань на вантаження зубчастого зачеплення у сталому режимі в основному визначається збурення ми внаслідок неякісного виготовлення та монтажу зубчастих елементів та коливання статичного навантаження [2]. Ці збурення зумовлюють додаткові шуми і вібрації, ско рочують термін служби елементів зачеплен ня, в результаті чого зростають експлуатацій ні витрати, зокрема на ремонт [3]. Похибка радіуса вінця в 1 мм за несприятливої частоти викликає появу змінної складової пружного моменту амплітудою 0,12, а при 6 мм – вже 0,75 від номінального. В свою чергу, коливан ня моменту статичного навантаження амплі тудою 0,3 від середнього зумовлює змінну складову пружного моменту амплітудою 1,18 від номінального. Ще більшою стає амплітуда при збігу частот одночасно існуючих обох ти пів збурень. При амплітуді похибки радіуса вінця в 6 мм та відхиленнях статичного мо менту на 30 % вона зростає до 1,4 від номіналь Рис. 4. Функціональна схема збудника із пристроєм програмного керування для одиночного синхронного дви� гуна: Q – масляний вимикач; TV – трансформатор напруги; TA1–TA3 – трансформатори струму; VD1, VD4 – стабілітрони; VD2, VD3 – тиристори; Rд – розрядний резистор; БД – блок імпульсного датчика; БПВС – блок перетворення вхідних сигналів; ВО – вихідний орган; ПЗП – пускозахисний пристрій; ПКЗ – пристрій керування збудником; СКЗ – система керування збудником 34 Енергозберігаючі технології НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 ного рівня, що значно скорочує термін служби передачі. При номінальній жорсткості муфти та десятикратній частоті кінематичних коли вань динамічний коефіцієнт підсилення за ра хунок збурення складає 15, а при зміні жорст кості він змінюється майже пропорційно [4]. Встановлено, що для зменшення нестабіль ності пружного моменту при коливаннях на вантаження і передаточного числа зачеплен ня mе двигуна повинен дорівнювати сумі се реднього статичного моменту і добутку від носної постійної часу двигуна на кутове при скорення привідної шестірні, тобто . При цьому кутове при скорення привідної шестірні одночасно вра ховує вплив кінематичних збурень і не стабільність статичного моменту. Для про грамного формування mе необхідний кон троль за прискоренням шестірні і викорис тання спостерігача статичного моменту. 3. ПРИСТРОЇ ПРОГРАМНОГО КЕРУВАННЯ У розробленому реверсивному тиристорно му збуднику із програмним формуванням на пруги були використані відомі рішення щодо визначення mе за допомогою контролю за миттєвими струмами і напругами обмотки статора. Для оцінки внутрішнього кута дви гуна передбачено контроль за струмом збуд ження у поєднанні з використанням імпульс ного датчика і системи опрацювання його сиг налів. Контроль за рівнем напруги живильної мережі виконувався шляхом контролю за миттєвою напругою живлення статора. Про блема нестабільності опорів обмоток двигуна частково вирішена завдяки використанню в основному алгоритмі керування опорами на грітих обмоток. Для компенсації впливу від хилень параметрів електромеханічної систе ми від введених в алгоритм значень викорис тані контроль за поточним електромагнітним моментом та мікропроцесорна система для реа лізації алгоритмів на базі методів фаззі логі ки [5]. Пристрій починає працювати від мо менту вмикання двигуна за умови обмеження напруги на обмотці збудження допустимим рівнем. До досягнення ковзання заданого рів ня в обмотку збудження подається періодич на напруга частоти ковзання. Пуск відбува ється з введеним розрядним опором у колі збудження. Після досягнення заданого ковзан ня розрядний опір вимикається, а на обмотку подається номінальна (або вибрана) постійна напруга. При малому запасі форсування на пруги збудника під час пуску надлишковий момент двигуна є збільшеним, а при високо му його слід брати меншим для зниження ди намічних навантажень приводу. Функціональна схема збудника із прист роєм програмного керування для одиночного синхронного двигуна наведена на рис. 4. У схемі використано пускозахисний пристрій (ПЗП) з розрядним опором, тиристорами і стабілітронами для його введення і виведен ня. Реверсивний збудник із силовим блоком формує необхідну періодичну або постійну напругу збудження. Керуючі сигнали для ПЗП і СКЗ формує мікропроцесорна систе ма за допомогою блоку формування сигналів вихідного органу (ВО). На блок перетворення вхідних сигналів (БПВС) надходять напруги від трансформаторів струму і напруги стато ра та струму збудження. Опрацювання циф рових кодів вхідних величин, а також імпуль сів БД кута повороту двигуна здійснюється в основному (ОКК) і коригувальному (ККК) каналах керування. Основний канал формує сигнал керування за розробленим жорстким алгоритмом, а коригувальний – за допомогою методів нечіткої логіки відпрацьовує додат ковий сигнал внаслідок відхилення та швид кості зміни відхилення електромагнітного мо менту від заданого. Вихідний орган містить елементи керування блоком ПЗП та здійснює захист двигуна від асинхронного режиму. 35НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 Енергозберігаючі технології Програмне керування збудником син хронного двигуна корисне і у випадку приво ду із двома синхронними двигунами, що ви магає вирішення проблеми вирівнювання на вантажень віток приводу внаслідок кутової розбіжності роторів. Традиційно цю проблему вирішують за допомогою механічних і елект ричних систем [6]. Використання нової сис теми керування збудниками дає змогу ком плексно вирішити проблему вирівнювання та обмеження динамічних навантажень віток приводу у перехідних режимах. Значна частина поставлених завдань ви рішується за допомогою програмного керу Рис. 5. Функціональна схема мікропроцесорної системи вирівнювання навантажень дводвигунного приводу з СД: T1, T2 – силові трансформатори; ТV3, ТV4 – роздільні трансформатори; TA1, ТА2 – трансформатори струму; ТV1, ТV2 – трансформатори напруги; Q1, Q2 – масляні вимикачі; UA1, UA2 – датчики струму; БС – блок спря� ження; МК – мікроконтролер; БВС – блок вихідних сигналів; Ф – фільтр 36 Енергозберігаючі технології НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 вання збудниками окремо для кожного дви гуна і у взаємозв'язку з мікропроцесорною си стемою вирівнювання навантажень (рис. 5). Для найбільш повного вирівнювання серед ніх навантажень віток приводу в систему ке рування струмами збудження введені інтег ральні складові, пропорційні різниці у спо живаних двигунами активних потужностях. Таке вирішення проблеми вирівнювання на вантажень сприяє більш рівномірній роботі зубчастих шестірень, підвищує термін їх вико ристання. Контроль активної потужності дви гунів здійснюєть за допомогою серійних дат чиків потужності трифазних кіл UW1, UW2. Для зниження періодичної складової різниці у навантаженнях передбачена компенсація впливу кінематичних збурень. Як датчик кіне матичного збурення використовувались ім пульсні датчики кутових положень Uϕ1 та Uϕ2 на приводних шестірнях. Різниця кутів пово роту шестірень і є кінематичним збурюванням зачеплення. Мікропроцесорний пристрій на основі аналізу спектра кінематичного збурю вання формує керуючі сигнали окремо для кожного з тиристорних збудників AU1, AU2 із системою фазового імпульсно фазового керу вання AUL1, AUL2. Для вирівнювання середніх навантажень до цих сигналів додається сиг нал інтегрального регулятора (ІР) з відповід ним знаком для кожної вітки приводу. Окрім основного в алгоритмі керування (ОАК) пе редбачене використання коригувального ал горитму (КАК), призначеного для врахування нестабільності параметрів двигунів. Мікро процесорний пристрій зі спеціальним алго ритмом керування збудниками вирівнює на вантаження віток приводу, поліпшує дина мічні властивості електромеханічної системи як для одиничного синхронного двигуна. 4. ВИСНОВКИ Використання потужних синхронних приво дів для барабанних млинів з відкритим зуб частим зачепленням і пружною муфтою су проводжується значними (іноді неприпусти мими) динамічними навантаженнями елемен тів електромеханічної системи. Серед причин високих коефіцієнтів динамічності таких приводів слід назвати наявність періодичної складової електромагнітного моменту двигу на, яка в зоні малих ковзань призводить до виникнення нестаціонарних резонансних ко ливань пружного моменту. Значні динамічні навантаження виникають у режимах синхро нізації і ресинхронізації після перерви жив лення двигуна, особливо при неповному га шенні поля збудження. Суттєво впливають на динаміку сталого режиму роботи млина наявні у приводі кінематичні збурення та ко ливання моменту статичного навантаження. Складнощі зазначених режимів зумовлюють використання в приводах двигунів із знач ним запасом встановленої потужності, який нерідко перевищує 15–30 % і призводить до зниження ККД двигунів у сталому режимі роботи, як наслідок, до збільшення їх вартості та приводу в цілому. Для вирішення зазначених проблем сто совно потужних приводів барабанних млинів запропоновано розширити можливості їх ти ристорних збудників шляхом цілеспрямова ного керування напругою в асинхронних ре жимах двигунів. Зокрема, для зменшення ди намічних навантажень приводу в зоні виник нення нестаціонарних резонансних явищ бу ло запропоноване таке формування напруги збудника, яке зменшує періодичну складову електромагнітного моменту від явнополюс ності двигуна. На відміну від відомих методів у цьому режимі обмотку збудження запропо новано живити періодичною змінною напру гою, яка окрім зменшення періодичної скла дової електромагнітного моменту часткового підвищує його середню складову. Для зниження динамічних навантажень при синхронізації механічна характеристика за рахунок системи керуванням збудником 37НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2006 Енергозберігаючі технології формується так, що її середнього моменту до статньо для плавного розгону двигуна до син хронної частоти обертання. На відміну від ві домих, новий метод одночасно забезпечує максимально досяжний ступінь компенсації періодичної складової моменту. На прикладі млина ММС 90х30 із синхронним двигуном СДМЗ 24 59 80УХЛ4 потужністю 4 МВт вста новлено, що навіть без запасу встановленої потужності при коефіцієнті форсування 3 – Кд пружного моменту в режимах синхроніза ції знизився з 3,51 до 1,75 при відсутності роз микання зазорів. У режимі ресинхронізації для обмеження першого максимуму пружно го моменту доречне короткочасне обмеження напруги живлення в момент його подачі на статор двигуна. Це зменшить максимум пруж ного моменту на рівні, істотно нижчому від критичного. Корисне використання програм ного керування збудником і для зниження негативного впливу одночасно існуючих в приводі кінематичних збурень і коливань мо менту статичного навантаження, що зумов люють змінну складову пружного моменту, амплітуда якої за несприятливих умов може перевищувати номінальний момент. У випадку використання алгоритмів про грамного керування режимами пуску, синхро нізації та ресинхронізації тиристорні збудни ки повинні бути реверсивними. Застосовують ся також датчики поточних струмів і напруг живлення обмоток двигунів, датчик електро магнітного моменту двигуна та імпульсні дат чики кутів обертання привідних шестірень і валу двигуна. У складі системи керування на явні блоки основного і коригувального алго ритмів. Останній призначений для компенса ції нестабільності параметрів електромеханіч ної системи. Для дводвигунного варіанта син хронного приводу в системі програмного керу вання додатково передбачені датчики спожива ної двигунами миттєвої активної потужності. Виконаний комплекс досліджень і розроб ка алгоритмів програмного керування збуд никами спрямовані на підвищення надійності, зниження встановленої потужності двигунів барабанних млинів на 10–15 % з відповідним зниженням маси і вартості як двигунів, так і зубчастого зачеплення. За рахунок зниження запасу встановленої потужності приводу од ночасно підвищується загальний ККД при воду зокрема і млина в цілому. ЛІТЕРАТУРА 1. Півняк Г. Г., Школа М. І., Кириченко В. В. Роль програмного керування в забезпеченні надійності багатомасових систем з синхронними електропри водами. // Металлургическая и горнорудная про мышленность. – 2002. – № 3. – С. 81–87. 2. Виноградов Б. В. О динамических нагрузках в приводах рудоразмольных мельниц с синхронны ми двигателями. // Горная электромеханика и ав томатика. – К., 1981. – Вып. 38. – С. 80–85. 3. Крюков Д. К. Усовершенствование размольного оборудования горнообогатительных предприятий. – М.: Недра, 1966. – 173 с. 4. Кириченко В. И., Боровик Р. А. Влияние кине матических возмущений на динамические нагруз ки привода барабанной мельницы ММС 90х30. // Обогащение полезных ископаемых: Научн. техн. сб. – 2004. – Вып. 19(60). – С. 43–50. 5. Яланський О. А., Кириченко В. В., Савенко В. А. Нестабильность параметров синхронного привода и ее компенсация с помощью фаззи логики. // Дніпропетровськ: Науковий вісник НГУ. – 2004. – № 3. – С. 47–51. 6. Півняк Г. Г., Кириченко В. І. Електромеханічні системи енергонапружених барабанних млинів. – Дніпропетровськ: НГА України, 2000. – 166 с.

Програмно керований збудник для синхронних двигунів

Institution

Similar Items