Двухскоростной электропривод

 

ДВУХСКОРОСТНОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий асинхронный электродвигатель с двумя статорными обмотка ми на различное число полюсов, соединеннымй по схеме звезда, у которого первая и вторая фазы статорной обмотки с меньшим числом полюсов. соединены с фазными выводами источника питания через коммутационные элементы первого коммутационного аппарата , первая и третья фазы статорной обмотки с большим числом полюсов соединены с фазными выводами источника питания через коммутационные элемейты второго коммутационного аппарата третий коммутационный аппарат, о т- ;, личающийся тем, что, сцелью повышения надежности, в него введены четвертый и пятый коммутационные аппараты, командоаппарат, два реле времени, элемент И и элемент ИЛИ, т)етий коммутационный аппа )ат подключен параллельно коммутационному элементу первого коммутационного аппарата в первой фазе статорной обмотки с меньшим числом полюсов Четвертый коммутационный аппарат подключен параллельно коммутационному элементу второго коммутационного аппарата в третьей фазе статорной обмотки с большим числом полюсов , пятый коммутационный аппарат включен между нулевыми выводами звезды каждой из статорных обмоток , выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого коммутаi ционного аппарата, один вход элемента ИЛИ соединен с одним выходом вого реле времени, а его другой вход соединен с выходом командоаппарата, .другой выход которого соединен с входами двух реле времени и с управляющим входом четвертого коммутационного аппарата, один выход второго реле времени соединен с управляюЭ щим входом второго коммутационного аппаратаг другой его выход соединен 1; с управляющим входом пятого коммутаND ционного аппарата и с. одним входом элемента И, другой вход которого соединен с другим выходом первого X реле времени, а выход элемента И сое динен с управляющим входом третьего коммутационного аппарата.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) Н 02 P 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3386713/2 4-07 (22) 29.01.82 (46) 15.09.83. Бюл. )) 34 (72) В.. С. Боев, С.П. Голев, В.П. Ма- лыгин, Е.М. Певзнер и A.Г. Яуре (71) Производственное электромашиностроительное объединение Динамо

° (53) .621.313.333.2.045,58(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ;., 9 801214, кл. Н 02 P 3/18, 1978.

2. Заявка Японии 9 55-20472, кл. Н 02 P 3/18, 1980. (54)(57) ДВУХСКОРОСТНОЙ ЭЛЕКТРОПРИ-

ВОД, содержащий асинхронный электродвигатель с двумя статорными обмотка-::ми на различное число полюсов, соединенными по схеме звезда, у ко- торого первая и вторая фазы статорной обмотки с меньшим чнслом полюсов,: соединены с фаэными выводами источни-.ка питания через коммутационные эле-.. менты первого коммутационного аппа" рата, первая и третья фазы статорной .. обмотки с большим числом полюсов соединены с фазными выводами источника:. питания через коммутационные злемеНты второго коммутационного аппарата) .. третий коммутационный аппарат, о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью повышения надежности, в него введены четвертый и пятый коммутационные аппараты, командоаппарат, два реле времени, элеМент И и элемент ИЛИ, третий коммутационный аппарат подключен параллельно коммута;ционному элементу первого коммутационного аппарата в первой фазе ста- . торной обмотки с меньшим числом полюсов, четвертый коммутационный аппарат подключен параллельно коммута ционному элементу второго коммута.ционного аппарата в третьей фазе ста" торной обмотки с большим числом полюсов, пятый коммутационный аппарат включен между нулевыми выводами звезды каждой из статорных обмоток, выход элемента ИЛИ сОединен с управляющим входом первого коммутационного аппарата, один вход элемен- та ИЛИ соединен с одним выходом первого реле времени, à его другой вход соединен с выходом командоаппарата, .другой выход которого соединен с входами двух реле времени и с управляющим входом четвертого коммута- с ционного аппарата, один выход второ-го реле времени соединен с управляю.щим входом второго коммутационного аппарата, другой его выход соединен с управляющим входом пятого коммутационного аппарата и с.одним входом элемента И, другой вход которого соединен с другим выходом первого реле времени, а выход элемента И сое динвн с управляющим входом третьего коммутационного аппарата.

10 42 148

Изобретение относится к электро,технике и может быть использовано в электроприводах крановых механизмов.

Известен двухскоростной электропривод, содержащий асинхронный элект родвигатель с двумя .обмотками статора на различное число полюсов, две одноименные фазы которых через коммутационные элементы соединены с источниками питания, а третья фаза обмотки статора с большим числом полюсов соединена с одной из фаз обмотки статора с меньшим числом полюсов, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутационных элементов Это устройство обеспечивает ограничение динамических нагрузок в элементах механизма при переключении числа полюсов обмотки статора и переходе на пониженную скорость вращения (1)

Недостатком этого устройства является то, что существенное ограничение момента генераторного торможения осуществляется на высоких скоростях при отсутствии генераторного момента, создаваемого обмоткой с меньшим числом полюсов, так как магнитное поле этой обмотки является пульсирующим (однофазное включение обмотки статора) и используется в ка честве токоограничивающего элемента.

Поэтому устройство не обеспечивает достаточную надежность работы электропривода во всем диапазоне изменения скорости вращения электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является двухскоростной электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с двумя обмотками статора на различное число полюсов, соединенными по схеме звезда, у которого первая и вторая фазы статорной обмотки с меньшим числом полюсов соединены с фаэными выводами источника питания через коммутационные элементы первого коммутационного аппарата, первая и третья фазы статорной обмотки с боль шим числом полюсов соединены с фазными выводами источника питания через коммутационные элементы второго коммутационного аппарата, третий коммутационный аппарат. В этом устройстве в момент перехода на пониженную скорость одновременно с подключением обмотки статора с большим числом полюсов к источнику питания подключаются две фазы обмотки статора с меньшим числом полюсов. Такое подключение обмоток создает эллиптическое магнитное поле, в результате чего механическая характеристика становится более мягкой при ограниченном моменте генераторного торможения (2) .

65 дом командоаппарата, другой выход которого соединен с входами двух реле времени и с управляющим входом

Недостатком известного устройства являвтся То что максимальное значение момента генераторного торможения имеет значительную величину (80% от максимального момента генератор5 ного торможения в естественной схеме включения), поэтому в связи с резким перепадом момента генераторного торможения при снижении скорости вращения возникает избыточный динами 0 ческий момент, что приводит к значительным ударам и перегрузкам в кинематической цепи механизма, к иовышенному износу элементов механизма.

Все это.в значительной степени сни15 жает надежность электропривода. В электроприводе крановых механизмов избыточный динамический момент, приводит к раскачке груза, вследствие чего уменьшается производительность

20 кР

Целью изобретения является повышение надежности работы электропривода за счет ограничения динамического момента и повышение производительности работы механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в двухскоростной электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с двумя статорными обмотками на различное число полюсов, соединенными по схеме звезда, у которого первая и вторая фазы статорной обмотки с меньшим числом полюсов соединены с фазными вывода0 ми источника питания через коммута35 ционные элементы первого коммутационного аппарата, первая и третья фазы статорной обмотки с большим числом полюсов .соединены с фазными выводами источника питания через

40 коммутационные элементы второго коммутационного аппарата, третий коммутационный аппарат,.введены четвертый и пятый коммутационные аппараты, командоаппарат, два реле времени;

45 элемент И и элемент ИЛИ,.третий коммутационный аппарат подключен параллельно коммутационному элементу первого коммутационного аппарата в первой фазе статорной обмотки с меньшим числом полюсов, четвертый коммутационный аппарат подключен параллельно коммутационному элементу второго коммутационного аппарата в третьей фазе статорной обмотки с большим числом полюсов, пятый коммутационный аппарат включен между нулевыми выводами звезды каждой из статорных обмоток, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого коммутационного аппарата, 60 один вход элемента ИЛИ соединен с одним выходом первого реле времени, а его другой вход соединен с выхо1042148 четвертого коммутационного аппарата, один выход второго реле времени сое- динен с управляющим входом второго коммутационного аппарата, другой его выход соединен с управляющим входом пятого коммутационного аппарата и с одним входом элемента И, другой вход которого соединен с другим выходом первого реле времени, а выход элемента И соединен с управляющим входом третьего коммутационного аппарата.

Коммутационные элементы и блок управления выполнены в виде кулачконого контроллера на три фиксированных положения и два промежуточных 15

:нефиксированных положения, четыре контакта которых подключены к соответствующим фазам обмоток статоров электродвигателя, а выводы пятого контакта соединены с нулевыми точками звезды двух обмоток статоров электродвигателя.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 — схема кулачкового контроллера; на фиг.3, 4 и 5 схемы подключения обмоток .статоров электродвигателя; на фиг.6 — механические характеристики электродви.гателя.

Двухскоростной электропривод содержит асинхронный электродвигатель со статорной обмоткой 1 с большим числом полюсов и статорной обмоткой

2 с меньшим числом полюсов, соединенными по схеме звезда, у которого первая и вторая фаза статорной обмотки с меньшим числом полюсов соединены с фазными выводами источника питания через коммутационные элементы первого коммутационного аппарата 3, первая и третья фазы ста- 40 торной обмотки с большим числом.полюсов соединены с фазными выводами источника питания через коммутационные элементы второго коммутационного аппарата 4, третий коммутационный 4 аппарат 5, четвертый 6 и пятый 7 коммутационные аппараты, командоап арат 8, два реле 9 и 10 времени, элемент И 11 и элемент ИЛИ 12, третий коммутационный аппарат 5 подключен параллельно коммутационному элементу первого коммутационного аппарата 3 в первой фазе статорной обмотки 2 с меньшим числом полюсов, четвертый коммутационный аппарат 6 подк, ен пар, лельно коутационно.Ф . 55 элементу второго коммутационного апцарата 4 в третьей фазе статорной обмотки 1 с большим числом полюсов, пятый коммутационный аппарат 7 включен между нулевыми выводами эвеэ- 60 ды, каждой из .статорных обмоток 1 и 2, выход элемента ИЛИ 12 соединен с управляющим входом первого коммутационного аппарата 3, один вход элемента ИЛИ 12 соединен с одним выходом первого реле 9 времени, а его другой вход соединен с выходом командоаппарата 8, другой выход которого соединен с входами двух реле

9 и 10 времени и с управляющим входом четвертого коммутационного àïïàрата 6, один выход второго реле 10 времени соединен с управляющим входом второго коммутационного аппарата 4, другой его выход соединен с управляющим входом пятого коммутационного аппарата 7 и с одним входом,элемента И 11, другой вход которого соединен с другим выходом первого реле 9 времени, а выход элемента И 11 соединен с управляющим входом третьего коммутационного аппарата 5.

Коммутационный элемент и блок управления могут быть выполнены в виде кулачкового контроллера 13 на три фиксированных положения и два нефиксированных промежуточных положения, первые два контакта 14 и 15 соединены с двумя фазами статорной обмотки

1, два контакта 16 и 17 — с двумя фазами статорной обмотки 2 электродвигателя, контакт 18 — с нулевыми точками звезды двух статорных обмоток 1 и 2 электродвигателя.

Электродвигатель имеет две естественные механические характеристики

19 и 20 и три искусственные механические характеристики 21, 22 и 23.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала от командоаппарата 8 на включение высокой. скорости сигнал через элемент ИЛИ 12 поступает на управляющий вход коммутационного аппарата 3, который включается и подключает статорную обмотку 2 с меньшим числом полюсов к источнику питания. Электродвигатель разгоняется и работает на механической характеристике 20. При переходе на пониженную скорость вращения сигнал от командоаппарата 8 поступает на вход реле 10 времени и реле 9 времени, с выхода которого через элемент ИЛИ 12 поступает сигнал на управляющий вход коммутационного аппарата 3, удерживая его во включенном положении, в то же время с выхо-, да реле 10 времени сигнал поступает на управляющий вход коммутационного аппарата 7, который включается и соединяет между собой нулевые точки звезды двух статорных обмоток

1 и 2, включается коммутационный аппарат 6. Собирается схема включения обмоток статоров электродвигателя, изображенная на фиг.3., в которой обмотка статора с меньшим числом полюсов создает круговое магнитное поле, а обмотка с большим числом полюсов — эллиптическое магнитное поле (неполнофаэный режим работы), 1042148 в результате чего электродвигатель переходит на механическую характеристику 21 с ограниченным значением момента генераторного торможения.

Реле 9 времени с выдержкой времени отключает коммутационный аппарат 3 и через элемент И 11 включает коммутационный аппарат .5, в результате чего создается неполнофазный режим работы обмотки с меньшим числом полюсов при работе электродвигателя (О по схеме, изображенной на фиг.4.

Электродвигатель переходит на механи1ческую характеристику 22, на которой момент генераторного торможения также ограничен. Затем срабатывает реле f5

10 времени и включается коммутационный аппарат 4, в связи с чем все три фазы статорной обмотки 1 с большим числом полюсов подключаются к источнику питания (фиг.5) и электродвигатель переходит на механическую характеристику 23. Снимается управляющий сигнал с выхода реле 10..времени, отключаются коммутационные аппараты 5 и 7 и электродвигатель переходит на естественную механическую-характеристику 19.

Включение электродвигателя и его переход на пониженную скорость возможен с помощью кулачкового контроллера 14. Во втором фиксированном ,положении контроллера 13 замкнуты контакты 16 и 17 и к источнику питания подключена статорная обмотка 2, во втором промежуточном положении включены контакты 15, 16, 17 и 18 35, собирается схема (фиг.3) и электродвигатель переходит на механическую характеристику 21. При переключении в первое промежуточное положение, замкнуты контакты 15, 16 и 18, собирается схема (фиг,4) и электродвигатель переходит на механическую характеристику 22. В первом промежуточном положении кулачкового контроллера включаются контакты 14, 15, 16 и 18, собирается схема (фиг.5), электродвигатель переходит .на механическую характеристику 23. И,. наконец, в первом фиксированном положении остаются замкнутыми контакты

15 и 16, а электродвигатель переходит на естественную механическую характеристику 19.

Таким образом„ в соответствии с . механическими характеристиками, получаемыми при переключении обмоток статоров, максимальный момент генераторного торможения имеет ограниченную величину и не превышает максимального момента в двигательном режиме работы во всем диапазоне изменения скорости вращения. Тем самым достигается плавность генераторного торможения электродвигателя с ограниченным значением динамического момента, что повышает надежность работы механизма. При этом -благодаря плавности торможения груз на крановых механизмах не раскачивается, чем достигается повышение производительности этих механизмов.

1042148

1042148

Составитель Е. Перемыслова

Редактор М. Петрова Техред М. Костик Корректор О. Тигюр

Заказ 7144/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пю делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4