Электропривод постоянного тока (его варианты)

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в подъемно-транспортных механизмах. Регулированием относительной скорости вращения якоря 1 и статора 2 электродвигателя иэменением напряжения на обмотке 3 возбуждения генератора с помощью реостата 4 обеспечивается широкий диапазон регулирова-. ния нагрузки 7 вплоть до полной остановки , а за счет передачи механической энергии с вала якоря 1 электродвигателя на вал генератора улучшаются энергетические характеристики устройства. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. -1 ч «ч Ч (Л ю « со О со 00 Фиг.

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 Р 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3627563/24-07 (22) 02.08.83 (46) 23.12.86. Бюл. М - 47 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (72) Л.Н.Каштанов, Б.И.Петленко и Т.А.Сырицын (53) 621. 316. 718. 5 (088.8) (56) Гейлер Л.Б. Основы электропривода. — Минск: Вьппейшая школа, 1972, с. 358.

Там же, с. 367. (54) электРОпРивОд пОстОяннОГО тОкА (ЕГО ВАРИАНТЫ) „„SU„„12?9038 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в подъемно-транспортных механизмах.

Регулированием относительной скорости вращения якоря 1 и статора 2 электродвигателя изменением напряжения на обмотке 3 возбуждения генератора с помощью реостата 4 обеспечивается широкий диапазон регулирова-..ния нагрузки 7 вплоть до полной остановки, а за счет передачи механической энергии с вала якоря 1 электродвигателя на вал генератора улучшаются энергетические характеристики устройства. 2 с.п. Ф-лы, 4 ил.

1 12

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в подъемно-транспортных механизмах, требующих низких устойчивых скоросГ тей.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к источнику питания через регулируемый резистор (1), Недостатком устройства является низкий КПД из-за больших потерь энергии, особенно в нижней области диапазона регулирования частоты вращения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и генератор, обмотка возбуждения которого через реостат подключена к источнику питания, обмотки якорей генератора и электродвигателя соединены между собой, а выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой (2 ).

Недостатком известного устройства является невозможность получения низких частот вращения нагрузки из-за неустойчивой работы электродвигателя вследствие падения напряжения в цепи якорей машин, влияния остаточного магнетизма и реакции якоря, т.е. узкий диапазон регулирования частоты вращения. Кроме того, устройство имеет относительно низкий КПД при работе электродвигателя с низкой частотой вращения.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения нагрузки в сторону ее нижних значений и улучшение энергетических показателей электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что по первому варианту в электроприводе постоянного тока, содержащем электродвигатель и генератор, обмотка возбуждения которого через реостат подключена к источнику питания, обмотки якорей генератора и электродвигателя соединены между собой, а выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой, якори генератора и электродвигателя соединены между собой механически, а их обмотки подключены к источнику питания, статор электродвигателя выполнен свободно вращающимся и яв79038

3S

55 ляется выходным звеном электропривода.

По второму варианту в электроприводе постоянного тока, содержащем электродвигатель и генератор, обмотка возбуждения которого через реостат подключена к источнику питания, обмотки якорей генератора и электродвигателя соединены между собой, а выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой, обмотки якорей генератора и электродвигателя подключены к источнику питания, статор электродвигателя выполнен вращающимся и механически соединен с якорем генератора, а якорь электродвигателя является выходным звеном электропривода.

На фиг, 1 показана упрощенная конструктивная схема первого варианта электропривода; на фиг. 2 — его электрическая принципиальная схема, на фиг, 3 и ч — то же, для второго варианта, По первому варианту (фиг. 1) электропривод содержит электродвигатель, имеющий якорь 1 и статор 2, генератор, обмотка возбуждения 3 которого через реостат 4 подключена к источнику 5 питания, обмотки якорей 6 и t генератора и электродвигателя соединены между собой, а. выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой 7. Якори 6 и 1 генератора и электродвигателя соединены между собой механически, а их обмотки подключены к источнику 5 питания, статор 2 электродвигателя выполнен вращающимся и является выходным звеном электропривода °

Для подключения обмотки 8 возбуждения электродвигателя к источнику

5 питания статор 2 может быть снабжен контактным кольцом 9 и скользящим токоподводом 10. Второй вывод источника 5 питания подключен к общему проводу (массе ) электропривода.

Согласно второму варианту электропривод дополнитепьно содержит механический тормоз 11 на валу якоря

5 генератора, ключ 12 и регулятор

13 в цепи обмотки якоря 6 генератора.

Особенностью конструкции второго варианта электропривода (фиг. 3) является то, что статор 2 электродвигателя, выполненный вращающимся, механически соединен с якорем 6 ге1279038

10 нератора, а, наоборот, якорь 1 электродвигателя является выходным звеном электропривода, что позволяет уменьшить маховой момент последнего °

Электропривод по первому варианту работает следующим образом.

При подключении источника 5 питания якорная и статорная обмотки электродвигателя взаимодействуют и возникают электромагнитные силы, действующие на якорь 1 и статор 2 в противоположном направлении.

Кроме электромагнитного момента

M электродвигателя на общий вал якорей действует также электромагнитный 15 момент М, генератора, который при пуске является двигательным, совпадающим по знаку с моментом М. Под действием этих двух моментов (M +

+ M,) механически связанные якори ге-2п нератора и двигателя приходят во вращение и разгоняются до скорости идеального холостого хода генератора "> = )„, при которой М становится г равным нулю. Скорость Ы„задается 25 током возбуждения генератора, регулируемым реостатом 4 и определяется требуемой скоростью нагрузки г1, Под действием электромагнитного момента двигателя М якори продолжают разгоняться. Увеличение скорости якорей до и3 >,Д приводит к переor ходу генератора в режим генераторного торможения, при котором развиваемый им электромагнитный момент М

3S становится тормозным, а подводимая к генератору от двигателя через якорь механическая мощность возвращается в электрическую сеть. Скорость якорей растет -до установившегося значения и3 при которой электромагнитный момент двигателя M уравновесится тормозным моментом генераторного торможения М,.

При моменте сопротивления, действующем на статор 2 со стороны нагрузки 7, меньшем. пускового момента электродвигателя, статор 2 приходит во вращение в направлении, противоположном вращению якорей 1 и 6 до установившейся скорости u3,, при которой электромагнитный момент электродвигателя M уравновесится моментом сопротивления М, нагрузки.

Электромагнитный момент электродвигателя М определяется относительной скоростью якоря 1 и статора 2, т.е. разностью (>i — "2 ) . Поэтому равновесное состояние электропривода возникает при равенстве всех моментов М = M = M и установившей с г ся относительной скорости, Скорость и32, обеспечивающая равенство М, = М и определяемая механической характеристикой генератора М,, может быть выбрана как угодно близко к !, следовательно, скорость

Ч выходного звена электропривода может быть весьма малой, в том числе и равной нулю. Низкие скорости получаются при устойчивой работе электропривода, поскольку и генератор и электродвигатель работают на устойчивых участках своих механических характеристик.

Установившаяся скорость выходного вала привода, может быть изменена за счет магнитного потока генератора

<ч путем регулирования величины сопвг ротивления I: реостата 4, определяющего ток возбуждения генератора.

При увеличении сопротивления г магнитный поток генератора уменьшается от максимального Рз „ до Р что сопровождается увеличением крутизны механической характеристики.

Скорость якоря 6 генератора, обеспечивающая равенство M = M, изменяется QT g po 2 э ствующая скорость выходного звена (нагрузки), отличающаяся от о> на величину и- ц — в пределах от о)„ до uJ, . При этом обеспечивается требуемый диапазон регулирования, включая полную остановку нагрузки.

Работа электропривода по второму варианту аналогична описанному.

Для получения наибольшей возможной скорости вращения выходного звена электропривода необходимо затормозить якорь 6 генератора механическим тормозом 11 и отключить его от источника питания ключом 12. Иэменение скорости холостого хода генератора можно обеспечить также с помощью регулятора 13 °

Таким образом в электроприводе обеспечивается расширение диапазона регулирования частоты вращения в сторону ее нижних значений. Кроме этого, улучшаются энергетические показатели электропривода, так как при любой частоте выходного звена относительная частота вращения электродвигателя неизменна и практически равна номинальной, при которой

5 1279038 код электродвигателя близок к макси- гателя выполнен вращающимся и является выходным звеном злектропривода, Формула изобретения

1. Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и генератор, обмотка возбуждения которого через реостат подключена к источнику питания, обмотки якорей ге-. t0 нератора и электродвигателя соединены между собой, а выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой, отличающийся тем что с целью расширения диапа- f5

Ф У зона регулирования частоты вращения и улучшения энергетических показателей, якори генератора и электродвигателя соединены между собой механически, а их обмотки подключены к источнику питания, статор электродви2. Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и генератор, обмотка возбуждения которого через реостат подключена к источнику питания, обмотки якорей генератора соединены между собой, а выходное звено электропривода механически связано с нагрузкой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и улучшения энергетических показателей, обмотки якорей генератора и элек.."родвигателя подключены к источнику питания, статор электродвигателя выполнен вращающимся,механически соединен с якорем генератора и является выходным звеном электропривода.

1279038 акс Юс ufo

Ус иг.

Составитель В.Поспелов

Техред S. Кадар, Корректор А. Тяско

Редактор С.Пекарь

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6852/57

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4