Способ регулирования частоты вращения электропривода с дифференциальным редуктором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска авиадвигателей. Целью изобретения является уменьшение энергетических затрат путем снижения мощности , требуемой для регулирования. Способ регулирования состоит в том, что частоту регулирования выходного вала 2 дифференциального редуктора 1 ре- 1гулируют, изменяя частоту вращения первого входного вала 4 дифференциального редуктора 1 в фиксированных диапазонах частот вращения , поддерживая в каждом диапазоне регулирования постоянной частоту вращения второго входного вала 6 дифференциального редуктора 1. 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 7/753

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" -)? IQ 1 с.:,„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4112567/24-07 (22) 19.06.86 (46) 07.12.88, Бюл, ¹ 45 (72) В .В .Бочаров, Л.Н.Грачев, Л.И.Кондаков, С.Б,Резников, С.В.Смирнов и И,И.Токарь (53) 62-83:621.316.718.8(088.8) (56) Марголин.Ш,М. Дифференциальный злектропривод, — М.: Энергия, 1975, с.157-159, рис. 4-17.

Там же, с. 149, рис.4-13, (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ РЕДУКТОРОМ (57) Изобретение относится к электро„„Я0„„144311 А1 технике и может быть использовано для запуска авиадвигателей. Целью изобретения является уменьшение энергетических затрат путем снижения мощности, требуемой для регулирования. Способ регулирования состоит в том, что частоту регулирования выходного вала 2 дифференциального редуктора 1 ре, гулируют, изменяя частоту вращения первого входного вала 4 дифференциального редуктора 1 в фиксированных диапазонах частот вращения, поддерживая в каждом диапазоне регулирования постоянной частоту вращения второго входного вала 6 дифференциального редуктора 1. 2 ил.

1443 1 l 5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к приводным устройстяам с дифференциальным редуктором, и может быть использовано, например, в авиации при запуске авиадвигателей

5 (область применения предлагаемого способа ограничена нагрузками, имеющими существенный момент инерции).

Цель изобретения — уменьшение энергетических затрат путем снижения мощности, требуемой для регулирования.

На фиг.l представлен электропривод с дифференциальным редуктором для реализации предлагаемого способа; на фиг,2 — диаграммы изменения частот вращения от времени (n,, и, n> — частоты вращения первого входного, вто рого и выходного валов дифференци- 20 ального редуктора соответственно).

Электропривод содержит дифференциальный редуктор ), выходной вал 2 которого подсоединен к валу силовой установки 3 (турбине авиадвигателя), 25 первый входной вал 4 подсоединен к ротору первой синхронной электрической машины 5 с возбуждением от постоянных магнитов, второй входной, вал

6 через тормозное устройство 7 подсо- 30 единен к ротору второй синхронной электрической машины 8, содержащей синхронный подвозбудитель 9 с возбуждением от постоянных магнитов, регулятор 10 возбуждения, статический преобразователь 11 частоты например, I циклоконвер тор), подключенный одними зажимами к якорной обмотке первой синхронной электрическоймашины,а другими — через ключи 12 и 13 к источнику 14 0 трехфазного переменного напряжения и якорной обмотке синхронного подвозбудителя соответственно, якорная обмотка второй синхронной электрической машины через ключ 15 также подсоединена к источнику трехфазного переменного напряжения, при этом подвозбудитель 9 имеет в два раза большее число пар полюсов по сравнению со второй синхронной электрической маши0 ной 8.

Способ регулирования частоты вращения осуществляют следующим образом.

В начальный момент времени.включается тормозное устройство 7, которое затормаживает второй входной вал

6, т.е. частота вращения второго входного вала 6 устанавливается равной нулю. Ключи 13 и 15 разомкнуты, ключ

12 замкнут. При заторможенном вале 6 статический преобразователь 11 частоты, питающийся от источника 14 трехфазного переменного напряжения 1;, с помощью первой синхронной электрической машины 5 изменяет частоту вращения первого входного вала 4 до частоты вращения 1/2 и, При этом

3 NOKc частота вращения выходйого вала 2 достигает значения, равного 1/4 и (К=2). При достижении выходным валом

2 указанной частоты (t,, фиг.3) тормозное устройство 7 отключается (растормаживается второй входной вал 6), затем с помощью статического преобразователя l! частоты и первой электрической машины 5 изменяют частоту вращения первого входного вала 4 до моментй, при котором частота вращения второго входного вала 6 равна и

Ъ Макс (N =1, К=2, i=1). При этом (интервал времени t z - t„) выходной вал 2 под действием сил сопротивления авиадвигателя 3 незначительно снижает свою частоту вращения и> а первый входной вал 4 приобретает частоту вращения, близкую к величине 1/2

Змакс

При частоте вращения второго входного вала, равной и, частота

3 маха выходного напряжения возбудителя 9 равна частоте напряжения источника

14 трехфазного переменного напряжения, После синхронизации указанных частот замыкается ключ 13, а статический преобразователь 11 частоты с помощью первой электрической машины

5 раскручивает выходной вал 2 до частоты вращения, равной 3/4 и „„„ (интервал времени t - t ). В данном диапазоне работы частота вращения второго входного вала 6 остается постоянной и равной п, а первый

3 макс входной вал 4 в койце рассматривае" мого диапазона работы (время t ) приобретает частоту вращения, равную

1/2п „„,. Далее размыкается контактор 13 и тем самым снимается вращающий момент с вто1 оого входного вала 6.

Статический преобразователь 11 частоты с помощью первой электрической машины 5 раскручивает второй входной вал 6 до частоты вращения

2п и после синхронизации выход у макс ного напряжения второй электрической машины 8 с напряжением трехфазного источника 14 переменного напряжения замыкается ключ 15. Так как вторая

4 ленную мощность регулируемого при— водного устройства, имеющего всегда худшие массогабаритные показатели по сравнению с нерегулируемыми приводными устройствами. В примере реализации мощность необходимая для регулирования частоты вращения выходного вала (установленная мощность статического преобразователя частоты и первой электрической машины) при использовании предлагаемого способа в четыре раза меньше.

Способ регулирования частоты вращения электропривода с дифференциальным редуктором, при котором частоту вращения второго входного вала дифференциального редуктора поддерживают постоянной и, изменяя частоту вращения первого входного вала дифференциального редуктора, регулируют частоту вращения выходного вала дифференциального редуктора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат путем снижения мощности, требуемой для регулирования, в диапазоне частот вращения выходного вала от нуля до величины, равной n> „ /2К, частоту вращения второго входного вала устанавливают равной нулю, после чего второй входной вал растормаживают и изменяют частоту вращения первого входного вала до момента, при котором частота вращения второго входного вала достигнет значения, равного

К 3 мареке п поддерживая частоту вращения второго входного вала на достигнутом уровне, изменением частоты вращения первого входного вала регулируют частоту вращения выходного вала до момента, при котором частота вращения выходного вала достигает и з макс 1 значения равного — - — (N — — )

Э

2 2 после чего указанные операции повторяют до. достижения частотой вращения выходного вала номинального значения, где К вЂ” число ступеней частот вращения выходного вала, на которых частота вращения поддерживается постоянной и не равной нулю; N — - количество изменений частот вращения второго входного вала, при этом Д К; i — передаточное отношение между вторым входз

1443 электрическая машина 8 имеет в два раза меньшее число пар полюсов по сравнению с подвозбудителем 9, при частоте вращения входного вала 2п смаке частота напряжения второй электрической машины 8 равна частоте напря-жения источника 14, При постоянной частоте вращения второго входного вала 6 с помощью статического преобразователя 11 частоты и первой электрической машины 5 производится раскручивание выходного вайа 2, а следовательно, и турбина авиадвигателя, до

Ф максимальной частоты вращения и „, 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я (номинальной), соответствующей оборотам малого газа авиадвигателя °

Предлагаемое устройство после электрозапуска авиадвигателя обеспечивает генерирование электроэнергии переменного напряжения стабильной частоты. При этом вторая электрическая машина 8 работает в генераторном режиме, а частота вращения вала 6 стабилизируется за счет изменения момен- 2б та на валу 4 с помощью статического преобразователя ll частоты и первой электрической машины 5 энергия, отдаваемая {или потребляемая) электрической первой машиной 5, может пере- др даваться либо в сеть (тогда ключ 12 замкнут, а ключ 13 разомкнут), либо на вал 6 (тогда ключ 13 замкнут, а ключ 12 разомкнут).

В пРедлагаемом устройстве, реализующем способ, фиксация частоты вращения второго входного вала 6 достигается за счет использования двух электрических машин 8 и 9, установленных на одном валу и имеющих раз- 4р ное число пар полюсов. Такой пример реализации рационален в случае использования рассмотренного устройства также, для генерирования напряжения стабильной частоты. В этом случае 4 . конструктивное, выполнение второй электрической машины 8 аналогично конструктивному выполнению авиационных генераторов. В качестве электричесI кой машины 8 можно использовать асин- 5р хронную электрическую машину, а фик сировать различные частоты вращения второго входного вала 6 можно за счет использования полюсопереключаемой якорной обмотки. 55

Способ позволяет существенно снизить мощность> необходимую на регулирование частоты вращения выходного вала, что позволяет снизить установСоставитель А.Головченко

Техред М.Дидык Корректор М.Шароши

Редактор М.Бланар

Заказ 6393/52

Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 144311 5 6 ным и выходными валами дифференциаль- частота вращения выходного вала дифного редуктора; п „,- максимальная ференциального редуктора.