Электропривод переменного тока (его варианты)

 

Использование: в электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность изобретения: для электродвигателя созданы условия существования вращающего симметричного магнитного поля, подобного вращающему магнитному полю трехфазного асинхронного электродвигателя при его питании от трехфазной сети. Для повышения энергетических показателей в электропривод введены второй фазосдвигающий конденсатор, фазосдвигающая индуктивность , а две фазные обмотки элетродвигателя включены магнитно-встречно с третьей фазной обмоткой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

(я)5 Н 02 P 1/42 йище,, 1

ВЮ- FBi,, I714 r, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

О

О

О (7с ф ,О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5022971/07 (22) 24.12.91 (46) 07.09.93. Бюл. N 33-36 (75) Краснов И.А., Аграновский Ю.В., Трушин В.Н. (73) Краснов И.А. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (ЕГО ВАРИАНТ61) (57) Использование: в электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность изобретения: для электродвигателя создаИзобретение относится к устройствам для включения трехфаэных электродвигателей в однофазную цепь.

Целью изобретения является повышение КПД при включении в однофазную цепь.

На фиг. 1 приведена схема электропривода переменного тока, первый вариант; на фиг. 2 — то же, второй вариант.

Электропривод переменного тока (см. фиг. 1) содержит источник питания (однофазную цепь) 1, первый и второй конденсаторы 2 и 3, повышающий трансформатор 4, индуктивность 5, трехфазный асинхронный электродвигатель с тремя фазными обмотками 6-8. Вторичная обмотка трансформатора 4 имеет начало 9, конец 10 и средний вывод 11.

Первичная обмотка трансформатора 4 подключена к источнику питания 1, средний вывод 11 — к первой обкладке конденсатора

2. вторая обкладка которого соединена с началом фазной обмотки 6, конец которой и начала фазных обмоток 7 и 8 объединены и

„.,BU„„2000649 С ны условия существования вращающего симметричного магнитного поля, подобного вращающему магнитному полю трехфазного асинхронного электродвигателя при его питании от трехфазной сети. Для повышения энергетических показателей в электропривод введены второй фазосдвигающий конденсатор, фаэосдвигающая индуктивность, а две фазные обмотки элетродвигате ля включены магнитно-встречно с третьей фазной обмоткой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. подключены к началу 9 вторичной обмотки трансформатора 4, конец 10 которой под ключен к первому выводу индуктивности 5 и к первой обкладке конденсатора 3, вторая обкладка которого соединена с концом фазной обмотки 7, конец фазной обмотки 8 соединен с вторым выводом индуктивности

5. Значения сопротивлений конденсаторов

2 и 3 и индуктивности 5 0авны соответственно Х,, /3 Ио + Хо, Л Ro — Хо, где Хо— индуктивное сопротивление фаэной обмотки, R< — активное сопротивление фаэной обмотки.

Электропривод переменного тока (см. фиг. 2) содержит источник питания (однофазную сеть) 1, первый и в-,орой конденсаторы 2 и 3, повышающий трансформатор 4 с двумя вторичными обмотками, индуктивность 5, трехфазный асинхронный электродвигатель с тремя фазными обмотками 6-8, Цифрами 9, 10 и 11 обозначены конец первичной обмотки 12, конец второй вторичной обмотки 13 и начало первой вторичной обмотки 14 трансформатора 4.

2000649

Первичная обмотка 12 трансформатора

4 подключена к источнику питания 1, начало

11 первой вторичной обмотки 14 транформатора 4 подключено к первой обкладке конденсатора 2, вторая обкладка которого соединена с началом фазной обмотки 6, конец которой и начала фаэных обмоток 7 и 8 обт единены и подключены к концу 9 первичной обмотки 12 трансформатора 4, конец 10 второй вторичной обмотки 13 трансформатора 4 подключен к первому выводу индуктивности 5 и к первой обкладке конденсатора 3, вторая обкладка которого соединена с концом фазной обмотки 7, конец фазной обмотки 8 соединен с вторым выводом индуктивности 5, конец первой вторичной обмотки 14 трансформатора 4 соединен с началами второй вторичной 13 и первичной 12 обмоток трансформатора 4, Значения сопротивлений первого и второго конденсаторов и инруктивности равны соответственно Хо, Л Rp+ Хо, WRo — Хо, где

Хо — индуктивное сопротивление фаэной обмотки, Rp — активное сопротивление фазной обмотки.

Электропривод (см. фиг. 1) работает следующим образом, По фазной обмотке 6 (фаза А) протекает ток

Iд - 01/ где Хсг — емкостное сопротивление конденсатора 2;

U1 — напряжение между началом и средНИМ ВЫВОДОМ ВтОрИЧНО1м ОбМОтКИ траНСфОрматора 4.

При условии, что .Хр-Хсг, (1) ток

la - 0т/Ro, (2) а угол фазового сдвига в фазе А тр д - arctg (Xp — Хсг)/Rp 0 . (3)

С учетом (2) падение напряжения на обмотке 6 (фаза А):

Од - la /Й + хУo - U>/coop„(41

Ro Ro где соэф 2 г г

Ro+Xo гдЕ Zo - Ro + Хà — модул комплесно о сопротивления фазной обмотки.

По фазной обмотке 7 (фаза В) протекает ток

1в -0г/ где Хсз — емкостное сопротивление конленсатора 3; где XI S- индуктивное сопротивление индуктивности 5.

Угол фазового сдвига в фазе С ! рс - arctg (Хо + Xls)/Rp. (11)

При условии, что pc = 60, Х15 = W Ro Хо (12) учетом (12) выражение (10) примет

С

Uc =! с Zo= (0г/2йо) Zo = 0г/2cos р н, (13) Если0д=0в=Uc=0ф-U, где 0ф — фазное напряжение трехфаэной

U- напряжение источника питания 1, то иэ (4), (9) и (13) 01=0ô cosp;

0г = 0ф 2 cosтр, (14) 35

ИЗ (14) СлЕдуЕт, чтО 0г/01 = 2.

С учетом (14) из выражений (2), (8) и (13) IA - U1/Ro = 0ф.соэт//н/Rp =- 0ф/2о, )

1В = !с = Ог/2Ro = 0ф/Zo = !д. (15) 45

Таким образом, по статорным обмоткам

6-8(фаз А, В и С) протекают фазные токи!д, le и lc, равные фазным токам трехфазного асинхронного двигателя при его подключении к трехфазной сети. Токи Iд, Ie u lc протекают по фазным обмоткам 6, 7 и 8 соответственно, создавая на них падения напряжения. Ток 1д создает падение напряжения Ur = U, а токи Iв и 1с — напряжение

0в - Uc =-U, так как обмотки 7 и 8 включены магнитно-встречно с обмоткой 6. При этом ток 1д совпадает по фазе с напряжением U, ток le опережает напряжение (U) на 60о, ток

1с отстает от (-U) на 60 .

0г — напряжение между концом и средним выводом вторичной обмотки трансформатора 4.

Угол фазного сдвига в фазе В

5 трв = arctg (Хо — Хсз)/Ro, (6)

П ри ус л о в и и, что у - -60о, Хсз - /3 Ro+ Xp. (7)

С учетом (7) выражение (5) можно представить в виде

10 le - 0г/2Ro. (8)

Падение напряжения на обмотке 7

0в - lв Zo- 0г/2 cospн. (9)

По фазной обмотке 8 (фаза С) протекает ток

Iс = 0г/ (10) 2000649

45

55

Таким образом, токи !д - !в - Ic, и они создают симметричную систему токов. При этом в электродвигателе будет существовать вращающее магнитное поле. подобно вращающемуся магнитному полю при питании асинхронного электродвигателя от трехфазной сети.

Электропривод (см. фиг. 2) работает следующим образом.

В данном случае трансформатор 4 представляет собой автотрансформатор с двумя вторичными обмотками 13 и 14. Обмотка 13 соединена магнитно-согласно с первичной обмоткой 12 для получения напряжения Ог > U, а обмотка 14 соединена магнитно-ьстречно с первичной обмоткой

12 для получения напряжения U1 < U. Так как О2 = U + й. О t = - U -Л 1, U2 - 2U1, то Л 1

Д О!

Использование трансформатора 4 (см. фиг. 2) позволяет уменьшить число витков вторичной обмотки, т.е. уменьшить габариты устройства. Принцип работы электропривода на фиг. 2 совпадает с приниципом работы электропривода на фиг. 1.

В электродеигателе токи IA, !в и !с создают симметричную систему токов, поэтому в асинхронном электродвигателе будет существовать вращающееся магнитное поле, подобное вращающемуся магнитному полю при питании асинхронного электродвигателя от трехфазной сети, В результате применения предложенного электропривода обеспечивается квазитрехфазное включение фазных обмоток двигателя, что обеспечивает ту выходную мощность нэ валу, которая развивается трехфазным электродвигателем при его подключении к трехфазной сети: повышается коэффициент мощности и КПД электроприводэ за счет обеспечения резонансного режима работы; использование вместо повышающего трансформатора автотрансформатора улучшает массогабаритные показатели.

Формула изобретения

1. Электропривод переменноготока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, первый конденсатор и трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к источникупнтэния,отл ича ющийся тем,что в него дополнительно введены конденсатор, индуктивность, а трансформатор выполнен повышающим, вторичная обмотка котоин о . габженэ средним выводом, кото5

35 рый подключен к и рвай обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с началом первой фазной обмотки, конец которой и начала второй и третьей фазных обмоток объединены и подключены к первому крайнему выводу вторичной обмотки трансформатора, второй крайний вывод которой подключен к первому выводу индуктиености и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена с концом второй фазной обмотки, конец третьей фазной обмотки соединен со вторым выводом индуктивности, значения сопротивлений первого и второго конденсаторов и индуктивности, равны соответственно Х, 1/:ГRp+ Хр, V3 Ro — Xp, где Хо — индуктивное сопротивление фазной обмотки, Ro — активное сопротивление фазной обмотки.

2. Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, первый конденсатор и трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к источнику питания,отл ича ющийся тем, что е него дополнительно введены конденсатор, индуктивность, а трансформатор выполнен повышающим с двумя вторичными обмотками, начало первой вторичной обмотки трансформатора подключено к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с началом первой фазной обмотки, конец которой и начала второй и третьей фазных обмоток соединены и подключены к концу первичной обмотки трансформатора, конец второй вторичной обмотки трансформатора подключен к первому выводу индуктивности и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена с концом второй фазной обмотки, конец третьей фазной обмотки соединен с вторым выводом индуктивности, конец первой вторичной обмотки трансформатора соединен с началом второй вторичной и первичной обмоток трансформатора, значения сопротивлений первого и второго конденсаторов и индуктивности равны соответственно

Хо V3 Ро + Хо. VY Ро Хо где Хо- индуктивное сопротивление фазной обмотки;

R0 — активное сопротивление фазной обмотки.

2000649

Составитель И.Краснов

Техред М,Моргентал

Редактор А. Купрякова

Корректор E.Ïàïï

Заказ 3081

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101