Способ пуска асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных двигателей с пониженным пусковым током. Технический результат - снижение пускового тока путем предварительного включения обмотки в сеть по схеме треугольника с последующим переключением на две звезды, при этом переключение осуществляется без изменения числа пар полюсов статорной обмотки и без разрыва соединений фазных обмоток. Данный технический результат достигается как за счет самой схемы соединений, так и за счет увеличения индуктивного сопротивления статорной обмотки при соединении фаз в треугольник. Предлагается способ пуска асинхронного двигателя путем переключения трехфазной статорной обмотки, при осуществлении которого, согласно данному изобретению, в фазы двухполюсной обмотки входят однотипные две катушечные группы с первой по шестую, в фазы четырехполюсной обмотки входят две пары катушечных групп с первой по шестую, в фазы шестиполюсной обмотки входят три тройки катушечных групп с первой по шестую, при этом осуществляют изменение ширины фазной зоны со 120 электрических градусов на 60 электрических градусов посредством переключения обмоток с треугольника на две звезды с образованием нулевой точки от середины треугольника без изменения числа полюсов и без разрыва соединений фазных обмоток. 7 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве асинхронных двигателей с уменьшенным пусковым током.

Известен способ пуска асинхронного двигателя путем переключения статорной обмотки со звезды на треугольник. Для этой цели асинхронные двигатели выпускают на напряжение 380(Δ)/660(Y) В. При таком способе пуска, по сравнении с прямым пуском, пусковой ток в сети уменьшается практически в три раза (см. стр.570: рис.28.1г; Вольдек А.И. Электрические машины / Учебник. Л.: Энергия, 1978. - 832 с. ил.).

Недостаток способа в том, что пропорционально изменению пускового тока снижается практически в 3 раза и пусковой момент двигателя, а также в сложной схеме переключений обмотки с разрывом соединений фазных обмоток.

Известен способ пуска трехфазного электродвигателя переменного тока (см. пат. №2415507, опубл. 27.03.2011. Бюл. №9, взятый авторами за прототип).

В известном способе пуска трехфазного электродвигателя переменного тока включающем соединение статорных обмоток двух электродвигателей попарно-последовательно по схеме «общая звезда» и подачу на вход полученного электрического соединения номинального напряжения, после разгона электрическое соединение статорных обмоток указанных электродвигателей разрывают, а в схему: «общая звезда» или «общий треугольник» соединяют статорную обмотку пускаемого электродвигателя и разгоняют его до рабочей скорости.

Недостаток способа в том, что для пуска применяются два двигателя соизмеримой мощности, при этом в зависимости от нагрузки пускаемого двигателя изменяется падение напряжения на обмотках заторможенного двигателя, что приводит к разной величине пускового тока и пускового момента, а переключение сопровождается разрывом соединений фазных обмоток.

Техническим результатом изобретения является снижения пускового тока асинхронного двигателя и улучшение его эксплуатационных характеристик за счет переключения статорной обмотки без разрыва соединений фазных обмоток.

Поставленная задача достигается тем, что в способе пуска асинхронного двигателя путем переключения трехфазной статорной обмотки, в фазы двухполюсной обмотки которой входят однотипные две катушечные группы с первой по шестую, в фазы четыреполюсной обмотки входят две пары катушечных групп с первой по шестую, в фазы шестиполюсной обмотки входят три тройки катушечных групп с первой по шестую, осуществляют изменение ширины фазной зоны со 120 электрических градусов на 60 электрических градусов посредством переключения обмоток с треугольника на две звезды при постоянной индукции в воздушном зазоре с образованием нулевой точки от середины треугольника без изменения числа пар полюсов и без разрыва соединений фазных обмоток.

Новизна заявляемого технического решения достигается за счет того, что для снижения пускового тока асинхронного двигателя с однотипными катушечными группами с первой по шестую, осуществляют изменение ширины фазной зоны со 120 электрических градусов на 60 электрических градусов посредством переключения обмоток с треугольника на две звезды при постоянной индукции в воздушном зазоре с образованием нулевой точки от середины треугольника без изменения числа пар полюсов и без разрыва соединений фазных обмоток.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.

На фигурах 1 и 2 показано направление токов в сторонах катушек шести катушечных групп двухслойной двухполюсной статорной обмотки, схема соединений катушечных групп и фаз в треугольник, вид магнитодвижущей силы (МДС) обмотки и диаграмма Гергеса. На фигурах 3 и 4 показано направление токов в сторонах катушек катушечных групп обмотки при соединении фаз в две звезды, схема соединений катушечных групп и фаз в две звезды, МДС обмотки и диаграмма Гергеса. Фигуры 5-7 иллюстрируют схемы, реализующие способ пуска асинхронных двигателей с разным числом пар полюсов обмотки.

Согласно фигуре 1 двухслойная двухполюсная статорная обмотка для реализации способа содержит 1-6 катушечных групп (стороны катушек фазы А обозначены квадратами, фазы В треугольниками, фазы С кругами, а направление токов в сторонах катушек показано точками и плюсами). Ширина фазной зоны составляет 120° (обмоточный коэффициент kобΔ=0,80).

В сеть включены выводы обмотки 7, 9, 11, а выводы 8, 10, 12 свободны. Согласно фигуре 2 МДС содержит нечетные и четные гармоники (таблица 1), что увеличивает дифференциальное рассеяние, следовательно, и индуктивное сопротивление статорной обмотки. МДС построена для момента времени, когда ток в фазе A имеет максимальное значение. Наиболее выраженные первые четные высшие гармоники ν (таблица 1) не оказывают заметного отрицательного действия на пуск двигателя.

Таблица 1
Относительные амплитуды гармоник МДС
ν 1 2 4 5 7 8 10 11 13
F/Fm 1 0,133 0,0571 0,011 0,0058 0,0152 0,006 0,01 0,008

Качество МДС оценивают по величине коэффициента дифференциального рассеяния, а его значение определяют по диаграмме Гергеса. При соединении фаз в треугольник (фигура 2) радиус Rp основной гармоники МДС при условных Z=72 сторонах катушек (р - число пар полюсов)

R p = Z k о б 2 π p = 72 0,80 2 3,1416 1 = 9,1648

полярный момент инерции пазовых точек диаграммы Гергеса

R d 2 = [ 2 ( 10 2 + 1 2 2 10 1 cos 120 ° ) + 2 ( 7 2 + 1 2 2 7 1 cos 120 ° ) + + 2 ( 5 2 + 5 2 2 5 5 cos 120 ° ) + 2 ( 7 2 + 4 2 2 7 4 cos 120 ° ) + + 2 ( 9 2 + 3 2 2 9 3 cos 120 ° ) + 2 ( 3 2 + 6 2 2 3 6 cos 120 ° ) ] / 12 = = ( 222 + 114 + 150 + 186 + 234 + 126 ) / 12 = 86

и значение коэффициента дифференциального рассеяния

τ = R 2 R р 2 1 = 86 9,1648 2 1 = 0,024 .

Согласно фигуре 3 ширина фазной зоны равной 60° (kобYY=0,924). В сеть по-прежнему включены выводы 7, 9, 11, а выводы 8, 10, 12 образуют нулевую точку. Согласно фигуре 4 МДС не содержит заметных амплитуд высших гармоник, что определят малое индуктивное сопротивление обмотки. Для этой схемы:

R p = Z k о б 2 π p = 72 0,924 2 3,1416 1 = 10,5832 ;

R d 2 = [ 2 ( 7 2 + 5 2 2 7 5 cos 120 ° ) + 2 ( 9 2 + 3 2 2 9 3 cos 120 ° ) + + 2 ( 10 2 + 1 2 2 10 1 cos 120 ° ) ] / 6 = 112,3333 ;

τ 0 = R 2 R р 2 1 = 112,3333 10,5832 2 1 = 0,00294 .

Реализация заявляемого способа поясняется обмотками на фигурах 5-7. Согласно фигурам 5-7 в фазы двухполюсной обмотки входят две катушечные группы 1 - 2; 5 - 6; 3 - 4, в фазы четырехполюсной обмотки входят две пары катушечных групп 1, 1′ - 2, 2′; 5, 5′ - 6, 6′; 3, 3′ - 4, 4′, в фазы шестиполюсной обмотки входят три тройки катушечных групп 1, 1′, 1″ - 2, 2′, 2″; 5, 5′, 5″ - 6, 6′, 6″; 3, 3′, 3″ - 4, 4′, 4″.

Способ пуска асинхронного двигателя реализуется следующим образом: при включении в сеть выводов 7, 9, 11 фазные обмотки соединены в треугольник, а после разбега двигателя и замыкании выводов 8, 10, 12 фазные обмотки образуют две звезды. При включении двигателя в сеть 380 В соотношение витков на фазу w, потоков Ф и индукций в воздушном зазоре Bδ (U - фазное напряжение) при переключении обмотки с треугольника на две звезды определяется:

w Δ w Y Y = U Δ k о б Y Y Ф Y Y U Y Y k о б Δ Ф Δ = 380 0,924 Ф Y Y 220 0,80 Ф Δ = 2 ;

Ф Δ Ф Y Y = 1 ;

B δ Δ B δ Y Y = 1 .

При переключении пусковой ток уменьшается в 1,73/2 раза за счет самой схемы Δ/YY и в еще большей степени за счет изменения индуктивного сопротивления статорной обмотки. Согласно расчетам, при том же шаге обмотки, что и у стандартных двигателей средней и большой мощности, пусковой ток уменьшается на 1/3, а неизменная индукция определяет изменение пускового момента двигателя пропорционально изменению пускового тока.

Таким образом, способ пуска асинхронного двигателя переключением статорной обмотки по схеме Δ/YY является простейшим в реализации, осуществляется без изменения числа пар полюсов статорной обмотки и без разрыва соединений фазных обмоток.

Способ пуска асинхронного двигателя переключением трехфазной статорной обмотки, отличающийся тем, что в фазы двухполюсной обмотки входят однотипные две катушечные группы с первой по шестую, в фазы четырехполюсной обмотки входят две пары катушечных групп с первой по шестую, в фазы шестиполюсной обмотки входят три тройки катушечных групп с первой по шестую, осуществляют изменение ширины фазной зоны со 120 электрических градусов на 60 электрических градусов посредством переключения обмоток с треугольника на две звезды при постоянной индукции в воздушном зазоре с образованием нулевой точки от середины треугольника без изменения числа пар полюсов и без разрыва соединений фазных обмоток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах прачечных машин. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства, обеспечивая вращение якоря асинхронного электродвигателя в прямом и в обратном направлениях, плавно набирая в заданное время заданную скорость вращения асинхронного электродвигателя при разгоне и плавно снижая в заданное время при торможении.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для реализации плавного пуска асинхронных тиристорных электроприводов общепромышленного назначения, применяемых для привода вентиляторов, компрессоров, насосов, транспортеров и др.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах запуска нагрузки такой, как электродвигатель. Техническим результатом является понижение пульсирующего тока в сглаживающем конденсаторе даже при ШИМ управлении инвертором в режиме двухфазной модуляции.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронном электроприводе. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей. .

Изобретение относится к устройствам широкополосного преобразования частоты, ведомых сетью, и может быть использовано в электроприводе для управления скоростью асинхронных электродвигателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронном электроприводе для плавного пуска, динамического торможения. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах асинхронного электропривода с фазным ротором, содержащим пусковые индукционные резисторы в цепи ротора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в разных областях промышленности, где необходимо плавное механическое регулирование технологических процессов в широком диапазоне.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для мощных и сверхмощных приводов газовых компрессоров для приводов насосов и других типов приводов сверхмощного оборудования.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве вентильных автономных асинхронных генераторов автономных электростанций.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. Технический результат - расширение области применения многофункциональных автономных асинхронных генераторов, позволяющее изменять мощность генератора и подключать нагрузку на разное напряжение.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах автономных электростанций. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении энергоэффективности асинхронного генератора путем выполнения частей фазных обмоток проводом разного сечения.

Изобретение относится к автоматическому комбинированному микропроцессорному регулятору температуры тепловой машины с электрическим приводом вентилятора. Регулятор содержит датчик температуры тепловой машины, датчик мощности тепловой машины и датчик температуры охлаждающего воздуха, вентилятор охлаждения, управляющее устройство привода вентилятора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветродвигателей и/или гидродвигателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники, касается механизмов перегрузочного оборудования и может быть использовано для совершения полезной работы по перемещению груза: барабанами спускоподъемных лебедок или ленточных транспортеров, катками тележек и кранов как в судовых, так и в береговых условиях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. .

Изобретение относится к области электротехники и электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками. Предлагаемая совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2, с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1 выполнена с шагом у=1-10 и 6 содержит катушек, при этом число mз витков нечетных катушек и число mтр витков четных катушек удовлетворяет отношению m   / т р m   = з 3 . Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в увеличении удельной мощности асинхронных машин при одновременном обеспечении снижения их материалоемкости, уровня шумов и вибраций. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных двигателей с пониженным пусковым током. Технический результат - снижение пускового тока путем предварительного включения обмотки в сеть по схеме треугольника с последующим переключением на две звезды, при этом переключение осуществляется без изменения числа пар полюсов статорной обмотки и без разрыва соединений фазных обмоток. Данный технический результат достигается как за счет самой схемы соединений, так и за счет увеличения индуктивного сопротивления статорной обмотки при соединении фаз в треугольник. Предлагается способ пуска асинхронного двигателя путем переключения трехфазной статорной обмотки, при осуществлении которого, согласно данному изобретению, в фазы двухполюсной обмотки входят однотипные две катушечные группы с первой по шестую, в фазы четырехполюсной обмотки входят две пары катушечных групп с первой по шестую, в фазы шестиполюсной обмотки входят три тройки катушечных групп с первой по шестую, при этом осуществляют изменение ширины фазной зоны со 120 электрических градусов на 60 электрических градусов посредством переключения обмоток с треугольника на две звезды с образованием нулевой точки от середины треугольника без изменения числа полюсов и без разрыва соединений фазных обмоток. 7 ил., 1 табл.

Наверх