Асинхронный вентильно-машинный каскад

 

О П И С А Н И Е нi1 5I6167

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.70 (21) 1604482/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 19.08.7G (51) .Ч. Кл. - Н 02Р 7/78

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР кв делам нзвбретений и вткрытнй (53) УДК 621.316.71 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. П. Бочаров и А. И. Винник (71) Заявитель

Донецкий государственный проектно-конструкторский и экспериментальный институт комплексной механизации шахт (54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЪНО-МАШИННЫЙ КАСКАД

Изобретение относится к области электротехники, а именно к асинхронным вентильномашинным каскадным электроприводам, работающим на принципе использования энергии скольжения и регулирующим скорость вращения при помощи противо-э.д.с. в контуре постоянного тока. Оно предназначается для использования в качестве привода промышленных вентиляторов большой мощности. Известны асинхронные машино-вентильные кас- 10 кадные электроприводы (1), которые в последние годы широко применяются на механизмах с вентиляторной механической характеристикой. Такие электроприводы имеют приводной асинхронный электродвигатель с фазовым ротором, присоединенный к питающей сети, неуправляемый выпрямитель, соединенный с роторной цепью асинхронного двигателя, агрегат постоянной скорости, состоящий из синхронной машины, присоединенной к питаю- 20 щей сети, с валом которой механически связана машина постоянного тока. Якорная цепь машины постоянного тока присоединена к неуправляемому выпрямителю на стороне постоянного тока. Изменением э.д.с. якорной це- 25 пи регулируется и устанавливается необходимая скорость вращения приводного асинхронного электродвигателя с фазовым ротором.

Энергия скольжения, поступающая в роторную цепь, возвращается в питающую сеть. 30

Однако из-за потерь энергии в выпрямителе и якорной цепи машины постоянного тока верхний предел скорости вращения, который можно достичь в указанном каскадном регулируемом электроприводе, как правило, ниже номинальной скорости асинхронного приводного двигателя.

Наиболее близким техническим решением является известная система управления электродвигателем (2), содержащая асинхронный двигатель с фазовым ротором. неуправляемый выпрямитель, регулируемый трансформатор, две машины постоянного тока. Недостатками этой системы являются осуществление регулирования скорости вращения асинхронного двигателя только ниже номинальной скорости. отсутствие возможности для его синхронизации. Система управления не содержит элементов, с помощью которых можно было бы разогнать электропрнвод до подсинхронной скорости и подать в роторную обмотку постоянный ток для возбуждения.

Кроме того, применение этой системы уп равления в приводе вентиляторов большоь мощности приводит к недостоточному использованию пх технических возможностей. Система управления не имеет также элементов, способствующих улучшению коэффициента мощности.

516167

Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Указанная цель достигается тем, что в предложенном асинхронном машино-вентильном каскаде в фазы роторного выпрямительного моста между анодной и катодной группами введен выключатель, два выводных конца обмотки ротора асинхронного двигателя присоединены к выключателю со стороны анодной группы, а третий — со стороны групп вентилеи катодной группы, или наоборот.

Введение автоматического выключателя в сочетании с указанным присоединением выводных концов обмотки ротора позволяет при разгоне привода до подсинхронной скорости размыканием выключателя осуществить синхронизацию асинхронного двигателя, что существенно повышает скорость вращения вентилятора. Синхронизация асинхронного двигателя дает возможность улучшения коэффициента мощности каскада.

На чертеже изображена схема описываемого асинхронного вентильно-машинного каскада. Каскад состоит из асинхронного двигателя 1, в роторную цепь которого включен неуп ра вляемыи выпрямительный мост 2, между анодной и катодной группами которого подсоединен выключатель д. При этом два выводных конца роторной обмотки асинхронного двигателя подсоединены к выключателю со стороны анодной группы, а третий — со стороны катодпой. Нагрузкой упомянутого выпрямительного моста являются две последовательно соединенных машины постоянного тока 4 и 5, одна из которых механически связана с валом синхронной машины 6, а другая— с валом асинхронного двигателя 1.

В период пуска и разгона машины 4, 5 и

6 работают по системе генератор — двигатель.

Машина 5, являясь генератором постоянного тока, питает через выпрямительный мост 2, включенный в силовую цепь в проводящем направлении, машину 4. Так как падение напряжения на вентилях выпрямителя, включенного в прямом направлении мало, его включение последовательно в силовую цепь машин не оказывает существенного влияния на пуск привода, В период,разгона за счет регулирования тока в обмотке возбуждения в машине 5 создается плавно возрастающая э,д.с, (полярность указана в скобках) и двигатель 1, статор которого на период пуска отключен от питающей сети, плавно разгоняется до необходимой скорости.

На машине 4 возбуждение остается постоянным, так как ток возбуждения в обмотке возбуждения не меняется.

После разгона до необходимой скорости, за счет изменения направления тока в обмот5

60 ке возбуждения меняется полярность э.д.с. машины 5 (полярность указана без скобок) и устанавливается такой, чтобы суммарная э.д.с. машин 4,и 5 (против э.д.с.) была .несколько большей выпрямленной э.д.с. ротора на данной скорости. После этого статор двигателя 1 подключается к питающей сети, чем и заканчивается разгон.

В дальнейшем по мере необходимости изменением величины и направления тока возбуждения в обмотке возбуждения машины постоянного тока 5 устанавливается необходимая промежуточная скорость каскадного привода или максимальная скорость.

В период подхода к максимальной скорости и в процессе работы на ней машина 5 работает как генератор через мост 2 в проводящем направлении. Во всех описанных периодах работы выключатель 3 замкнут.

После выхода на максимальную скорость производится размыкание выключателя 3.

При этом ротор получает питание постоянным током от машин 4 и 5, чем обеспечивается перевод двигателя 1 в синхронный режим работы. В дальнейшем асинхронный двигатель 1 работает как синхронный и совместно с машиной 4 отдает мощность на вал вентилятора, Внедрение данного каскада в промышленность позволит получить большой экономический эффект за счет повышения производительности вентилятора и повышения коэффициента мощности привода.

Формула изобретения

Асинхронный вентильно-машинный каскад, содержащий асинхронный двигатель, в роторную цепь которого включен неуправляемый выпрямительный мост, нагрузкой последнего являются две последовательно соединенные машины постоянного тока, одна из которых механически соединена с асинхронным двигателем, а другая — с синхронной машиной, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения

cos cp, между анод ной и катодной группами упомянутого выпрямительного моста введен выключатель, при этом два выводных конца роторной обмотки асинхронного двигателя подсоединены к нему со стороны анодной группы, а третий — со стороны катодной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1) Сандлер А. С. (Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей» М., Энергия, 1966, с. 157. (2) Патент Хе 941163, кл. Н 02р, 1962, Англия.

516167

ПЦЯд ЩЩ gP777q g Ра исгю птЕ ЕННСгв П аКа

Составитель Т. Васильева

Техред Т. Курилко

Редактор В. Девятов

Корректор А. Дзесова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1847718 Изд. № 1427 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5