Устройство для управления частотой вращения асинхронного двигателя с фазным ротором

 

ю (и) 554602

О0ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.68 (21) 1230840/07 с присоединением заявки № (51) М. Кл 2 H 02Р 7/62

Н 02К 17/00

Государстеенный ком итет

Совета Министров СССР (32) П р нор и те т 04.04.67 (31) WP 21с/123793 (33) ГДР

Опубликовано 15.04,77. Бюллетень № 14 (53) УДК 621.313.333.1 (088,8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 21.04.77 (72) Автор изобретения

Иностранец

Зигфрид Тамм (ГДР) Иностранное предприятие

Институт фюр Шиффбау, Росток (ГДР) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Изобретение относится к регулируемым электроприводам с асинхронными двигателями.

Известны устройства для управления частотой вращения асинхронных двигателей, содержащие преобразователь частоты со звеном постоянного тока, через который обмотка ротора связана с питающей сетью (1). Однако такие устройства имеют относительно низкий

КПД из-за двойного преобразования энергии (в выпрямителе и инверторе) и большие габариты и вес из-за наличия трансформатора между преобразователем частоты и сетью.

Известны также устройства для управления частотой вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащие в цепи ротора преобразователь частоты с непосредственной связью (2). Эти устройства также имеют значительные габариты и вес.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей устройства, а также повышение его коэффициента мощности. Это достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно снабжено управляемыми вентилями и гасящим устройством, причем каждая фаза обмотки ротора соединена с каждой фазой источника питания и с каждым зажимом гасящего устройства через пары встречно-параллельно соединенных управляемых вентилей.

Последовательно с каждой фазой ротора может быть включен дополнительный дроссель.

Принцип действия устройства основан на

5 том, что при периодическом коротком замыкании и размыкании ветвей обмотки ротора возможно управление мощностью скольжения.

Вентили, включенные между каждой ветвью обмотки ротора и сети, должны быть в равной

10 мере управляемыми в обоих направлениях, например можно использовать пары встречнопараллельно включенных управляемых вентилей. Это позволяет в любой момент времени замкнуть цепь тока между двумя любыми вет15 вями ротора или между двумя любыми ветвямп ротора и двумя любыми ветвями сети.

Если источником тока является одно- или многофазный источник переменного тока, в такт частоте этого источника тока произво2о дится переключение вентилей, обеспечивающих передачу энергии, направленной в источник тока. Короткое замыкание и размыкание ветвей ротора происходит с варьируемой частотой и свободно выбираемым отношением

25 времени замыкания к времени размыкания, вследствие чего достигается установка требуемой величины тока ротора двигателя. Гашение соответствующего короткозамыкающего вентиля происходит любым из известных споЗО сабо в.

554602

На чертеже дана электрическая схема описываемого устройства.

Статорная обмотка 1 трехфазного асинхронного двигателя 2 с контактными кольцами непосредственно соединена с сетью трехфазного тока. Фазы обмотки ротора 3 через дополнительные индуктивности 4 — 6 и встречно-параллельно соединенные управляемые вентили 7—

24 соединены с сетью трехфазного тока. Управляемые вентили 25 — 36 вместе с гасящим конденсатором 37 представляют собой гасящее устройство, которое позволяет в любое время принимать ток между двумя любыми выходными зажимами 38 — 40 фаз ротора и гасить два любых вентиля из вентилей 7 — 24, например 8 и 13, которые до гашения проводили ток.

При коротком замыкании на зажимах фаз ротора (например, на зажимах 38 и 39 через управляемые вентили 8 и 13), в обмотке ротора (и в соединенных последовательно с ней дросселях 4 и 5, если они имеются) накапливается электромагнитная энергия. При гашении одного из короткозамыкающих вентилей (например, вентиля 13) при помощи гасящего устройства и открывания вентиля, принадлежащего другой фазе сети 41, например вентиля 15, накопленная энергия отдается в сеть, поскольку напряжение на зажимах 38 и 39 резко возрастает. При этом накопленная энергия рекуперируется в источник без повышающего трансформатора.

Управляя вентилями, например, по принципу широтно-импульсного регулирования, можно реализовать различные характеристики двигателя.

Для подавления высших гармоник напряжения сети со стороны сети устанавливают конденсаторы 42 с малой индуктивностью.

Преимущество изобретения заключается в том, что оно позволяет осуществить емкостный

4 режим преобразователя в отношении сети без дополнительных затрат. Кроме того, возможна равномерная нагрузка всех вентилей. Асинхронный двигатель с контактными кольцами, 5 работающий в предлагаемом устройстве, при постоянном соотношении длительностей замкнутого и разомкнутого состояний вентиля, замыкающего накоротко фазы обмотки ротора, имеет механическую характеристику, подоб10 ную характеристике двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.

Изобретение позволяет регулировать частоту вращения нескольких асинхронных двигателей с роторами с контактными кольцами

I5 при помощи одного общего устройства.

Формула изобретения

20 1. Устройство для управления частотой вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее управляемые вентили, подключенные к многофазному источнику питания и обмотке ротора, отличающееся

25 тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, оно дополнительно снабжено управляемыми вентилями и гасящим устройством, причем каждая фаза обмотки ротора соединена с каждой фазой источника питания и с

30 каждым зажимом гасящего устройства через пары встречно-параллельно соединенных управляемых вентилей.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что последовательно с каждой фазой ро35 тора включен дополнительный дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. Б. Онищенко «Асинхронный вентильный каскад», М., «Энергия», 1967, стр. 14 — 15.

40 2. Г. Б. Онищенко «Асинхронный вентильный каскад», М., «Энергия», 1967, стр. 28.

554602

Составитель А. Санталов

Корректор Л. Брахнина

Редактор А. Пейсоченко Техред А. Камышникова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 783/15 Изд. № 350 Тираж 9!4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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