Электропривод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ р1>,748768 (б!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030278 (21) 2579174/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150 7.80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 150780 (51)М. Кл.2

Н 02 P 7/76

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. . 718 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.А.Фокин, В.A.×èêèíà и А.И.Адаменко

Запорожский машиностроительный институт им. В.Ч.Чубаря (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости в промышленных электроприводах переменного тока.

Известен электропривод переменного тока, содержащий один или два асинхронных двигателя с общим валом, статоры которых подключены к трансформаторам, соединенным со входом выпрямителя, шунтируемого тиристором (11 и (2), Недостатком известных устройств является недостаточная надежность в связи с прерывистым характером тока, проходящего через обмотки двигателя и трансформаторов и значительными перенапряжениями на элементах схемы устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования скорости асинхронного двигателя, содержащее два трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно, а вторичные обмотки подключены соответственно к началам и концам обмоток статора двигателя и ко входам двух выпрямителей, шунтируемых последовательно соединенными тиристором и дросселем, подключенные к коммутирующим конденсаторам j3)

Недостатком этого устройства являются низкие энергетические пока5 затели и незначительный диапазон регулирования скорости.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей привода и расширение диапазона регулирования скорости вращения.

Поставленная цель обеспечивается тем, что в электроприводе, содержащем два механически связанных между собой асинхронных двигателя с раз15 ным числом пар полюсов, два трехфазных трансформатора, одни выводы первичной обмотки первого трансформатора подключены к источнику переменного тока, вторичные обмотки указанно20 го трансформатора соединены в звезду, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, выход каждого выпрямителя шунтирован последовательно соединенными тиристором и

25 дросселем, два коммутирующих конденсатора, один иэ которых включен между катодами, а другой — между анодами тиристоров, причем одни выводы первичной обмотки второго трансфор30 матора соединены с выводами обмотки

748768

15

45 статора асинхронного двигателя с меньшим числом пар полюсов, другие выводы обмотки ?ста?т?о? "ра указанного двйг?ателя "связаны со входом первого выпрямителя, другие выводы первичной обмотки первого трансформатора соединены со входом первого выпрямителя, а свободные выводы вторичной обмотки этого же трансформатора со ."?динены со входом второго выпрямителя и со свободными выводами первич ной обмотки второго трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с обмотками статора асинхронного двигателя с большим числом пар полюсов.

На чертеже представлена блок-схема электропривода..-;,Трансформатор 1 содержит первичную обмотку 2, началом подключенную к источнику переменного тока, и вторичную обмотку 3, конец обмотки 2 трансформатора 1 соединен с началом обмотки статора первого двигателя 4, а конец его обмотки соединен с нача- 25 лом первичной обмоткй 5 трансформатора б, вторичная обмотка 7 кото- рого подключена к обмоткам 8 статора двигателя, имеющего механическую связь своего ротора 9 с ротором 10 двигателя 4, выпрямитель 11, выполненный по трехфазной мостовой схеме, входом соединен с началом обмоток статора двигателя 4, "а выхбдом закорочен последовательно соединенными тиристором 12 и дросселем 13, выпрямитель 14 входом соединен с концом первичной обмотки 5 трансформатора б, а выходом закброчен последователь- . но соединенными тиристором 15 и дросселем 16, коммутирующий конден- 40 сатор 17, соединяющий катоды тиристоров 12, 15, и коммутирующий" конденсатор 18, соедийяющ? ий аноды тиристоров 12, 15.

При работе устройства имеет место - поочередное цикли?Че? "с?кое -отпирание шунтирующих тиристоров 12, 15 на выходе выпрямителей 11, 14 и их"пооче?р?едное циклическое запирание об- 5О ратными напряженйями коммутирующпх конденсаторов 17, 1 8, что приводит к"-поочередному переходу от подключЖи?я к источнику " йеременного тока

-первичной обмотки 2 трансформатора 1

К закбрачиванию вторичной обмотки 3 этого трансформатора и переходу трансформатора "напряжения к режиму трансформатора тока., а также к цикличе?скойуиэменению на сто восемьдесят градусов начальной фазы напряжения фо, "на последовательном соединении статорной обмотки первого асинхронного двигателя 4.и первичной обмоткой 5 трансформатора 6, вследствие чего несинусоидальное напряжение на этом $5 соединении для одной из фаз выражается следующей зависимостью.

?р

" Sit(2S.1) >

"4Щ $. "m 2S+ бп(Ы Л )ф

$=-n где (d,ß вЂ” угловые частоты источника переменного тока и циклов коммутации тиристоров, U — амплитуда фазного напряжения °

Напряжения на других фазах соединения обмотки статора двигателя 4 с первичной обмоткой 5 трансформатора 6 отличаются от описанного выше сдвигом по фазе на третью часть периода источника переменного тока.

Для исключения субгармонических слагаемых в выходном напряжении работа устройства, производится в области частот циклов коммутации, превышающих частоту источника переменного тока.

В этом случае частота основной составляющей выходного напряжения выражается разностью частоты источника переменного тока и частоты циклов коммутации, а частота равной с ней по амплитуде спектральной составляющей — суммой указанных выше частот.

Обе рассматриваемые составляющие выходного напряжения образуют в воздушном зазоре одного и того же дви|гателя вращающиеся магнитные поля взаимно обратных направлений вращения, Под воздействием двигательного электромагнитного момента, образованного вращающимся магнитным полем основной составляющей выходного на-. пряжения разностной частоты источника переменного тока и циклов коммутации, ротор 10 первого асинхронного двигателя 4 будет вращаться в направлении вращения этого магнитЙогб поля, обусловленного основной составляющей выходного напряжения, при этом вращающееся магнитное поле от составляющей, частота которой выражается суммой частоты источника переменного тока и частоты циклов коммутации, обусловит тормозной электромагнитный момент на роторе того же двигателя. В этом случае схема замещения роторной цепи первого двигателя с ротором 10 и статорной обмоткой двигателя 4 будет выражаться для основной составляющей выходного напряжения разностной частотой — последовательным соединением относительно небольшого индуктивного сопротивления рассеяния с весьма значительным активным сопротивлейием, величина которого выражается отношением приведенного активного сопротивления ротора на очень малое значение скольжения при двигательном режиме работы, а для состав

748768

Формула изобретения,ляющей выходного напряжения .суммар ной частоты — последовательным соединением индуктивного сопротивления рассеяния ротора с очень малым активным сопротивлением, величина которого выражается отношением приведенного активного сопротивления ротора на весьма значительную величину скольжения при тормозном режиме работы такой машины.

Вследствие этого практически вся основная составляющая несинусоидального выходного напряжения разностной частоты будет приложена к статорной обмотке первого асинхронного двигателя 4, а к последовательно соединенной первичной обмотке 5 трансформатора 6 — лишь незначительная ее часть. Поэтому во вторичной обмотке

7 трансформатора 6 наводятся преимущественно остальные составляющие напряжения, наибольшая из которых 20 имеет частоту, выражаемую суммой частоты источника переменного тока и частоты циклов коммутации, поскольку статорная обмотка 8 второго асинхронного двигателя получает питание от 25 вторичной обмотки 7, то составляющая напряжения с суммарной частотой источника переменного тока и циклов коммутации будет приложена к статорной обмотке 8 второго асинхронного Эо двигателя. Выбором чередования фаз, статорной обмотки 8 второго асинхронного двигателя при соединении ее со вторичной обмоткой 7 трансформатора

6 можно добиться вращения магнитного 35 поля этого двигателя согласованным с направлением вращения магнитного поля, создаваемого статорной обмоткой двигателя 4. При жестком соединении роторов этих двигателей они будут развивать электромагнитные вращающие моменты в одйом и том же направлении, С целью приближения скоростей вращения магнитных полей, развиваемых различными двигателями, необходимо выбрать число полюсов статорной обмотки 8 второго асинхронного двигателя значительно большим числа полюсов статорной обмотки первого асинхронного двигателя 4. При coarIaдении отношения суммы частот источника переменного тока и циклов коммутации к их разности с отношением чисел полюсов двигателей, к статорным обмоткам которых приложены составляющие напряжения этих частот, синхрон- 55" алые скорости вращения полей этих двига елей совпадают и устройство работает в условиях приближения к наименьшим суммарным потерям.

Таким образом в устройстве при 60 поочередной коммутации тиристоров 12 и 15 с частотой, большей частоты источника переменного тока, и поочередном подключении обмоток статоров двигателей к обмоткам трансформаторов

1 и 6 достигается повышение энергетических показателей привода в широком диапазоне регулирования скорости в связи с тем, что электромагнитный момент на валу двигателей выражается суммой моментов каждого двигателя, тогда как в известном устройстве он выражается разностью моментов.

Электропривод, содержащий два механически связанные между собой асинхронных двигателя с разным числом пар полюсов, два трехфазных трансформатора, одни выводы первичной обмотки первого трансформатора подключены к источнику переменного тока, вторичные обмотки указанного трансформатора соединены в звезду, два трехфазных выпрямителя, вынолненных по мостовой схеме, выход каждого выпрямителя шунтирован последовательно соединенными тиристором. и дросселем, два коммутирующих конденсатора, один из которых включен между катодами, а другой — между анодами тиристоров,причем одни выводы первичной обмотки второго трансформатора соединены с выводами обмотки статора асинхронного двигателя с меньшим числом пар полюсов, другие выводы обмотки статора указанного двигателя связаны со входом первого выпрямителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения энергетических показателей привода и расширения диапазона регулирования частоты вращения, другие выводы первичной обмотки первого трансформатора соединены со входом первого .выпрямителя, а свободные выводы вторичной обмотки этого же трансформатора подключены ко входам второго выпрямителя и к свободным выводам первичной обмотки второго трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с обмотками статора асинхронного двигателя с большим числом пар полюсов. б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Великобритании 91491035, кл. Н 2 Х 1977.

2. Зусман B.Ã. и др; Автоматизация позиционных электроприводов.

М., "Энергия", 1970, с. 83-86.

3. Авторское свидетельство СССР

Р470046, кл. И 02 М 5/27, 1973.

748768

Составитель В.Боев

Техред M.ÊÓçüìà

Редактор Г.Волкова

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4382/20 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4!

Е1