Двухдвигательный электропривод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130778 (21) 2643274/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 300780 Бюллетень N9 28

Дата опубликоваиияописаиия 300780 5цМ. КЛ.а

H 02 P 7/74

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 62 l. 313.

° 333 ° 072.9 (088 8) (72) Авторы изобретения

А.П.Богословский, Л.М.Булатов, A,Ã.ÿóðå и Л,Б.Масандилов (71 ) Заявитель (5 4 ) дВУХдВИГАТЕЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОд

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания асинхронного электропривода производственных механиэмов, например механизмов грузоподъемных ма;вин .

Известен двухдвигательный электропривод, содержащий два асинхронных двигателя, причем статор одного из to двигателей. подключен к сети переменного тока, а статор второго двигателя подключен к сети постоянного тока, что реализуется с помощью соединенного с сетью переменного- то- i5 ка выпрямителя и подключенного к его выходу резистора, величина которого подбирается исходя из обеспечения требуемой величины постоянного тока в цепи статора второго двигателя. 20

Такая схема обеспечивает жесткую механическую характеристику электропривода в области малых скоростей, что позволяет получить стабильную работу двигателя при малых скоростях 25 в случае изменения нагрузки иа валу

МНедостаток этого электропривода заключается в повышенных потерях в обмотках двигателей при работе на ма-3g лых скоростях. Действительно, по обмоткам статора второго двигателя протекает постоянный ток, величину которого приходится выбирать достаточно большой для получения требуемых тормозных моментов, причем величина этого тока при изменениях нагрузки на валу (в том числе и в случае, когда нагрузка iравна нулю) t поддерживается неизменной

Цель изобретения — уменьшение потерь энергии в электродвигателях.

Поставленная цель достигается тем, что в двухдвигательный злектропривод, содержащий два асинхронных электродвигателя с Фазным ротором, статорная обмотка первого из которым подключена к сети переменного тока, а два вывода статорной обмотки второго порознь подключены к одному иэ выводов резистора и выпрямителя, входом подключенного к сети переменного тока, дополнительно введен соединенный входом с роторной обмоткой первого электродвигателя выпрямитель, выход которого зашунтирован дополнительно введенным резистором и соединен одним выводом с одноименным выводом перво«,752 726 го выпрямителя, а другим — co вторым выводом основного резистора.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — механические характеристики электропривода.

В устройстве статор асинхронного двигателя 1 подключен к сети переменного тока, а статор асинхронного двигателя 2 — к выходу выпрямителя 3 через последовательно соединенные резистор 4 и выход выпрямителя 5, параллельно которому включен резистор 6.

Выходы выпрямителей 3 и 5 включены навстречу друг другу. Вход выпрямителя 3 соединен с сетью переменного тока, а вход выпрямителя. 5 — с ротором двигателя 1. К ротору двигателя 2 присоединены резисторы 7 °

На фиг. 2 приведены следующие ме-. ханические характеристики: реостатная характеристика об для двигателя

1,соответствующая открытому выпрямителю 5 и закрытому выпрямителю 3, когда токи в статоре двигателя 2 равны нулю; характеристика динамического торможения тле для двигателя 2,. соответствующая открытому выпрямителю 3 и закрытому выпрямителю 5, когда токи.в роторе двигателя равны нулю; характеристикаазксИ двигателя

1, получающаяся при работе его в схеме, приведенной на фиг. 1; характеристикаг с е двигателя 2, получающаяся при работе его в схеме, представленной на фиг. 1; результирую щая характеристика ес9ид б двухдвигательного электропривода для схемы, показанной на фиг. 1.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может работать в одном из трех режимов.

В первом режиме выпрямитель 3 закрыт, а выпрямитель 5 открыт. При этом момент двигателя 2 равен нулю, а двигатель 1 работает на реостатной характеристике об 6

Во втором режиме выпрямители 3 и 5 открыты, в третьем режиме выпрямитель 3 открыт, а выпрямитель 5 закрыт, В этом случае момент двигателя

1 равен нулю, а двигатель 2 работает на характеристике динамического торможения ъде

Работа схемы в одном из трех указанных режимов определяется величинами .напряжений U и Оав на выходе выпрямителей 3 и 5 соответственно.

При этом 0 1 постоянно, а Ос) двигателя 1 возрастает с увеличением скольжения двигателя, поскольку, вход выпрямителя 3 подключен к сети с постоянным напряжением, а вход выпрямителя 5 — к ротору двигателя 1, напряжение которого возрастает с увеличением скольжения. Следовательно, режим работы схеьы,показанной на фиг. 1 определяется величиной скольжения двигателя 1, т.е. скоростью вала электропривода.

Если скольжение двигателя 1 достаточно велико, то схема работает в первом режиме и ток в резисторе 6 протекает только от выпрямителя 5.

Действительно, в таком случае выполняется неравенство 3 (1) При этом выпрямитель 3 закрыт. Допустим,. что при скорости вала электропривода, равной нулю, схема, представленная на фиг. 1, работает в первом режиме. Тогда состояние двигателя 1 характеризуется точкой в на реостатной характеристике аб Ь . При

15 увеличении скорости вала электропривода скольжение двигателя 1 уменьшается, что определяет уменьшение напряжения, и при некоторой угловой скорости и вала величинаОд дости () гает величины Од,т. е. имеет место равенство

-) 5 1 4 ) дз а

50 (2 41 6 (4) (5) 55 где (1, з и Р6 — сопротивления обмоток статора двигателя 2 по которым протекает ток Дс1, сопротивления резисторов 4 и 6 соответственно.

Из выражений (4) и (5) следует, б0 что при увеличении угловой скорости вала выше cup (т.е, при уменьшении скольжения дВ3агателя 1) ток 3g6 уменьшается, а ток дз возрастает, так как при уменьшении скольжения уменьшается

65 уцпэяжениеUd> При некоторой скорости

Оо - О йз . (2)

Отсюда следует, что при изменении угловой скорости вала от нуля до со состояние двигателя 1 определяется участком Ьб характеристики абб где точка б соответствует скоростищ„ а состояние двигателя 2, момент которого равен нулю, может быть определено отрез ком + $ н а оси орди н ат, где ъ и 3 соответствуют нулевой скорости и скорости w . При увеличении угловой скорости вала выше ы< схема работает во втором из указанных режимов. В самом деле, поскольку при увеличении угловой скорости вала выше со скольжение двигателя 1 уменьшается, то при этом между напряжениями ОС1з и 01з имеет место неравенство

ud >Ос)З (3)

40 противоположное по отношению к неравенству (1). При этом открывается выпрямитель 3, и так как выпрямители 5 и 3 оказываются открытыми, то по резистору 6 протекают токи Эдв от выпрямителя 5 и ЗЮз от выпрямителя 3, соответственно равные

752726 щ ток3дзстановится равным нулю, выпрямитель 5 закрывается,и момент двигателя 1 также становится равным нулю.

В диапазоне скоростей от<о до Ы,> механическая характеристика двигате- 5 ля 1 изображается линией Юэ<., где точ ка ж-точка на оси ординат, соответствующая скорости и>,>, а механическая характеристика двигателя 2 изображается линией э<, где точка д-точка на характеристике >.<)е динамического торможения двигателя 2, соответствующая скорости и>

При угловой скорости вала, большей, чем <<>,> схема работает в третьем из указанных ре><имов. Действительно, при угловой скорости ш вала значение Эд равно нулю. При этом числитель в выражении (4) так><е равен нулю.

Так как при возрастании угловой скорости вала выше и> > напряжение Одзпадает, то ток согласно формуле (4) должен стать отрицательным, что невозможно из-за односторонней проводимости выпрямителя 5, следовательно, при этом выпрямитель 5 закрыт. В этих условиях момент двигателя l. вплоть до синхронной скорости (точка а на фиг. 2) равен нулю, и механическая характеристика этого двигателя может быть изображена отрезком жа на оси ординат. Двигатель 2 при этом работает в режиме динамического торможения (характеристика де на фиг. 2, где точка е соответствует большей чем <<>,> угловой скорости дви- g5 гателя 2) .

Результирующий момент на валу электропривода определяется алгебраической суммой моментов двигателей 1 и 2.

УчастокДи результирующей механичес- 4р кой характеристики электропривода (где точка и соответствует моменту нагрузки, равному нулю) имеет высокую жесткость, что определяет стабильную работу электропривода в области ма- 4 лых его скоростей при изменении момента нагрузки в широких пределах.

Устройство позволяет регулировать скорость вала электропривода, что осуществляется изменением величин сопротивлений 6,4 и 7, а также с помощью дополнительного трансформатора, включенного между сетью переменного тока и входом выпрямителя 3. Выпрямитель 3 может быть выполнен не только в виде трехфазного, но и в виде однофазного выпрямителя, а также с управляемыми вентилями.

Использование изобретения позволяет существенно уменьшить потери энергии в электродвигателях, что дает возможность уменьшить габариты электродвигателей и соответственно маховой массы всего электропривода, что также приводит к уменьшению потерь энергии, или при тех же потерях получить больший двигательный и тормозной моменты электродвигателей по сравнению с известным устройством, Формула и зобретени я

Двухдвигательный электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродвигателя с фазным ротором, статорная обмотка первого из которых подключена к сети переменного тока, а два вывода статорной обмотки второго порознь подключены к одному из выводов резистора и выпрямителя, входом подключенного к сети переменного тока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии в электродвигателях, в него введен соединенный входом с роторной обмоткой первого электродвигателя, выпрямитель, выход которого зашунтирован дополнительно введенным резистором и соединен одним выводом с одноименным выводом первого выпрямителя, а другим— со вторым выводом основного резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чиликин М.Г., Соколова М.M., Терехов В.N. и Шинямский A.В. Основы автоматизированного электропривода. Энергия ° 1974, с.132.