Электропривод переменного тока

 

Использование: в электроприводах конвейеров , грузоподъемных кранов и других механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что получение механических характеристик двигателя с постоянным пусковым моментом обеспечивается за счет введения секционированного резистора, крайние выводы которого подключены к выходу трехфазного мостового выпрямителя, а трехфазный индукционный согласующий элемент выполнен в виде трансформатора 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (s»s Н 02 P 1/34

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898597/07 (22) 03.01.91 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (71) Северо-Кавказский горно-металлургический институт (72)IO.Н.Гогин и С.А.Собачкина (56) В.И.Гребенников, А.А,Денисов. Параметрическое регулирование скорости асинхронного тиристорного электропривода с подчиненным управлением в цепи ротора.

Известия высших учебных заведений. Электротехника, N. 1. 1970, с.61-65.

Авторское свидетельство СССР

М 729794, кл, Н 02 P 1/34, 1980, Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электроприводе конвейеров. грузоподьемных кранов и других механизмов, требующих плавного пуска с постоянным пусковым моментом.

Целью изобретения является получение пусковых механических характеристик двигателя с постоянным моментом, На фиг,1 представлена схема предлагаемого электропривода; на фиг.2 — графики зависимости величины (модуля) сопротивления одной фазы реостата и разности начальных фаз тока и напряжения в фазе реостата от величины сопротивления нагрузки; на фиг,3 — механические характеристики двигателя; на фиг,4 — схема электропривода.

Электропривод (см. фиг,1) содержит асинхронный двигатель с фаэным ротором

1, индуктивный реостат, выполненный в виде трансформатора Тр, обмотка 2 которого соединена с ротором двигателя. а обмотка 3.. Ж „, 1823117 А1 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Использование: в электроприводах конвейеров, грузоподьемных кранов и других механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что получение механических характеристик двигателя с постоянным пусковым моментом обеспечивается за счет введения секционированного резистора, крайние выводы которого подключены к выходу трехфазного мостового выпрямителя, а трехфазный индукционный согласующий элемент выполнен в виде трансформатора.

4 ил. — с выпрямительным мосгом 4. Выход выпрямительного моста 4 замкнут на резистор нагрузки 5, величину сопротивления которого при необходимости можно менять, замыкая или размыкая контакты К1, К2, K3....

Характеристика индуктивного реостата (cM. фиг.2) снималась с трансформатором, выполненным на Ш-образном ленточном стержневом сердечнике сечением 12,5 см, с высотой обмоточного окна 50 MM. Обмотка

2 трансформатора имела 562 витка в каждой фазе, обмотка 3 — 94 витка. Трехфазный выпрямительный мост собран на шести полупроводниковых вентилях Д305. Секции резистора нагрузки позволяли устанавливать следующие величины сопротивлений:

0,5; 0,67; 2,35; 2,96; 7,47; 8,93, 9,07 и 14,6

Ома.

На фиг.2 приведены графики, построенные по данным испытания реостата. Линия

"1" показывает зависимость полно о сог ро18231 17 тивлени Еаднойфазы реостата отсопротивлеиия нагрузки трансформатора. При увеличении сопротивления нагрузки и от 0 до 14,6 Ом сопротивление реостата увеличилось почти в 10 раэ. Зависимость эта имеет линейный характер.

Линия 2 на фиг,2 показывает характер изменения разности начальных фаз тока и напряжения (фаэного), т.е. угла р При Rs =

О, т.е. в режиме короткого замыкания трансформатора, разность начальных фаэ составляет 6,0, -чему соответствует фаэный коэффициент мощности 0,994, С увеличением Вя до 14,6 Ома разность начальных фаз увеличивалась практически линейно и в крайнем режиме составила 22 (коэффициент мощности 0,927). Иначе говоря, нужное для работы привода сопротивление реостата можно получать подбором сопротивления нагрузки RH. При этом в сопротивлении реостата будет преобладать активная составляющая.

Работа предлагаемого асинхронного электропривода происходит следующим образом. В первое мгновение после включения двигателя в сеть ротор его неподвижен, в обмотках ротора наводится ЭДС частотой, равной частоте сети. Сопротивление реостата имеет наибольшую величину, По мере увеличения скорости Bi"àùåÿ,ÿ poTcpd снижается частота ЭДС в его абмо1ках, что приьадит к сниженi.ю с< .ратив еHия ре астата, В отличии ат существующих электроприв дав с индуктивн.;.;ни рзостатами у предлагаемого электра ;ривада с увеличением сксрасти вращения уменьшаются не только индуктивные сопротивления катушек {фиг,1), но и индуктивная связь между обмотками трансформатора г и 3 и, в конечном итоге, величина активного и индуктивного сопротивлений обмоток 3 и резистора нагрузки 4. В пределе, когда ротор вращается со скоростью идеального холостого хода, сопротивление фазы реостата равно сопротивлению постоянному току одной из катушек обмотки 2 трансформатора. У бал ьшинства асинхронных двигателей и ри работе в номинальном режиме сопротивление реостата составит от 3 да 5 ф, начального, что во многих случаях допустимо для длительной работы с реостатом. При необходимости обмотки ротора после пуска двигателя могут замыкаться накоротко, Особенность режима работы реостата данного привода заключается в том, что ат частоты тока и напряжения (скорасти вращения ротора, скольжения) зависят не только индуктивные, но и активные сопротивления обмотки 3 и резистора нагрузки Ян, которые объединяются и называ5

З Uy(Rg +R д $) 15

Линия 1—

R,, =O

Линия г,— ка В„ = 7 Rz

Линия 3—

l ка Rg =10 R2

55 ются вносимым сопротивлением. Далее это сопротивление обозначена как Rg

Если в самом первом приближении принять, что величина сопротивления Rg пропорциональна скольжению (в действительности зависимость эта более сложная), то расчет механических характеристик асинхронного двигателя с индуктивным реостатом можно делать по известному уравнению, в котором учтена зависимость активной составляющей сопротивления реостата от скольжения

0+$ ((R1 +R

Гц);

Xp — приведенная индуктивная составляющая сопротивления фазы реостата;

Р1 и X> — активное и индуктивное фазные сопротивления обмоток статора;

1 I

Р7 I1 X — приведенные активное и индуктивное фазные сопротивления обмоток ри ог,, Обозначения остальных величин общепринять е для этого уравнения.

На фиг.3 приведены механические характеристики, расс .итанные па этому уравнению применительно к двигателю MTR

412-8: естественная характеристика

X,=0 искусственная характеристи(Х, =Oã R искусственная характеристиХя =02 R

Предлагаемая система электропривода дает возможность использовать оборудование, выпускаемое серийно, тем самым облегчает и удешевляет применение, Часть тепла скольжения будет выделяться в резисторе нагрузки, что позволит уменьшить размеры и мощность катушек индуктивности (трансформатора) или постоянно работать с включенным реостатом.

Тем самым будет обеспечено ограничение момента двигателя п ри работе с механизмами, у которых возможны перегрузки (экскаваторы, грузападъемные краны и др.), Секцианирование резистора нагрузки позволяет получать разные по величине сопротивления реостата и большое число ха1823117

Тр

ЗО рактеристик двигателя. Так при трех секциях резистора возможны 7 вариантов характеристик (исключая Ян - О), при четырех секциях — 15 вариантов.

Расчетное и экспериментальное исследование заявляемого электропривода показали, что он обеспечивает получение механических характеристик двигателя с постоянным пусковым моментом, т.е. характеристик более качественных, чем у известных аналогичных приводов. Высокий коэффициент мощности реостата не ухудшает энергетические показатели двигателя.

В отличие от всех известных электроприводов с индуктивными реостатами в цепи ротора заявляемый электропривод полностью комплектуется оборудованием, выпускаемым серийно.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, со5 держащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором, трехфазный индукционный согласующий элемент, вход которого подключен к выводам фаз обмотки ротора, а выход-к входу трехфазного мостового выпрямителя, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения надежности за счет стабилизации величины пускового момента, в него введен секционированный резистор. крайние выводы которого подключены к вы15 ходу трехфазного мостового выпрямителя, а трехфазный индукционный согласующий элемент выполнен в виде трансформатора.

2 4 6 8 <0 Rн Ом

1823117

08

-. 10 ку2

КУЮ

Фа. 4

Составитель Н.Собачкина

Техред М.Моргентал Корректор М.Куль

Редактор

Заказ 2185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101