Способ пуска электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешанный ротор

 

Изобретение касается управления работой электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешенный ротор вибрационных и других машин, применяемых в промышленности строительных материалов, горном деле и других областях техники. Сущность способа заключается в том, что раскручивание ротора начинают с возбуждения возвратно-поворотных колебаний с увеличивающейся угловой амплитудой. Это достигается многократным включением-выключением электродвигателя по сигналам датчика скорости вращения ротора. Способ позволяет снизить пусковой момент электродвигателя и потребляемую мощность. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к системам управления работой электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешенный ротор, например, вибрационной машины, широко применяемый в строительной промышленности, горном деле и других областях техники.

Известен способ управления пуском электродвигателя при пониженной потребляемой мощности, заключающийся в обеспечении перемещения подвижного груза относительно оси ротора под действием центробежной силы [1].

Недостатками этого способа являются сложность конструкции и возникновение сильных ударных нагрузок.

Известен также способ управления пуском электродвигателя колебательных систем, при котором уменьшение резонансных амплитуд достигается его отключением и повторным включением в предварительно установленные моменты времени, ограничивающие опасный период [2]. Способ направлен на уменьшение резонансных амплитуд при разгоне, однако первые пол-оборота здесь осуществляются при полной неуравновешенности ротора.

За прототип выбран способ управления пуском электродвигателя, состоящий в его отключении и последующем включении по достижению пороговых значений вращающего момента в период раскручивания ротора в определенном направлении [3].

Однако данный способ пуска электродвигателя не обеспечивает уменьшение энергозатрат в период подъема центра тяжести неуравновешенного ротора на первом полуобороте, соответствующем, как правило, экстремальной потребляемой мощности.

Задачей изобретения является снижение потребляемой мощности при раскручивании неуравновешенного ротора путем уменьшения величины пускового момента электродвигателя, необходимого для подъема центра тяжести ротора.

Поставленная задача решается тем, что раскручивание (вращение в заданном направлении) неуравновешенного ротора начинают возбуждением возвратно-поворотных колебаний с нарастающим углом отклонения центра тяжести ротора от вертикали.

Это достигается выключением и включением электродвигателя при остановках ротора соответственно на этапах раскручивания при одновременном действии моментов электродвигателя и начальной неуравновешенности ротора и этапах возвратного вращения под действием момента начальной неуравновешенности ротора. При превышении отклонения центра тяжести ротора от вертикали 180o осуществляют непрерывное раскручивание ротора.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена схема возвратно-поворотных колебаний ротора.

На схеме введены следующие обозначения: 1 - неуравновешенный ротор; 2 - центр тяжести ротора; - угол отклонения центра тяжести 2 ротора 1 от вертикали; 1 - угол отклонения центра тяжести 2 ротора 1 при остановке на первом этапе; 2 - угол отклонения центра тяжести 2 ротора 1 при остановке на втором этапе; i - углы отклонения центра тяжести 2 ротора 1 при остановках на нечетных этапах; j - углы отклонения центра тяжести 2 ротора 1 при остановках на четных этапах; n> - последний нечетный этап.

В свободном состоянии центр тяжести неуравновешенного ротора находится в нижнем положении вблизи вертикали, проходящей через ось ротора. Для подъема центра тяжести ротора из нижнего положения в верхнее ему надо сообщить энергию E = 2G, где G - вес ротора, - расстояние от оси вращения до центра тяжести ротора, G - статическая неуравновешенность ротора. С другой стороны, работа, совершаемая электродвигателем при повороте ротора на пол-оборота, равна A = Mп. Очевидно, что должно соблюдаться равенство E = A, т.е. 2G = Mп. Отсюда, необходимая величина пускового момента Mп для подъема центра тяжести ротора из нижнего положения в верхнее по известному способу определяется соотношением Mп2G/ = 0,637G 0,7G. Рассмотрим по этапам процесс пуска электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешенный ротор, при ограниченном пусковом моменте Mп<0,7G по предлагаемому способу.

1. Включается двигатель, и ротор 1 поворачивается на угол 1 до своей остановки в результате действия момента неуравновешенности ротора Gsin1. В момент остановки выключается двигатель, пусковой момент электродвигателя Mп = 0.

2. Ротор 1, оказавшийся свободным в отклоненном положении, начинает вращаться в противоположную сторону под действием момента неуравновешенности ротора, равного Gsin1 в момент троганья; центр тяжести 2 ротора 1 по инерции проходит нижнее положение, отклоняется на угол 2 и вновь останавливается (2= 1, если пренебречь сопротивлением при свободном ходе).

3. Это - второе по счету - обращение угловой скорости ротора 1 в "0" служит сигналом для повторного включения двигателя, и его пусковой момент Mп вновь начинает раскручивание ротора 1, но при других начальных условиях. В первый момент этого этапа оно осуществляется воздействием на ротор 1 пускового момента Mп и момента неуравновешенности ротора Gsin2. Остановка ротора происходит при угле 3. Работа пускового момента двигателя на угловом пути (2+3) равна A = Mп(2+3), потенциальная энергия ротора увеличивается по сравнению с первым этапом, и центр тяжести 2 ротора 1 занимает более высокое положение 3>2 Двигатель отключается.

4. Ротор 1 вновь начнет вращение в противоположную сторону и остановится при некотором угле отклонения 4>2 - обратный свободный ход начался при большем начальном угле отклонения 3(4= 3). 5. Очередная остановка ротора 1 при угле 4 в конце свободного хода опять вызывает включение двигателя, и очередной этап разгона вновь начинается под воздействием двух моментов Mп и Gsin4.

Последующая остановка осуществляется при угле 5> 4 изменение угла от 4 к 5 происходит, как и ранее, из-за увеличения работы, совершаемой пусковым моментом на угловом пути (4+5). Процесс возбуждения возвратно-поворотных колебаний ротора 1 с постоянно увеличивающейся угловой амплитудой, таким образом, состоит из чередующихся этапов раскручивания при одновременном действии моментов двигателя Mп и начальной неуравновешенности Gsini, и возвратного вращения под действием только момента начальной неуравновешенности ротора Gsinj (i - нечетные числа, j - четные числа).

При этом величины углов i и j возрастают от этапа к этапу, и на каком-то очередном этапе угол n отклонения превысит 180o, и ротор 1 совершит первый полуоборот. В дальнейшем ротор 1 не остановится, выключения двигателя не произойдет и начнется непрерывное раскручивание ротора 1 до достижения им номинальной угловой скорости вращения.

Таким образом, по предлагаемому способу энергия E сообщается ротору небольшими порциями за счет увеличения суммарного угла поворота i на всех этапах, на которых электродвигатель был включен (на первом этапе 1= 1, на третьем 3= 3-2/ , на пятом 5=-5-4, на n-этапе n= in-jn). Суммарный угол i может быть выбран и реализован значительно большим по сравнению с углом , поэтому необходимый пусковой момент Mп при сохранении энергетического равенства может быть уменьшен.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает раскручивание неуравновешенного ротора пусковым моментом Мп, величина которого значительно меньше той, которая необходима при пуске по способу-прототипу Mп= 0,7G, что обеспечивает решение поставленной задачи.

Если направление вращения ротора в номинальном режиме не имеет значения (это возможно для целого ряда вибрационных машин - виброуплотнителей, вибротрамбовщиков и т. п. ), то вместо свободного хода в предлагаемом способе может быть применен реверс двигателя - чередование направления его вращения при каждой остановке.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять выбор мощности приводного электродвигателя по величине расхода энергии в номинальном режиме, что обеспечивает нагрузку на двигатель, близкую к 100%.

Использованная литература 1. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. М.: Недра, 1982, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР N 255760, B O 21, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР N 1025460, B 06 B 1/16, 1983 (прототип).

Формула изобретения

Способ спуска электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешенный ротор, согласно которому при раскручивании ротора в заданном направлении электродвигатель выключают и повторно включают, отличающийся тем, что возбуждают возвратно-поворотные колебания ротора с нарастающим углом отклонения центра тяжести ротора от вертикали, при этом выключение и включение электродвигателя производят при остановках ротора соответственно на этапах раскручивания при одновременном действии моментов электродвигателя и начальной неуравновешенности ротора и этапах возвратного действия под действием момента начальной неуравновешенности ротора, а при превышении упомянутым углом значения, равного 180o, осуществляют непрерывное раскручивание ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для повышения быстродействия управляемых подмагничиванием реакторов при наборе и сбросе мощности в переходных процессах

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования или стабилизации переменного напряжения в однофазных и трехфазных электросетях и электроустановках

Изобретение относится к силовым преобразователям напряжения и частоты, используемым для управления работой двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором общего применения

Изобретение относится к силовой электронике и может использоваться в устройствах испытания автоматических выключателей

Изобретение относится к частотным приводам с ограниченной мощностью источника питания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электроэнергии в автономной системе генерирования

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются электроприводы переменного тока в бесконтактном исполнении

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных и бытовых механизмов

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к дебалансным вибровозбудителям, и может быть использовано в вибрационных устройствах для уплотнения различных материалов, применяемых в строительстве, горной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к дебалансным вибровозбудителям и может быть использовано в вибрационной технике для классификации, сортировки и перемещения насыпных грузов

Изобретение относится к области вибрационного технологического оборудования и может быть использовано в различных отраслях промышленности и, в частности, в строительной, где наблюдается дефицит сверхмощных приводов для вибрационного уплотнения бетонных смесей при формировании массивных строительных конструкций

Изобретение относится к области реализации вибрационного движения в технологическом вибрационном оборудовании и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где рабочий орган машин совершает вибрационное движение

Изобретение относится к вибрационной технике, конкретно к устройствам для генерирования механических колебаний, и может быть использовано в оборудовании по производству строительных материалов, для уплотнения и транспортирования бетонных смесей и сыпучих материалов, а также в других технологических процессах, где используется вибрация

Изобретение относится к технике возбуждения импульсных сил, а именно к инерционным движителям для транспортных средств, в которых для создания тяговой силы используются инерционные силы вращающихся неуравновешенных масс

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к центробежным (дебалансным) вибровозбудителям и устройствам для их включения и выключения, и может быть использовано в различных вибрационных машинах, например для виброуплотнения строительных материалов (бетона, грунта, асфальта), для извлечения моделей при формировании и др

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к дебалансным вибровозбудителям, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, горном деле и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для возбуждения колебаний в устройствах общего назначения, и может быть использовано в машинах вибрационного действия
Наверх