Устройство для приведения в действие с переменным числом оборотов многофазного асинхронного двигателя

 

Класс 21 сР, 29

$ î ЯЯ „ >2©

««.1 « ..

СЛ а д АВТОР«СНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для приведения в действие с переменным числом оборотов многофазного асинхронного двигателя.

К зависимому авторском свидетельству.М. fl. Костенко, заявленному

14 ноября 1933 года (спр. о перв. № 118537).

Основной патент на нмя Н. С, Япольского и П. М. Костенко от 30 июня

1926 года № 1335.

О выдаче зависимого авторского свидствльства опубликоваио 31 августа 1934 года.

Применение асинхронных многофазных электродвигателей большой мощности усложняется трудностью изменения в широких пределах числа оборотов в то время, как во многих случаях (например, при электрической прокатке, электрическом приводе для вращения башен военных кораблей и т. и.) требуется самое широкое и плавное изменение числа оборотов электродвигателя большой мощности.

В патенте № 1335 предлагается устрой- ство для приведения в действие с пере- менным числом оборотов многофазного асинхронного двигателя от многофазного коллекторного альтернатора, вращаю- щегося с постоянной скоростью, В этом случае при питании переменнои частотой асинхронного или синхронного многофазного двигателя для приведения его с переменной скоростью непосредственно от коллекторного многофазного альтернатора вся мощность для питания двигателей доставляется коллекторным альтернатором. Такая система необходима в том случае, если вращение двигателя подвергается реверсированию без переключения порядка следования фаз. в главной цепи системы, а имеют место только соответствующие изменения направления I вращения поля в цепи возбуждения коллекторного альтернатора. Предлагаемое же изобретение может быть применено в том случае, когда двигатель, приводимый в движение с переменной скоростью от системы, генерирующей переменную частоту, вращается в одном каком-либо избранном направлении или когда изменение направления вращения двигателя может производиться путем изменения порядка следования фаз в главной цепи двигателя. В этом случае. основным генератором переменной частоты является асинхронный генератор, вращаемый с постоянной скоростью, а коллекторный альтернатор служит лишь для покрытия мощности его скольжения

Благодаря тому, что коллекторны и альтернатор доставляет или принимает лишь ту часть мощности, которая соответствует скольжению, его установочная мощность составляет лишь относительно небольшую часть той мощности, на которую рассчитан двигатель. Так как асинхронный генератор может быть построен на ббльшую NQUlHGcTb, чем коллеиторный альтернатор, то данная система может быть выполнена принци-пиально на большую мощность по сравнению с системой непосредственного питания двигателя от коллекторногс альтернатора.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства; фиг. 2, 3, 4, 5 — соответствующие характеристики системы в зависимости от различных условий частоты; фиг. б и 7 — некоторые видоизменения принципиальной схемы того же устройства.

Указанное устройство, в основном, состоит: из асинхронного двигателя Д (фиг. 1, б и 7), приводимого с переменной скоростью от генераторной станции, дающей переменную частоту, асинхронного генератора AI, питающего двигатель Д, коллекторного альтернатора КА, включенного на кольца асинхронного генератора АГ, механического двигателя Т, приводящего генераторную станцию из машин АХ и ХЫ с постоянной скоростью и синхронного возбудителя В, доставляющего многофазный ток переменной частоты в обмотку возбуждения КА, двигателя .М, вращающего возбудитель В и с переменной регулируемой скоростью и генератора постоянного тока, доставляющего постоянный ток для вращения двигателя М и для возбуждения возбудителя В.

Изменяя скорость вращения возбудителя Л путем изменения числа оборотов двигателя Л в силу тока его возбуждения с помощью реостата r, можно изменять по произвольно выбранному закону

-частоту и напряжение на зажимах возбуждения коллекторного альтернгтора КА. Вследствие этого будут изменяться по некоторому определенному закону частота и напряжение на кольцах ,асинхронного генератора АХ и на его главных зажимах, к которым присоединен двигатель Д. При регулировании скорости асинхронного двигателя с помощью изменения частоты напряжение будет изменяться в функции от частоты по некоторому закону, который должен зависеть от того, как изменяется момент на валу двигателя Д при изменении его скорости. Наилучшие условия раооты двигателя получаются, если между моментом на валу iV, напряжением V на зажимах и частотой будет существовать зависимость

T, / Л1, Э г.,:V и, где индексы 1 и 2 относятся к значению всех величин при первом и втором режиме.

На фиг. 2 изображены кривые зависимости напряжения на зажимах Е генератора AI и отдаваемой мощности Р, генераторной станции, напряжения на кольцах Е, и мощности в главной цепи коллекторного альтернатора КА, равной мощности скольжения Р„силы тока в главной цепи I в зависимости от частоты при работе двигателя Д с постоянным моментом на валу Л =const. В этом случае максимальная мощность на кольцах генератора AI достигает только

25% его мошности Р, при синхронной .Р N частоте н» =, где Р— число пар по60 люсов генератора А1" и n — число оборотов его в минуту.

На фиг. 3 изображены кривые зависимости электродвижущих сил Е> коллекторного альтернатора на его зажимах, на зажимах статора Е, и ротора Е при относительном изменении его » частоты —, где» вЂ” частота в его глав rk

Р и ной цепи и Irk= и Р,— число пар

60 полюсов в альтернаторе.

На фиг. 4 и 5 изображены соответствующие характеристики для асинхронного генератора ЛХ и коллекторного альтернатора КА при работе двигателя

Д с моментом М на валу, пропорциональным квадра —;ы и скорости, В этом случае мощность коллекторного альтернатора составит лишь 15% от синхронной мощности генератора АГ.

Схема фиг. 1 не позволяет системе переходить на работу выше синхронной скорости, так как при этой скорости КЛ должен доставить на кольца генератора A1 ток нулевой частоты. Для этого он должен получить в свою систему возбуждения также ток нулевой частоты от возбудителя В, но так как последний не может дать напряжения при скорости, равной нулю, то данная система позволяет работать только при скорости ниже синхронной. Для возможности работать при скорости синхронной и выше синхронной может быть применена система, при которой возбудитель Я доставляет возбудительный ток не на статор, как в схеме фиг. 1, а на кольца ротора (фиг. 6), В этом случае при синхронной скорости генератора АГ коллекторны и альтернатор сможет доставить на его кольца ток нулевой частоты, так что в этом случае на его кольца возбудитель В должен доставить возбудительный п ток при синхронной частоте >,д =

Если при возможности работы системы с синхронной скоростью желательно сохранить возбуждение коллекторно го альтернатора со статора, то в этом случае можно возбуждать его от промежуточного коллекторного возбудителя ЬВ, который будет получать возбуждение с ротора (фиг. 7). Вместо синхронного возбудителя З может быть применена любая другая машина, могущая доставлять напряжение переменной частоты, например, коллекторный преобразователь частоты.

Данная система может найти себе применение в ряде случаев, где требуется привод с переменной скоростью двигателя от отдельной генераторной станции, например, при работе двигателя с постоянным моментом на валу в шахтных подъемных устройствах, при постоянной мощности на валу двигателя в дизель-электровозах и при моменте на валу, пропорциональном квадрату скорости в вентиляторных установках и при электрическом приводе корабельных винтов.

Предмет изобретения.

Форма выполнения устройства по патенту № 1335, отличающаяся тем, что коллекторный многофазный альтернатор служит для возбуждения, например, с ротора, механически связанного с ним генератора, типа асинхронной машины, вращаемого с неизменной скоростью и предназначенного питать асинхронный двигатель или двигатели, приводимые в действие с переменным числом оборотов.

Н, зшисимому авторскому свидетельству М. П. Костенко

М 38226

Эксперт и ре;.актор Д. В. Васильев

Яенпромпечатьсоюз. Тип. „Печ. Труд". Зак. 923--506