Патент ссср 411597

 

т 1

Иатантно-т::: чоокгд бнбл : фУ.: .:-.

ОП И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз СРэетских

СОЦИВДИСТИЦВСКИХ

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х1.1969 (№ 1375551/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 14Х.1974

М. Кл. Н 02р 7/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй в открытий

УДК 621.316.718.5.076. .7-621.313.333 (088.8) Авторы изобретения

Н. Н. Блоцкий, М. М. Ботвинник, И. Я. Довганюк, Б. П. Климов, P Г. Мкртчян, В. К. Стрюцков, l0. Г. Шакарян, А. Е. Найман и Е. К. Травкин

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и Государственный проектно-конструкторский институт по автоматизации угольной промышленности

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области регулирования скорости электропривода переменного тока.

Известно устройство для регулирования скорости двигателя переменного тока двойного питания, содержашее преобразователь частоты, блок управления преобразователем, синхронный тахогеператор, трансформатор, регулятор, выключатель.

Регулирование скорости двигателя осуществляется путем изменения амплитуды и частоты на выходе преобразователя частоты, постоянно включенного в цепь обмотки ротора двигателя. В таких устройствах верхняя предельная граница частоты па выходе преобразователя, его мощность, а также мощность питающего преобразователя трансформатора пропорциональны диапазону (глубине) регулирования скорости двигателя.

С целью уменьшения мощности преобразователя и трансформатора в предлагаемом устройстве регулятор состоит из задатчика частоты, формирователя напряжения частоты скольжения и коммутатора с общей для них системой управления, причем выходы задатчика частоты и формирователя напряжения подключены ко входу коммутатора, один из выходов которого подсоединен к блоку управления преобразователем, а другой — к управляющей цепи выключателя, выполненного с короткозамыкателем.

На чертеже изображена структурная схема описываемого устройства.

В цепь обмотки статора асинхронного фазного двигателя 1 подсоединен выключатель 2, который позволяет питать статор машины от сети, либо замыкать обмотку статора нако10 ротко.

В цепь обмотки ротора двигателя включен трехфазный тиристорный преобразователь 3 частоты, силовая часть которого выполнена по шестифазпой нулевой схеме с непосред15 ственной связью. Питание преобразователя осуществляется с помощью шестифазного силового трансформатора 4.

Блок 5 управления преобразователем 3, построенный по вертикальному принципу фазо20 во-импульсного управления, подключен к выходу регулятора б, на вход которого, в свою очередь, подаются сигнал управления и сигнал синхронного тахогенератора 7.

При этом регулятор б содержит два кана25 ла 8 и 9 управления, поочередно включаемых на вход блока 5 управления с помощью коммутатор а 10. Канал 8 представляет собой трехфазный генератор частоты, преобразую411597

55 щий сигнал управления в напряжение, уровень и частота которого пропорциональны сигналу программы. Канал 9 представляет собой трехфазный формирователь частоты, преобразующий сигнал управления в напряжение, частота которого равна частоте скольжения ротора, а уровень пропорционален сигналу программы. Канал 9 состоит из трех блоков: блока 11 формирования частоты, блока

12 формирования амплитуды, блока 13 формирования фазы. Коммутатор 10 представляет собой шестиконтактный переключатель, функционально связанный с выключателем 2.

Регулирование скорости двигателя с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Статор двигателя 1 замыкается накоротко выключателем 2, а в его ротор с преобразователя 3 подается напряжение переменной частоты. Частота на выходе преобразователя 3 регулируется с помощью регулятора 6 по каюо палу 8 в пределах от 0 до — (happ частота пиг тающей сети). При этом происходит регулирование скорости двигателя в пределах от

0 до — (во — синхронная скорость двига2 теля) . При достижении ротором скорости, равной половине синхронной, коммутатор 10 осуществляет переключение цепей регулятора с канала 8 на канал 9.

Одновременно с этим коммутатор подает сигнал на переключение обмотки статора с помощью выключателя 2 из короткозамкнутого положения — на сеть. Изменяя затем с помощью регулятора 6 по каналу 9 частоту на выходе преобразователя 3 в пределах от — до О, а затем (автоматически поменяв чеVn редование фаз) от 0 до —, можно регулиг ровать скорость вращения машины в преде"о Зо а лах от — до

2 2

В период переключения статора из короткозамкнутого положения на сеть для сохранения направления вращения ротора двигателя необходимо производить реверсирование вращения поля ротора. Это производится с помощью коммутатора 10 без какой-либо специальной аппаратуры в цепи ротора.

Синхронизация частоты напряжения на выходе преобразователя 3 с частотой э.д.с. ротора в момент включения обмотки статора на сеть достигается тем, что синхронный тахогенератор 7 непрерывно следит за фактической скоростью вращения ротора двигателя.

Время переходных процессов при переключении каналов для машин мощностью до

1000 квт не превышает 0,2 сек. При этом. процессы коммутации не сопровождаются значительным всплеском токов статора и ротора.

Снижение мощности в предлагаемом устройстве можно показать, например, для режима работы при постоянном моменте на валу.

При принятой за номинальную мощность привода Р»< =/P1co < « — — МЗ/2ою (М вЂ” момент на валу), мощность статора двигателя должна составлять всего 2/3 мощности привода

Р,=Мао — — 2/ЗР„,, а полезная мощность преобразователя частоты р д о о ном пч—

2 3

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять глубокое и плавное регулирование скорости двигателя переменного тока при значительном снижении мощности и диапазона изменения частоты на выходе преобразователя.

Предлагаемое устройство регулирования может быть использовано для регулирования скорости асинхронного двигателя механизмов циклического действия: шахтные подъемники, центрифуги и т. д., а также в качестве пускового устройства для регулирования привода механизмов непрерывного действия: турбомашины, мощные конвейерные машины.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования скорости двигателя переменного. тока двойного питания, содержащее преобразователь частоты, блок управления преобразователем, синхронный тахогенератор, трансформатор, регулятор и выключатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения мощности преобразователя и трансформатора, указанный регулятор состоит из задатчика частоты, формирователя напряжения частоты скольжения и коммутатора с общей для них системой управления, причем выходы задатчика частоты и формирователя напряжения подключены ко входу коммутатора, один из выходов которого подсоединен к указанному блоку управления преобразователем, а другой — к управляющей цепи выключателя, выполненного с короткозамыкателем.

Приоритет исчислять с 4 августа 1969 г.

4i1597

Составитель В. Минц

Редактор В. Новоселова

Техред Т. Ускова Корректор Л. Орлова

Заказ 1063/!9 Изд. № 1182 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2