Каскад двухасинхронных двигателей
СССР
М á3399
Клясс 21с12; 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3арегистрировано в Бюро изобретений Госплана пр
1рояновскии
Каскад двух асинхронных двигателей
Заявлеко 24 июня 1942 г. в Наркомэлектроставций эа М 00 — 7 — 6 (313031) Оиуоликовано 31 марта 1944 года
Наиболее распространенный способ регулирования скорости асинхронной машины с помощью реостата, включенного в цепь ротора, связан с бесполезной затратой в реостате энергии скольжения, В электротехнике известны к-.скадные соединения асинхронных машин, позволяющие при регулировании скорости использовать энергшо скольжения; в этих соединениях ротор основной машины отдает энергию скольжения дополнительIIoH машине, с которой он связан жесткой электрической и механической связью, образуя общий электромеханический агрегат.
Однако в. ряде случаев, когда обе машины по технологическим соображениям разделены территориально, осуществление механической связи каскада не представляется возможным.
В литературе известно каскадное соединение асинхронных машин, механически не связанных друг с другом.
Схема эта, разработанная применительно к практике электростанций, представляет собог,, по сути, простой каскад ординарного питания Гергеса-Штейнмеца с применением одной лишь электрической связи между роторами обеих машин.
В этой схеме предусматривается каскадное соединение моторов тягодутьевых установок котлоагрегатов с использованием в, качестве основной машины мотора дымососа, а в качестве дополнительной — мотора дутьевого,вентилятора.
Схема эта, долженствующая повлечь за собой значительную экономию собственного расхода электроэнергии на электростанциях, не привилась, так как при ней соотношение скоростей обеих машин оказалось неблагоприятным для достаточно эффективной работы котлоагрегатов (скорость мотора вентилятора оказалась слишком низкой при достаточной скорости мотора дь|мососа); кроме того, пуск каскада и переход с каскад 1 на раздельную работу эксплоатацпонно были сложны.
Предлагаемое каскадное соединение асинхронных машин. механически не связанных друг с др том, позволяет при той же скорости основной машины получить повышенную. более чем вдвое, скорость дополните lbHoH машины. В применении к электростанциям это во многих случаях обусловит эффективность каскадного соединения моторов тягодутьсвых 3 становок и соответствующую экономию собст№ б3399 венного расхода электроэнергии.
Кроме того пуск каскада и переход на разде IbHvlo работу упрощаются.
Согласно изобретению, это достигается тем, чfo в каскаде двух
àсинхронных двигателей, Н2 имеющих механической связи, пускаемых индивидуально и соединяемых в каскадном режиме лишь электрически (дополнительный двигатель включен в цепь ротора основного двигателя, питаемого от сети). дополнительпьш двигатель в каскадном режиме вкгпочается Но схеме двойного питания, что повышает скорость дополнительного двигателя.
Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, HB котором изображена принципиальная однол11нейн11я схема предлагаемого каскадного соединения.
Питание основной машины 2 производится от шин 1 через разъединитель 3 и масляный выключатель 4; к контактным кольцам ротора подк,почен пуско-регулировочных реостат 5.
Для дополнительно!! машины б возможны два режи1!а питани!!;
А) через раз ьединитель 7 и масляньш вык;початель 8 производится питание статОра от шин 1; при этом переключатель 9 находится в положении I — ротор включен на свой пуско-регулировочный реостат 10; схема питания нормальная;
Б) при отключенном масляном вык;почателе 8 перекл1очатель 9 переводится в положение II; при этом статор и ротор дополнительной машины включены параллельно ротору Основной машины, осуществляя I.аскадное соединение с вк;почением дополнительной машины по схеме двойного питания (по сути— простой каскад Черданцева с применешгем лишь одной электрической связи между обеими машинами).
К;lк известно из теории электриIecxIIx машин, индукционная маши«а двойного питания является синхронной машиной, работа!О!пей при двойной синхронной скорости; для
->то!о, однако, необходимо при пуске довести ее до двойной сННхронной скорости посторонним разгонным двигателем.
В предлагаемом каскадном соединении представляется возможным (путем регулирования скорости основной машины 2 пуско-,регулировочным реостатом 5) получить двойную синхронную скорость дополнительной машины в режиме Ь меньшую, чем асинхронная скорость ее в режиме А.
Поэтому, для включения дополнительнои машины в каскад по схеме двойного питания (режим Б) предлагается использовать выбег ее после отключения из схемы норма IbHOI питания (режим А).
Для этого, согласно теории электрических машин, необходимо, чтобы в обоих режимах направление вращения магнитного поля статора и !
Направление вращения ротора оставались без изменений, а направление вращения магнитного поля 1хотора изменялось на обратное. Это доститается опытным путем.
По рядок вкл1очения предлагаемого каскадного соединения представляется следующим:
1) дополнительная машина вк;почается на раздельную работу и обороты ее доводятся;lо максимума;
2) ооороты основной машины доводятся до Оптимальных;
3) масляный вык;початель дополнительной машины 8 отключается и
4) тотчас же перек.початель 9 переводится в положение II.
Так как при этом число обо ротов дополнительной машины пе успеет упасть ниже двойных, синхронных при каскаде (при правильно выбранном оптимальном числе оборотов основной машины), дополнительная машина втянется в синхропизм.
После этого путем манипулирования пуско-регулировочным реостатом 5 основно1! машины 2 производится регулирование скоростей машин каскада до соотношения скоростей, эффективного для обслуживаемого агрегата.
Для сокращения промежутка времени между манипуляциями (3) и (4) необходимо управление масляным
1-1.1кл1очателеч дополнительной маЛ 63399 шины 8 и переключателем 9 производить с одного места, что легко осуществимо.
Согласно теории индукцHÎHHoli машины двойного питания, непосредственное соединение статора и ротора ее допускается лишь при идентичных обмотках; непосредственное же соединение непдентичных обмоток недопустимо, так как влечет за собой протекание значительных уравнительных токов, во избежание чего связь статора и ротора в этом случае осуществляется через вспомогательньш связующий трансформатор.
Для предлагаемого каскадного соединения применение этого тр»нсф« рматоря, возможно, окажется излишним, TBK как при параллельном вкгпочении неидентичных обмотск на источник тока, обладающий крайне ограниченной мощностью (poTop основной машины), произойдет лишь распределение тока по этим обмоткам обратно IlpollopLI,Hîнально пх сопротивлениям и возникнут незначительные уравнительные токи (это утверждение требует экспериментальногo подтверждения).
Если же применение связующего трансформатора окажется необходимым, то в условиях электростанций представ,.«яется возможным в
«ачестве его использовать заторможенный мотор резервного дутьевого вентилятора.
При выборе связую!пего трансформатора необходимо принять во внимание cëåäук«щее: при данном
c0eztIIteItHtt трансформатор бу:«ет
Обтекаться током «астоты скольжения (ниже нормальной — 50 Нх); как известно из теории тр ;нсформаторов, при сини!енин частоты магHHTIlhil: поток и магнитная индукцпя в железе возрастают, что влечет зя собой резкое увеличение тока холостого ходя. Во избежание этого крайне не«келятельного явления необходимо воспользоваться тем, что магнитный поток и магнитная ипдукция снижаются при уменьшении н««пряже««ия. Поэтому номинальное напряжение связующего трансформатора необходимо выбрать настолько вьнпе рабочего, насколько номинальная частота выше рабочей (рабочее напряженое и рабочая частот«1 В режиме каскада 13bioitp»10Т Я Д,1Я ОПТИМ«1 Ч«ИIЫХ, С ТОЧКII зрения обслуживаемого агрегara. скоростей основной и допо«нштельной машины), с тем, чтобы магнитньш поток, магнитная индукцпя и, в конечном счете, ток холостого ходя трансформатора остались без измеНЕНП«1.
На схеме показаны пунктиром вспомогательньш связу«ощии трансформатор 11 и разъединитель 12, соединяющий трансформатор со статором дополнительной машины (наличие этого разъед«шителя позволяет при раздельной работе отКЛ«ОЧНТЬ ВК, Ilo 1ЕНН« «Й ВХО, IOCTVIO связу«ощий трансф01л!»тотр).
Для защиты дополнительнои машины or внутренних повреждешш предусматривается: а) в качестве переключателя 9 применение автоматического переключателя, снабженного зящитныi .è реле, либо б) вк.поченис в цепь ротора защитного IipHcilocoλic«tèß 13 (плавкий предохранитель, первичное реле, трансформатор тока со вторичшям реле и т, и), действу«ощего при повышении тока, потребляемогo доно,шительной машиной, на отключение ее от ротора основной машинь«.
Известный пз теории индукционной маш««ны двойного питания дефект ее — вызываемые ею бпен«гя в питающей сети при выпадении ее пз с« нхронизма (что возможно при
I opoTHttx замыканиях в сети и связанных с этим посадках напряже«:ия) — — при предлагаемом каскадном соединении не опасен, так как питающая вспомогательную машин сеть i porop основной м»шины) отделена 0Т общей сети и имеет с ней лишь магнитну«о связь.
Т»К 1 .Яl СОЯ „ ll 51011IНОСТЬ ПНДA Кцнонной машины 3Boiiltoi о питания выше, чем нормальной асинхронной машины, — общий cos 1; и и. п.,l. предлагаемого каскада можно ожидать более высоки»пl, Heit каскада по схеме ОРГРЭС», :х, о 63399
Отв. редактор Д. А. Михайлов 1 ехн. редактор М, С. Бондарев
Л45649. Подписано к печати 18 IV !945 г. Тирахк 50Г) экз. Цена 65 к. Зак. 24
Типография Госпланиздата, i:ì. Воров. кого, Кагл га
Кроме показанной на чертеже принципиальной схемы каскадного соединения возможны модификации ее, предусматривающие:
a) последовательное соединение статора и ротора дополнительной ма шины; б) использование в каскаде пускорегулировочного реостата дополнительной машины для расширения предела регулирования скоростей каскада.
Предмет изобретения
Каскад двух асинхронных двигателей, не имеющих механической связи, пускаемых яндив идуально H соединяемых в каска дном режиме лишь электрически (дополнительный двигатель включен в цепь ротора основ ного двигателя, питаемого от сети), отличающийся тем, что, с целью повышения скорости. дополнительного двигателя, последний в каскадном режиме включается по схеме двойного питания.
