Двухдвигательный регулируемый электропривод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>879725 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 171079 (21) 2828454/24-07 с присоединением заявки ¹

Р1 М К„З

Н 02 Р 7/76

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликбвано 071181, Бюллетень № 41 (53) УДК 621. 733-83 (088.8) Дата опубликования описания 071131 (72) Авторы изобретения

B,N, Пономарев и Г,Б, Онищенко (71) Заявитель (54) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫИ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода мощных турбомеханизмов в химической, горнорудной и других отраслях промышленности.

Известен двухдвигательный электропривод переменного тока, состоящий из двух жестко связанных валами асинхронных двигателей с фазным ротором и регулятором скольжения резисторного типа (1 ), Недостатком этого электропривода является низкий КПД, . обусловленный большими потерями электроэнергии в роторных цепях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является двухдвигательный регулируемый электропривод, содержащий два асинхронных двига-20 теля с последовательно соединенными статорными обмотками, к фазным роторам которых подключены выпрямители, три трехфазных коммутатора, один для подключения с т атор ных обмоток к сети, два других — для переключения статорных обмоток со звезды на треугольник, источник противо-ЭДС, один вывод которо го подключен к анодной группе первого выпрямителя, другой 30 вывод — к катодной группе второго выпрямителя (2 }.

Недостатком данного технического решения является большая требуемая установленная мощность преобразова-. телей в роторной цепи электродвигателей, особенно в применении к механизмам большой мощности.

Целью изобретения является уменьшение массо-габаритных показателей при сохранении заданной глубины регулирования скорости.

Цель достигается тем, что в известный двухдвигательный регулируемый зле ктро при вод до пол ни тел ь но в веде ны однополюсный выключатель и два блока переключения, один иэ которых включен между анодными группами выпрямителей, а второй блок переключения включен между катодными группами выпрямителей, а однополюсный выключатель включен между катодной группой первого выпрямителя и анодной группой второго выпрямителя, На фиг, 1 приведена схема двухдвигательного регулируемого электропривода, на фиг, 2 а-е — примеры исполнения источника противо-ЭДС и блоков переключения.

879725

Двухдвигательный регулируещ.1й электропривод переменногс тока(фиг.1) выполнен по схеме асинхронно-вентильного каскада на Основе двух одинаковых асинхронных электродвигателей

2 с фазным роторам. Лсинхронные электродвигатели 1, 2 с фазным ротором электрически связаны друг с другом таким образом, что их статорные обмотки 3, 4 соединены между собой последовательно, Последовательно соединенные статорные обмотки 3 и 4 с помощью трехфазных коммутаторов 5, 6 могут быть соединены в общую звезду или в общий треугольник„ а при помощи трехфазного коммутатора 7 — подключены к сети питания, 15

Роторные обмотки 8, 9 электродвигателей 1, 2 подключены соответственно к неуправляемым выпрямителям 10, 11, собранным по трехфазным мостовым схемам. Положительный полюс 12 выпрями- 2О теля 10 и отрицательный полюс 13 выпрямителя 11 соединены между собой с помощью однополюсного выключателя 14.

Последовательно соединенные выпрямители 10., 11, дросселя 15 16 и ис 25 точник 17 противо-ЭДС образуют контур выпрямленнсгс тока ротора, )4ежду положительным полюсом 12 выпрямителя

10 и положительным полюсом 18 выпрямителя 11 включен блок 19 переключения, а между отрицательным полюсом 20 выпрямителя 10 и отрицательным полюсом

13 выпрямителя 11 включен блок 2 переключения. В качестве источника 17 противо-ЭДС с вывс.„ами 22, 23 может быть применен ге11ератср 24 постояв 1Ого тока, привсдимь1й во вращение гoHным двигателем 25 (фиг, 2а), или управляемый ста и че ки и ", рссбразсватель 26 (фиг. 2б):. В Об,ем случае каждый из блоков 19 1л 2 переключения 4() состоит и 3 11сследсв атель но вклю -хен ных однополюсного выключателя 27 (фиг. 2д ), дросселя 28 и диода ?9.

Выклю1атели 27 служат дл> переключения выпрямителей 10 р 1 с параллель ного соединения HB последовательное и наоборот„

Дроссели ?8 служат для исключения взаимного влияния Параллельно работающих выпрямителей 10, 11 друг на щ друга, а также для уменьшения уравнительных токов в тех случаях, когда в качестве источника противо-ЭДС используются управляемые статические преобразователи, 55

Диоды 29 служат для исключения режима коротких замыканий, которые могут возникнуть при недостаточно четкой работе выключателей 14 и 27 в процессе переключения выпрямителей

10 11 с параллельногс соединения на bG

f последовательное и наоборот. В зависимости от технических требований к электроприводу блоки переключения 19 и 21 могут содержать выключатель 27 и и дроссель 28 (фиг. 2г ) или дроссель 65

28 и диод 29 (фиг. 2е.), а в простейшем случае — только однополюсный выключатель 27 (фиг, 2в).

Двухдвигательный регулируемый электропривод работает следующим образом.

В начальный момент пуска последовательно включенные статорные обмотки 3, 4 электродвигателей 1, 2 с помощью трехфазного коммутатора 5 соединяют в общую звезду, трехфазным коммутатором 7 подключают статорные обмотки к сети питания и одновременно с этим замыкают силовые контакты однополюсных выключателей 27, в результате чего выпрямители 10, 11 включаются на параллельную работу. В этом положении напряжение, приложенное к статорным обмоткам 3, 4 в - )3 раз меньше номинального значения, вследствие чего напряженке на выходных клеммах выпрямителей 10, 11 также уменьшены в - 3 раз по отношению к номинальному значению выпрямленного напряжения ротора одного из электродвигателей 1, 2, Для получения режима нулевой скорости величину противо-ЭДС источника

17 устанавливают разной величине выпрямленного напряжения параллельно включенных выпрямителей 10, 11. увеличение скорости привода от нулевого значения до определенного уровня Осуществляют соответствующим уменьшением противо-ЭДС источника 17, По мере разгона злектропривода напряжение на роторных обмотках 8, 9 уменьшается пропорционально скольжению

cIO iII рОННЫХ ЭЛЕКтродВИГатЕЛЕй 1, 2.

После того, как вследствие увеличения скорости напряжение на роторных обмотках 8, 9 уменьшается не менее, чем в - Т раз, отключают трехфазный коммутатор 5 и включают трехфазный коммутатор 6, осущсствляя тем самым переключение последовательно соединенных статорных обмоток 3, 4 со звезды в общий треугольник, Чосле переключения со звездь. на треугольник напряжения на статорных и рсторных обмотках электродвигателей 1, 2, а также выпрямленные напряжения выпрями- .елей 10, 11 возрастут — - /3 раз, Во избежаниЕ появления аварийных токов в герехсдном режиме в процессе переключения статорных обмоток со звезды на треугольник противо-ЭДС источника 17 увел11чиваю соответственно в /3 раз, После осуществления упомянутых OIIeраций заканчивается работа электропривсда в первой зоне регулирования и осуществляется переход во вторую зону.

Регулирование скорости вс второй зоне от нижнего уровня до верхнего осуществляют соответствующим уменьшением величины противо-ЭДС источника

17, По мере псвышения скорости приво879725 да во второй зоне момент нагрузки на валу механизма увеличивается и соответственно увеличиваются токи роторных обмоток 8, 9 электродвигателей

1, 2, Верхний уровень скорости во второй зоне регулирования определяется на грузочным моментом механизма, при котором суммарный ток выпрямителей

10, 11 становится равным номинальному току источника противо-ЭДС 17. Повышение скорости выше этого уровня

/ при параллельном включении выпрямителей 10, 11 недопустимо, так как это влечет за собой перегрузку источника противо-ЭДС 17 по току, Вследствие этого при достижении верхнего уровня второй зоны регулирования отключают выключатели 27 и включают выключатель 14, тем самым осуществляя переключение выпрямителей 10, 11 с параллельного соединения на пас- 2О ледовательное. В процессе переключения выпрямителей 10, 11 с параллельного соединения на последовательное и обратно должна быть обеспечена одновременность работы выключателей 27, рр

Учитывая это, в ряде случаев вместо двух однополюсных выключателей 27 может быть устайовлен один двухполюсный выключатель.

8 тех случаях, когда блок переклю- З чення 19 или 21 не содержит выключателя 27,.а состоит из дросселя 28 и диода 29, переключение выпрямителей

10, 11 с параллельного соединения на едоват "ьное осуществляется нело- 3 средственно после замыкания силовых контактов выключателя 14. После переключения выпрямителей 10, 11 на последовательное соединение выпрямлеи" чое напряжение, приложенное к источнику противо-ЭДС 17, увеличится вдвое.4О

Во избежание .появления аварийных токов в переходном режиме противо-ЭДС источника 17 при этом также увеличивают в два раза.

После выполнения указанных оиераций электропривод переходит в третью зону работы. Регулирование скорости в третьей зоне от нижнего уровня до номинального значения осуществляют соответствующим изменением величины О противо-ЭЦС источника 17, Управление электроприводом (фиг.1) при снижении скорости от максимального значения до нуля осуществляется в обратной Последовательности, 55

B этом варианте электропривода статорные обмотки обоих двигателей соединены последовательно, При взаимном повороте роторов электродвигателей 1,2 на угол =-ф0+60 К) зл.град.i, где К = 0,1,2,3...,), значительно 60 уменьшается содержание высших гармоник в токе статора и ротора обоих электродвигателей и в сети питания.

Однако в двухлзнгательном электроприводе возможно также и параллельное 65 соединение статорных обмоток, По сравнению с известными схемами двухдвигательных электроприводов по схеме

ABK рассматриваемый электропривод характеризуется относительно высокими технико-экономическими показателями, что определяется максимальным использованием силовых элементов -привода .. по допустимому току и напряжению при работе в каждой зоне регулирования и

1 остигается за счет рационального изенения структуры силовой схемы электропривода по зонам.формула изобретения

1. Двухдвигательный регулируемый электронривод, содержащий два асинхронных двигателя с последовательно соединенными статорными обмотками, к

4 аэиым роторам которых подключены выпряьмтели, три трехфазных коммутатора, один - для подключения статорных обмоток и сети, дна других - для переключения статорных обмоток со звезды на треугольник, источник противоЭДС, адин вывод которого подключен к анодной группе первого выпрямителя, другой - к катсдной группе второго выпрямителя, о т л н ч а в шийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритиих показателей при сохранении заданной глубины регулирования скорос- ти, в него дополнительно введены однополюсный выключатель и два блока переключения, один из которых включен

vezmy анодньвя хруппамн выпрямителей, второй блок переключения включен между катоднымн группами выпрямителей, а однополюсный выключатель включен между катодной группой первого выпрямителя и аиодной группой второго выпрямителя

2. Электропривод по и, 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый блох переключения выполнен в виде однополюсного выключателя.

3. Электроприиод по и. 1, о тл и ч а ю щ н и с я тем, что каждый блок переключения выполнен из последовательно соединенных однополюсного выключателя и дросселя.

4. Злектропрнвод по и. 1, о тл и ч а в шийся тем, что каждый блок переключения выполнен из последовательно соединенных однополюсного выключателя „ ooселя н диода.

5. Электроцривод по и, 1, о тл и ч а m шийся тем, что каждый блок переключения выполнен из последовательно соединенных ) росселя и диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головаи А,Г, Основы электропривода. "Госэнергоиздат", 1959, с. 306.

2, Танатар А,Б. Методы регулирования скорости асинхронных двигателей.

"Техника", 1968, с. 46, рис. 28.

zsf lJ М

zr Ф

rex я /

Ф®

Составитель М. Кряхтунова

Редактор T. Çàãðåáåëüíàÿ Техред A. Бабинец Корректор Ю.Макаренко

Заказ 9737/26 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4