Асинхронный вентильно-машинный каскад

О П И С А Н И Е 00 И 6167ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) .Ч. Кл.- Н 02 Р 7/78 осударственный комитет овета Министров СССР 153) УДК 621.316.71(088.8) кв делам изобретен и открытий) Авторы изобретения К. П. Бочаров и А. И. Винни 1) Заявнтел Донецкий государственный проектно-конструкторскийэкспериментальный институт комплексной механизации шахт(54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЪНО-МАШИННЫЙ КАСКА 2 Изобретение относится к области электротехники, а именно к асинхронным вентильномашинным каскадным электроприводам, работающим на принципе использования энергии скольжения и регулирующим скорость вращения при помощи противо-э.д,с. в контуре постоянного тока. Оно предназначается для использования в качестве привода промышленных вентиляторов большой мощности. Известны асинхронные машино-вентильные каскадные электроприводы 1, которые в последние годы широко применяются на механизмах с вентиляторной механической характеристикой. Такие электроприводы имеют приводной асинхронный электродвигатель с фазовым ротором, присоединенный к питающей сети, неуправляемый выпрямитель, соединенный с роторной цепью асинхронного двигателя, агрегат постоянной скорости, состоящий из синхронной машины, присоединенной к питающей сети, с валом которой механически связана машина постоянного тока. Якорная цепь машины постоянного тока присоединена к неуправляемому выпрямителю на стороне постоянного тока. Изменением э.д.с. якорной цепи регулируется и устанавливается необходимая скорость вращения приводного асинхронного электродвигателя с фазовым ротором. Энергия скольжения, поступающая в роторную цепь, возвращается в питающую сеть,Однако из-за потерь энергии в выпрямителе и якорной цепи машины постоянного тока верхний предел скорости вращения, который можно достичь в указанном каскадном регулиру емом электроприводе, как правило, ниже номинальной скорости асинхронного приводного двигателя.Наиболее близким техническим решениемявляется известная система управления элек тродвигателем 2, содержащая асинхронныйдвигатель с фазовым ротором, неуправляемый выпрямитель, регулируемый трансформатор, две машины постоянного тока. Недостатками этой системы являются осуществление регули рования скорости вращения асинхронногодвигателя только ниже номинальной скорости, отсутствие возможности для его синхронизации. Система управления не содержит элементов, с помощью которых можно было бы ра зогнать электропрнвод до подсинхронной скорости и подать в роторную обмотку постоянный ток для возбуждения.Кроме того, применение этой системы уп 25 равления в приводе вентиляторов большоьмощности приводит к недостоточному использованию нх технических возможностей. Система управления не имеет также элементов, способствующих улучшению коэффициента 30 мощности.Целью изобретения является устранениеуказанных недостатков. Указанная цель достигается тем, что в предложенном асинхронноммашино-вентильном каскаде в фазы роторноговыпрямительного моста между анодной и катодной группами введен выключатель,два выводных конца обмотки ротораасинхронного двигателя присоединены к выключателю со стороны анодной группы, а третий - со стороны групп вентилеи катоднойгруппы, или наоборот.Введение автоматического выключателя всочетании с указанным присоединением выводных концов обмотки ротора позволяетпри разгоне привода до подсинхронной скорости размыканием выключателя осуществитьсинхронизацию асинхронного двигателя, чтосущественно повышает скорость вращениявентилятора. Синхронизация асинхронногодвигателя дает возможность улучшения коэффициента мощности каскада,На чертеже изображена схема описываемого асинхронного вентильно-машинного каскада. Каскад состоит из асинхронного двигателя 1, в роторную цепь которого включен неуправляемыи выпрямительный мост 2, междуанодной и катодной группами которого подсоединен выключатель 3, При этом два выводных конца роторной обмотки асинхронногодвигателя подсоединены к выключателю состороны анодной группы, а третий - со стороны катодпой. Нагрузкой упомянутого выпрямительного моста являются две последовательно соединенных машины постоянного тока 4 и 5, одна из которых механически связана с валом синхронной машины 6, а другая -с валом асинхронного двигателя 1.В период пуска и разгона машины 4, 5 и6 работают по системе генератор - двигатель.Машина 5, являясь генератором постоянноготока, питает через выпрямительный мост 2,включенный в силовую цепь в проводящемнаправлении, машину 4, Так как падение напряжения на вентилях выпрямителя, включенного в прямом направлении мало, его включение последовательно в силовую цепь машинне оказывает существенного влияния на пускпривода,В период,разгона за счет регулирования тока в обмотке возбуждения в машине 5 создается плавно возрастающая э,д.с, (полярностьуказана в скобках) и двигатель 1, статор которого на период пуска отключен от питающей сети, плавно разгоняется до необходимойскорости.На машине 4 возбуждение остается постоянным, так как ток возбуждения в обмоткевозбуждения не меняется.После разгона до необходимой скорости,за счет изменения направления тока в обмот 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ке возбуждения меняется полярность э.д.с. машины 5 (полярность указана без скобок) и устанавливается такой, чтобы суммарная э,д.с. машин 4,и 5 (против э.д.с.) была несколько большей выпрямленной э.д,с. ротора на данной скорости. После этого статор двигателя 1 подключается к питающей сети, чем и заканчивается разгон.В дальнейшем по мере необходимости изменением величины и направления тока возбуждения в обмотке возбуждения машины постоянного тока 5 устанавливается необходимая промежуточная скорость каскадного привода или максимальная скорость.В период подхода к максимальной скорости и в процессе работы на ней машина 5 работает как генератор через мост 2 в проводящем направлении. Во всех описанных периодах работы выключатель 3 замкнут.После выхода на максимальную скорость производится размыкание выключателя 3. При этом ротор получает питание постоянным током от машин 4 и 5, чем обеспечивается перевод двигателя 1 в синхронный режим работы, В дальнейшем асинхронный двигатель 1 работает как синхронный и совместно с машиной 4 отдает мощность на вал вентилятора,Внедрение данного каскада в промышленность позволит получить большой экономический эффект за счет повышения производительности вентилятора и повышения коэффициента мощности привода. Формула изобретения Асинхронный вентильно-машинный каскад, содержащий асинхронный двигатель, в роторную цепь которого включен неуправляемый выпрямительный мост, нагрузкой последнего являются две последовательно соединенные машины постоянного тока, одна из которых механически соединена с асинхронным двигателем, а другая - с синхронной машиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения сов р, между анодной и катодной группами упомянутого выпрямительного моста введен выключатель, при этом два выводных конца роторной обмотки асинхронного двигателя подсоединены к нему со стороны анодной группы, а третий - со стороны катодной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 Сандлер А. С. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей М Энергия, 1966, с, 157.2 Патент Мо 941163, кл. Н 02 р, 1962, Англия.516167 Пцяавщая сею,5- рансгс птимннсгс щека Составитель Т. Васильеваедактор В. Девятов Техред Т. Курилко Корректор А. Дзесов ПодписноеР ипография, пр. Сапунов Заказ 1847/18 Изд1427 ЦНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск