Способ регулирования частоты вращения электропривода с дифференциальным редуктором

(51) 4 Н 02 Р 7/753 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ использовано дляей, Целью изобретехнике и может быть запуска авиадвигател тения является умень ческих затрат путем ти, требуемой для ре соб регулирования со частоту регулировани 2 дифференциального ,гулируют, изменяя ча первого входного вал циального редуктора рованных диапазонах шение энерг сичастот вращ(54) СПО ВРАЩЕНИЯ ЦИАЛЬНЬИ СТОТЫфФЕРЕНРЕГУЛИРОВАЛЕКТРО ПРИВОДУКТОРОМтение отно я в каждом диапазонеостоянной частоту враходного вала 6 диффедуктора 1, 2 ил. ния, поддерж регулировани щения второг ренциального Из лектроГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Марголин.Ш,М. Дифференциальныйэлектропривод, - М.1 Энергия, 1975,с.157-159, рис. 4-17.Там же, с. 149, рис,4-13,снижения мощносгулирования, Спо стоит в том, что я выходного вала редуктора 1 рестоту вращения а 4 дифферен 1 в фикИзобретение относится к электротехнике, а именно к приводным устройствам с дифференциальным редуктором,и может быть использовано, например,в авиации при запуске авиадвигателей5(область применения предлагаемогоспособа ограничена нагрузками, имеющими существенный момент инерции).Цель изобретения - уменьшениеэнергетических затрат путем снижениямощности, требуемой для регулирования,На фиг,1 представлен электроприводс дифференциальным редуктором дляреализации предлагаемого способа; нафиг,2 - диаграммы изменения частотвращения от времени (и и , пэ - частоты вращения первого входного, второго и выходного валов дифференци Оального редуктора соответственно).Электропривод содержит дифференциальный редуктор 1, выходной вал 2которого подсоединен к валу силовойустановки 3 (турбине авиадвигателя), 25первый входной вал 4 подсоединен кротору первой синхронной электрической машины 5 с возбуждением от постоянных магнитов, второй входной. вал6 через тормозное устройство 7 подсо- ЗОединен к ротору второй синхроннойэлектрической машины 8, содержащейсинхронный подвозбудитель 9 с возбуждением от постоянных магнитов, регулятор 10 возбуждения, статическийпреобразователь 11 частоты например,циклоконвертор), подключенный однимизажимами к якорной обмотке первой синхронной электрической машины,а другими - через ключи 12 и 13 к источнику 14трехфазного переменного напряжения иякорной обмотке синхронного подвозбудителя соответственно, якорная обмотка второй синхронной электрическоймашины через ключ 15 также подсоединена к источнику трехфазного переменного напряжения, при этом подвозбудитель 9 имеет в два раза большее число пар полюсов по сравнению со второй синхронной электрической машиОной 8,Способ регулирования частоты вращения осуществляют следующим образом,В начальный момент времени включается тормозное устройство 7, которое затормаживает второй входной вал6, т,е, частота вращения второго вход.ного вала 6 устанавливается равнойнулю, Ключи 13 и 15 разомкнуты, ключ 12 замкнут. При заторможенном вале 6 статический преобразователь 11 частоты, питающийся от источника 14 трехфазного переменного напряжения 11, с помощью первой синхронной электрической машины 5 изменяет частоту вращения первого входного вала 4 до частоты вращения 1/2 и , При этомЗаксчастота вращения выходйого вала 2 достигает значения, равного 1/4 и (Кщ 2). При достижении выходным валом 2 указанной частоты ( фиг.3) тормозное устройство 7 отключается (растормаживается второй входной вал 6), затем с помощью статического преобразователя 11 частоты и первой электрической машины 5 изменяют частоту вращения первого входного вала 4 до моментй, при котором частота вращения второго входного вала 6 равна и.Ъ макс (Ю =1, К=2, 1=1). При этом (интервал времени С- й) выходной вал 2 под действием сил сопротивления авиадвигателя 3 незначительно снижает свою частоту вращения п, а первый входной вал 4 приобретает частоту вращения, близкую к величине 1/2 ЗмаксПри частоте вращения второго входного вала, равной и , частота3 махсфвыходного напряжения возбудителя 9 равна частоте напряжения источника 14 трехфазного переменного напряжения, После синхронизации указанных частот замыкается ключ 13, а статический преобразователь 11 частоты с помощью первой электрической машины 5 раскручивает выходной вал 2 до частоты вращения, равной 3/4 и(интервал времени й- й ). В данном диапазоне работы частота вращения второго входного вала 6 остается постоянной и равной и , а первыйЭ мсксвходной вал 4 в койце рассматривае" мого диапазона работы (время) приобретает частоту вращения, равную 1/2 п ,. Далее размыкается контактор 13 и тем самым снимается вращающий момент с второго входного вала 6.Статический преобразователь 11 частоты с помощью первой электрической машины 5 раскручивает второй входной вал 6 до частоты вращения 2 п и после синхронизации выход 5 максного напряжения второй электрической машины 8 с напряжением трехфазного источника 14 переменного напряжения замыкается ключ 15, Так как вторая1154ленную мощность регулируемого приводного устройства, имеющего всегда худшие массогабаритные показатели по сравнению с нерегулируемыми приводными устройствами, В примере реализации мощность необходимая для регулирования частоты вращения выходного вала (установленная мощность статического преобразователя частоты и первой электрической машины) при использовании предлагаемого способа в четыре раза меньше,Способ регулирования частоты вращения электропривода с дифференциальным редуктором, при котором частоту вращения второго входного вала дифФеренциального редуктора поддерживают постоянной и, изменяя частоту вращения первого входного вала дифференциального редуктора, регулируют частоту вращения выходного вала дифФеренциального редуктора, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат путем снижения мощности, требуемой для регулирования, в диапазоне частот вращения выходного вала от нуля до величины, равной п/2 К, частоту вращения второго входного вала устанавливают равной нулю, после чего второй входной вал растормаживают и изменяют частоту вращения первого входного вала до момента, при котором частота вращения второго входного вала достигнет значения, равного МК 3 манкед и поддерживая частоту вращения второго входного вала на достигнутом уровне, изменением частоты вращения первого входного вала регулируют частоту вращения выходного вала до момента, при котором частота вращения выходного вала достигаети 5 макс 1 значения равного - - - (И -- )Э2 2 после чего указанные операции повторяют до. достижения частотой вращения выходного вала номинального значения, где К - число ступеней частот вращения выходного вала, на которых частота вращения поддерживается постоянной и не равной нулю; И - количество изменений частот вращения второго входного вала, при этом ДК;- передаточное отношение между вторым входз1443электрическая машина 8 имеет в двараза меньшее число пар полюсов посравнению с подвозбудителем 9, причастоте вращения входного вала 2 псмакечастота напряжения второй электрической машины 8 равна частоте напря жения источника 14, При постояннойчастоте вращения второго входного вала 6 с помощью статического преобразователя 11 частоты и первой электрической машины 5 производится раскручивание выходного ваЛа 2, а следовательно, и турбина авиадвигателя, домаксимальной частоты вращения и , 15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я (номинальной), соответствующей оборотам малого газа авиадвигателяПредлагаемое устройство после элек.трозапуска авиадвигателя обеспечивает генерирование электроэнергии переменного напряжения стабильной частоты, При этом вторая электрическаямашина 8 работает в генераторном режиме, а частота вращения вала 6 стабилизируется за счет изменения момента на валу 4 с помощью статическогопреобразователя 11 частоты и первойэлектрической машины 5 энергия, отдаваемая (или потребляемая) электрической первой машиной 5, может пере- ЗОдаваться либо в сеть (тогда ключ 12замкнут, а ключ 13 разомкнут), либона вал 6 (тогда ключ 1 Э замкнут, аключ 12 разомкнут).В предлагаемом устройстве, реализующем способ, Фиксация частоты вращения второго входного вала 6 достигается за счет использования двухэлектрических машин 8 и 9, установленных на одном валу и имеющих разное число пар полюсов, Такой примерреализации рационален в случае использования рассмотренного устройства также, для генерирования напряжения стабильной частоты. В этом случае 4 .конструктивное, выполнение второйэлектрической машины 8 аналогично конструктивному выполнению авиационныхгенераторов. В качестве электрической машины 8 можно использовать асин Охронную электрическую машину, а фиксировать различные частоты вращениявторого входного вала 6 можно за счетиспользования полюсопереключаемойякорной обмотки. 55Способ позволяет существенно снизить мощность необходимую на регулирование частоты вращения выходноговала, что позволяет снизить установ5 1443115 6ным и выходными валами дифференциаль- частота вращения выходного вала дифного редуктора; п ,- максимальная ференциального редуктора,Фдз Составитель А,Головченк Техред М.Дидык актор М.Бл М.Шароши орре аказ 6393 5 Ужгород, ул, Проектная,роизводственно-полиграфическое ият Тираж 584 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаушПодпискомитета СССРи открытийская наб.д, 4/