Устройство для пуска асинхронных двигателей

Класс 21 Р, 235845 ПАТЕНТ НА ИЗОБ О А Н устройства для пуска асинхронных двигателей. К патенту ин-ой фирмы Заводыс огр. отв." (Яетепв-Ьс 11 цсйег 1 тчБерлин, заявленному 16 марта 192 именс-Шуккерт, 06где, беве 1 вс 11 ай тп.года (заяв свидМ. Лившиц (М. 11 в щество Ь. Н.), 500).всЬНг). Действительный изобретатель ст. 4 Советско.герной собственности ритет от 14 марта 192 б г. на основани Соглашения об охране промышл нск 1928 года. Действи1 июля 1928 года. выдаче патента опубликовано з 1 июля распространяется на 15 лет от атента Для пуска в ход асинхронных двигателей необходимо во время пускового периода отбирать от ротора мощность, пропорциональную существующему в каждый момент этого периода скольжению, У двигателей с коротко замкнутым ротором мощность превращается в роторе в теплоту, У двигателей с контактными кольцами мощность ротора подводится к пусковому реостату н в последнем превращается также в теплоту, Следовательно, в обоих случаях мощность ротора теряется. Для больших машин с частыми пусками в ход и остановками работы, в особенности же для приводных устройств, при которых приходится производить ускорение больших маховых масс, уничтожаемая в пусковом реостате энергия может достигать величины, имеющей существенное значение ддя экономичности привода. Предлагаемое изобретение имеет целью получить экономичный пусковой процесс. Ддя этого особый умформер возвращает в сеть мощность ротора пускаемого в ход двигателя, устанавливая величину этой мощности даваемым им отношением числа периодов. Для этого необходимы две машины, из коих одна воспринимает электрически мощность ротора пускаемого в ход главного двигателя и отдает ее механически работающему обратно на сеть генератору.На фпг. 1 чертежа изображена схема предлагаемого устройства и на фиг. 2 - диаграмма пускового процесса.К сети 4 (фиг. 1), например, трехфазного тока с частотойприсоединен главный двигатель 1, контактные кольца которого соединены с мотором 2 умформера. 3 отор 2 приводит в действие генератор 3, который отдает ток обратно в сеть 4. Пусть числа пар полюсов этих машин будут соответственно р р у,. Перед началом пуска главного двигателя пусковой аггрегат разгоняется со стороны машины 3 и вращается вхолостую с числом оборотовЕсли теперь прикдючить двигатель 1 к сети 4, то у его контактных колецпоявляется напряжение, частота которого пропорциональна скольжению двигателя, т.-е. в состоянии покоя ,равна /1.Отдаваемая с контактных колец этого двигателя мощность стремится произвести ускорение мотора 2 до числа оборотов6 о /г р)Р 2Так как число оборотов пускового аггрегата и а следовательно и и 2 определенно установлено механическим сцеплением машин 2 и 3, то /; будет стремиться установиться на значении(3)Рз 6 ОЕсли величину р, сделать больше р. то /"2 меньше /т.-е, двигатель приходит в движение. Все время пока /2 больше "мощность ротора глав 60ного двигателя стремится произвести ускорение пускового аггрегата, мотор же 2 будет скользить по отношению к синхронному чисду оборотов, определяемому частотой / до тех пор, пока /2 не снизится до величиныР-. После60этого главный двигатель вращается совместно с пусковым аггрегатом как электрически спаренный индукционный каскад в состоянии установившегося режима с каскадно-синхронным числом оборотов, Если машина 2 пли 3 нди обе эти машины устроены так, что они допускают переключение числа полюсов,то можно получить ступенчатым обра. 1 зом различные частоты 2 установи-вшегося режима и устанавливать таким образом различные числа оборотов, до, которых разгоняется главный двигатель.Если по достижении последней ступенипереключить машину 3 так, чтобы она, вращалась обратно своему вращающе-муся полю, то число оборотов пускового, аггрегата тормозится до нуля, соответ-ственно чему /2 опускается также донуля, т.-е. главный двигатель будет работать со своим синхронным числом оборотов, так что его роторную обмотку можно отключить от 2 и замкнуть на короткое. Во время работы машины 3 против вращающегося поля отдача энергии в сеть, конечно, не происходпт. Описанный выше пусковой процессможет быть пояснен следующим числовым примером, Пусть /",=50; р, =1;р, = 2/3/4; рз = 5.В таком случаег = - = 600 обор./мин.зоооВ начале пускового процесса устанавливают р, = 4. Частота установившегося режима будет- 50=40,т.-е. двигатель 1 развернется до 20/,числа оборотов. Есди теперь переключить р 2 на ступень р 2 = 3, то2 = - . 50= 30,соответственно 40 О/, чисда оборотовглавного двигателя. После дальнейшегопереключения р 2 на ступень р 2 = 2получится/.,"= 5 50=20,соответственно 60/, числа оборотовглавного двигателя. Остальная частьпускового процесса протекает, как описано выше, при торможении пусковогоаггрегата, в случае надобности послепредварительного переключения полюсову машины 3.На фиг, 2 показана диаграммапускового процесса, при чем изменения /2 представлены ординатами прямой АВСОЯ, абсциссы которой выражены в процентах числа оборотов о,главноо двигателя. Точки В, С, Зобозначают частоты установившегосярежима прп различных каскадно-синхронных числах оборотов, соответственноразличным числам р 2 полюсных пар.Так как отдаваемая ротором главногодвигателя мощность пропорциональна /2,то прямая АЕ представляет такжелинию мощности пускового аггрегата,а именно ординаты ж обозначают мощность, отдаваемую ротором двигателя 1,Расстояния у прямой АЕ от проведенных через точки В, С, В параллелейк оси абсцисс представляют мощностьуничтожаемую в моторе 2 вследствиеего скольжения относительно спнхронного числа оооротов, соответствующегочастоте / т.-е, потерю на скольжение,тогда как отрезки г обозначают мощ ность, отбираемую от сети для торможения пускового аггрегата, Общая потеря энергии в работающей как двигатель умформерной машине 2 во время пускового периода определяется суммой треугольных площадей, ограниченных, с одной стороны, прямой АЯ, а с другой стороны утолщенными линиями диаграммы. Отдаваемая обратно в сеть и, следовательно, возвращаемая энергия соответствует площади между утолщенными линиями и осями координат, за вычетом треугольника ВЕК, соответствующего торможению машины 3 противотоком. Этот теряемый треугольник, по исчерпании всех возможностей, предоставляемых переключением полюсов в машине 2, может быть еще уменьшен посредством переключения полюсов машины 3. Дальнейшее уменьшение потерь возможно еще в том случае, когда машины 2 и 3 устроены в виде машин, регулируемых без потерь,При легких условиях пуска в ход машина 2 может быть снабжена коротко замкнутым ротором. В таком случае рекомендуется конструировать этот ротор так, чтобы он обладал высокой постоянной времени в отношении изменения температуры. Еслн прп тяжелых условиях пуска в ход толчки нагрузки в пусковом аггрегате во время ступенчатого переключения полюсов слишком сильны, то в цепь ротора машины 2 или машины 3 или обеих этих машин можно включить влияющее на скольжение сопротивления 5 и 6, которые действуют выравнивающим образом на толчки, но в то же время являются источником потери энергии. Для облегчения воспринимания толчков нагрузки мотор 2 выполняется, преимущественно, с высоким насыщением или с высоким максимальным нагрузочным (опрокидывающим) моментом. Генератор 3 может быть асинхронной или синхронной машиной, Машина же 2 не может быть синхронной машиной, так как прп различных частотах она должна работать практически с одинаковым числом оборотов, т.-е. с переменным скольжением.Если в данной заводской установке имеется несколько двигателей, пуск в ход которых желательно производить описанным выше образом, то во многих случаях оказывается достаточной установка одного пускового аггрегата, переключаемого, смотря по надобности, на тот или другой двигатель, Для некоторых случаев заводской практики может быть установлено требование, чтобы во время пускового процесса вращение происходило с определенными числами оборотов, В таком случае числа полюсов р, и р,. выбираются так, чтобы эти числа оборотов были каскадно-синхроннымп.Посредством предлагаемого устройства имеется в виду не только возвращать значительную часть пусковой мощности, но также применять для напряжения покоя ротора пускаемого главного двигателя 1 более высокие значения, чем это возможно было бы при применении пусковых реостатов, так как мотор 2 в качестве мотора высокого напряжения может быть устроен для произвольных напряжений,Предмет патента.1. Устройство для пуска асинхронных двпгателей, характеризующееся применениец пускового аггрегата, состоящего из двух механически связанных и имеющих разные числа полюсов машин 2 и 3 из которых машина 2, включенная своим статором на кольца ротора главного двигателя, - асинхронная, а машина 3, включенная своим статором на питающую сеть - асинхронная или синхронная, каковые машины, одна илп обе вместе, допускают изменение числа полюсов, с целью сделать возможным получение повышающихся синхронных чисел оборотов главного двигателя, при каскадно включенном пусковом аггрегате (фпг. Ц.2. При охарактеризованном в п. 1 устройстве применение в цепи роторов асинхронныхмашин сопротивлений 5 и 5, предназначенных для ослабления толчков тока прп переходе от одной, низшей, скорости к другой, высшей, скорости.3. При охарактеризованном в п, 1 устройстве применение в качестве асинхронной машины 2 машины с коротко замкнутым ротором, обладающим повышенною постоянною времени в отношении изменения температуры.фФ%ЯтГ. по-лигограФин Красный Печатник, Ленинград, Мекдународный,4. При охарактеризованном в п, 1 устройстве применение в качестве асинхронной машины 2 машины с высоким магнитным насыщением или с высоким наибольшим моментом вращения,Ь, При охарактеризованном в п. 1 устройстве применение приспособления для переключения фаз в цепи, подводящей ток от сети к машине 3, с той целью, чтобы получить синхронное число оборотов главного двигателя,6, Применение охарактеризованного в п. 1 устройства для пуска нескольких асинхронных двигателей, состоящее в том, что устройство снабжено переключающим приспособлением для соединения с пускаемым в ход двигателем,