Способ пуска гистерезисного электродвигателя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Советск ихСоцивлнстнчесиикРеслублик и 997214Дата опубликования описания 18.02.83 В.И. Гуков, С.Ф. Позднухов, Н.Н. Рудано и В.Н. Тарасов(72) Авторы изобретен(7) Заявител 54) СПОСОБ ПУСКА ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯИзобретение ехнике и може для управления исным двигате тноситсябыть испонерционным. электрозованогистеребыть евознияЭто нож- ичеателя чего яи 5 крат ввеспу вига и Р изуютсянапряВ .современных двигателях часто используют аэродинамические опоры.В начале трогания в опорах имеет место момент сухого трения, на преодоление которого и рассчитывается двига 1 О тель. По мере разгона момент сопротивления уменьшается. Кратность момента нагрузки в точках "пуск" и "рабочий режим" может составить отношение 10 к 1 и более. При такой большой кратности для сохранения высоких энергетических показателей в рабочем режиме необходимо уменьшить уровень потока в двигателе. Поставленная задача применительно к гистерезисному щ двигателю может быть решена за счет. форсированного пуска путем повышения напряжения на время разгона с после-, дующим снижением в рабочем режиме 11. При этом одновременно можетдостигнут устойчивый режим пербуждения, если кратность измененапряжения не превышает 1,5-2,2кратности может быть недостаточдля получения максимально возмоного КПД в рабочем режиме, увелние ее приводит к переводу двигв емкостной режим, в результатеснижается устойчивость двигатели КПД из-за роста потерь в медиувеличения тока.Известно, что для увеличенияности напряжения целесообразноти этап размагничивания роторовтем кратковременного перевода дтеля в асинхронный режим после ивой ступени снижения напряжения,затем после повторного входа в схронизм -. повторное снижение напжения 1,2.Указанные способы характербольшой кратностью изменения3 99721 жения и тока, а следовательно, завышением установленной мощности источника, исходя из требований пуска,Известно, что уменьшить установленную мощность источника можно за счет реализации частотного пуска гистерезисного двигателя путем изменения частоты и напряжения. При этом может быть обеспечен и требуемый для трогания двигателя пусковой момент 3 0Однако для осуществления перевозбуждения по-прежнему необходимо изменять напряжение в рабочем режиме, т.е, в этом случае максимальная мощность источника сохраняется на. прежнем уровне, но имеет место в конце запуска. Одновременное изменение частоты и напряжения усложняет реализацию привода.Известно, что для уменьшения установленной мощности можно осуществ лять импульсное намагничивание двигателя в рабочем режиме при сохранении постоянного уровня частоты и напряжения на время пуска Я .25При этом не обеспечивается максимальное использование двигателя, оцениваемое отношением М/ 1 и в точке пуск, которое имеет место при форсированном уровне потока в двигателе,Наиболее близким к изобретению является способ пуска гистерезисного двигателя, при котором подключают электродвигатель к источнику питания с заданным соотношением напряжения и частоты и одновременно, формируют намагничивающие,импульсы в фазах электродвигателя. После достижения ротором частоты вращения, определяемой текущим уровнем частоты питания, . дискретно увеличивают частоту и на 40 пряжение на заданный уровень. Затем вновь определяют вход двигателя в синхронизм на промежуточной частоте и вновь дискретно увеличивают частоту и напряжение, Так продолжают до достижения ротором заданной номинальной частоты вращения. При этом вход двигателя в синхронизм определяют по уменьшению тока, которое происходит в результате перевозбужде ния двигателя импульсами на любой . промежуточной частоте питания. Для перевозбуждения двигателя необходимо выбрать такое соотношение напряжения и частоты, чтобы поток в двигателе и индукции в роторе были меньше уровня потока и индукции при. обычном форсированном запуске. Поэтому пусковой " Чмомент такого двигателя меньше максимально возможного, необходимогодля надежного трогания с места двигателя с аэродинамическими опорами.бсли при заданной начальной частотеувеличить напряжение, можно получитьзаданное максимальное значение потока и момента трогания 5.Однако при этом наличие периодических, импульсов приводит к дополнительному увеличению среднего значения напряжения в пределах полупериода частоты питания. Это не сказывается на увеличении момента, а приводит лишь к увеличению намагничивающей составляющей тока, которая можетбыть значительной из-за насыщениядвигателя максимальным уровнем потока, В результате увеличиваются токичерез токойодводы электродвигателя,снижая надежность электропривода, ичерез источник, увеличивая его установленную мощность.Цель изобретения - повышение надежности и снижение установленноймощности источника питания,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу пуска гистерезисного двигателя, преимущественнос газодинамическими опорами, при котором подключают электродвигатель кисточнику питания с,заданным пусковым соотношением напряженя и частоты,и Формируют намагничивающие импульсыв, фазах электродвигателя, .по достижении ротором заданной скорости вращения уменьшают соотношение напряженияи частоты в 1,5-2,5 раза, после чегоформируют указанные намагничивающиеимпульсы.Суть предлагаемого способа состоит в следующем.Предварительно выбирают такое соотношение напряжения и частоты, чтобы поток в машине был на уровне предельных индукций в статоре и роторе.Для ротора рационально иметь индукцию в области максимальной магнитнойпроницаемости основной кривой намагничивания, Для этой индукции отношение момента к току максимально, иможно обеспечить пуск при максимальновозможном токе, выбираемом по ограничениям токоподводов или источникапитания, имея при этом максимальновозможный момент для обычноо пускагистерезисного двигателя, Двигательпреодолевает момент трения в опораи разгоняет ротор.5 9972 14 6На чертеже представлен пример вы. полнения устройства,:реализующего предложенный способ управления.Устройство содержит гистерезисный двигатель 1, через разделительный ключ 2 подключенный к основному источнику 3 питания. Параллельно фазам двигателя 1 через разрядный ключ 4 подключен импульсный источник . В цепь питания основного источника 3 включен блок 6 вольтодобавки. Управление блоком 6 вольтодобавки разделительным 2 и разрядным 4 ключами осуществляется от блока 7 управления.Запуск двигателя и включение намагничивающих импульсов производится по временной программе. Запуск осуществляется при номинальной частоте питания и напряжения, необходимых для создания требуемого момента. Повышенное, напряжение обеспечивается блоком 6 вольтодобавки, который включается по сигналу блока 7 управления. Через заданное время, необходимое для разгона двигателя ро рабочей частоты вращения, блок 7 управления вырабатывает команду на выключенве блока 6 вольтодобавки и на включение намагничивающих импульсов. 11 ри этом разделительный 2 и разрядный 4 ключи работают в противофазе, обеспечивая импульсное подмагничивание ротора двигателя, Разрядный ключ 4, замыкаясь, подключает, импульсный источник 5 к Фазам двигателя 1, одновременно разделительный ключ 2 размыкается, препятствуя протеканию импульсного тока через основной источник 3.При этом импульсное намагничивание осуществляется при пониженном уровне потока, а следовательно и тока. Этим исключается загрузка токоподводов повышенными токами, что повышает надежность электропривода. Одновременно снижается установленная мощность источника питания, что является часто определяющим требованием систем электропитания.вФормула изобретения Частота напряжения питания может быть установлена сразу на уровне рабочей частоты, а напряжение при этом поддерживается постоянным на все время запуска, т,е. реализуется обыч ный форсированный запуск. По достижении ротором заданной частоты вращения - в частном случае синхронной рабочей - понижают напряжение питания и начинают периодическую импульсную 10 модуляцию напряжения любым известным способом: кратковременным увеличением амплитуды части полупериода частоты питания или увеличением длительности полупериода, или их комбинаци ей. Периодическая модуляция осуществляет стабилизацию магнитного состояния ротора, в результате чего стабилизируется ток, тепловое состояние и магнитные поля рассеяния двигателя, рц демпфируются качения. Необходимый для эффективного импульсного намагничивания пониженный уровень потока может быть достигнут р 5 не только за счет снижения напряжения, но и в ряде случаев за счет переключения с пускового источника на рабочий с номинальным уровнем напряжения и тем же уровнем частоты. После эо переключения модуляцией напряжения рабочего источника осуществляется перевозбуждение, Такое решение позволяет уменьшить объем электрооборудования, а за счет импульсной модуляции упростить согласование источников по частоте, так как отпадает необходимость жестко согласовывать их частоты,40В ряде случаев нерационально строить источник с двумя уровнями напряжения или иметь два источника. Повышение уровня потока можно иметь за счет снижения пускового уровня час- тоты при постоянном рабочем напряже-, нии питания. Поскольку максимальное значение момента двигателя достаточно иметь на определенном диапазоне изменения скорости, например от 0 до 1, 3 номинального значения и ниже, путем снижения частоты в 1,5-2,5 раза можно обеспечить надежный запуск двигателя, плавно увеличить частоту и осуществлять импульсную модуляцию напряжения питания, обеспечивающую55 перевозбуждение двигателя при достижении ротором синхронной частоты вращения. Способ пуска гистерезисного электродвигателя, преимущественно с газо- динамическими опорами, при котором подключают электродвигатель к источнику питания с заданным пусковым соотношением напряжения и частоты, формируют намагничивающие импульсы всвидетельство СССР02 Р 7/42, 1972.свидетельство СССР02 Р 7/42, 1975 Составитель Л. КрасновРедактор Л. Алексеенко Техред М,Костик Корректор С. Шекмар гТираж 685 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Н, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 956/76 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 99721фазах электродвигателя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения установленной мощности источника питания, подостижении ротором заданной скорости вращения уменьшают соотношение напряжения и частоты в 1,5-2,5 раза,после чего формируют указанные намагничивающие импульсы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 140881, кл. Н 02 К 19/08, 1962,8 2. Авторское свидетельство СССР 1 439882, кл. Н 02 К 19/08, 1974.3Делекторский Б.А Тарасов В.Н. Регулирование гистерезисного гиродвигателя в процессе запуска, Труды Московского энергетического института, 1974, с. 37-41.