351477

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 02 р 5/3 рнсоедннением заявкисударственнын комет оаата Мнннстроа ССС оо делам нзабретеннйн отнрытнй(3 орнтет -УДК 621,316.7 18 5,076.7;621.313 ,323 (088.8) ублнковано 25,11,74 Бюллетень 43 та опубликования описания 05.08,75 2) Авторы изобретения мов, 10, Г. Шакаряи М, В, Бакшт овганюк, Б. П ., Г. М. Тюф М, М, Ботвинник, И.М, И. ж-., 10. Г,Всесоюзный научно-исследовательский институт эле и Харьковский электромеханический завод мени 50-летия Великой Октябрьской социалистической револю(71) Заявители ЙНОГО ПИТАНИЯ ЕМ ОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИ пос ей промышл адающий хар ны строгое к промьпплящего време актического Изобретение относится к с обам регулирования машин переменного тока,В ряде отрасл енности требуется привод, обл актеристиками синхронной мадии поддержание 5 заданной скорости вращения независимо от величины момента нагрузки, поддержание ,требуемого коэффициента мощности, и в то же время возможность регулирования, ско;рости вращения в широком диапазоне, Это 10могут быть производства (бумагоделательное, текстильное, прокатное и пр.), где по технологическому режиму необходимасинхронизация вращения нескольких валов с воз-.можностью их взаимного углового переме- И щения. Этим требованиям полностью удовлетворяет машина двойного литания сижронного принципа. Такая машина известна.Частота напряжения подводимого к симметричному ротору такой машины через усиля тель мощности (электромашинный, тиристорный и др.)е задается независимым задатшком, а статор подключается енной сети. Однако до пастотакие машины не нашли пр при- ф 5 менения. Причиной этому послужила неустойчивость такой машины, фсклонность к качаниям" при работе со скольжением боль ше критического. Это объясняется тем, что при вращении ротора со скоростью, отличающейся от скорости поля статора, вмашине возникает асинхронная составляющая момента, При скольжении выше критического наклон асинхронной составляющей момента меняет знак, т, е. этот момент может раскачивать ротор и в результате машина может выпасть из синхронизма, Таким образом, устойчивая работа такой машины возможна в очень узком диапазоне скоростей. Для мощных машин критическое скольжение составляет несколько процентов и, следовательно, диапазон возможного регулирования скорости мал.Известный способ расширения диапазона рабочих скоростей путем введения активного сопротивления в цепь ротора для смещения критического скольжения в зону бопьших скольжений значительно снижает к. п. д. машины.Целью изобретения является разработкаашины двойостаточ жно оценивать с ми:, пользуясь крите ной точностдмае)О аи,Услови дает извести УС у дру 2(е Л а ла начение д дИ Ц приводит к негое услови тву для сколжна работа б Б 8 ав во при кот бота ма чем ициен оэффициента К, мож ребуемый диапазонащения (см, фиг, 3). еняя величину лечить любой скоростей вр но обес рабочих лируемой машины зав К и критического ск способа регулирования скорости машины. двойного питания, при котором обеспечива,ется устойчивая работа машины в широкомдиапазоне изменения скоростей вращения.Характерной особенностью предлагаемого способа является то, что на схемууправления источника питания ротора подают сигналы, пропорциональные мгновеннымзначениям токов ротора. При этом величину коэффициента усиления по этим сигна- , 10лам устанавливают такой, чтобы критическое скольжение двигателя по абсолютнойвеличине было бы выше наибольшей величины рабочего скольжения двигателя,На фиг, 1 показана блок-схема привода фс машиной, регулируемой по предлагаемомуспособу (первый вариант); на фиг. 2 - тоже. (второй вариант); на фиг. 3 - зависимость асинхронной составляющей моментав функции скольжения при различных зна 20чениях коэффициента усиления.Сигналы с задатчика 1 регулируемойчастоты подаются на регулятор 2, обеспечивающий формирование зависимости напри.25жения на кольцах ротора (это напряжениеможет зависеть от величины тока статора, коэффициента мощности статора и т, и.).С регулятора 2 напряжение подается насистему управления 3 источника 4 питания30ротора (в качестве такого источника может быть использован преобразователь частоты, выполненный на тиристорах), Навторой вход системы управления поступаетсигнал, пропорциональный мгновенномузначению тока ротора от датчика тока 5.Выходные напряжения источника питанияцепи ротора подводятся к кольцам роторамашины двойного питания. Скорость ма- шины регулируется изменением частотызадатчика 1, при этом напряжение на выходе источника 4 должно изменяться (расти) со скольжением. Составляющие, пропорциональные токам ротора, обеспечиваютустойчивую работу машины (без качаний).Предельная по условиям устойчивости ско,рость изменения частоты задатчика Чс(т,определяется моментом инерции двигателя и нагрузки, параметрами машины и величиной напряжения ротора.Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем, Если напряжение на кольцах ротора содержит составляющую, пропорциональную мгновенному значению тока ротора, т. е. Ц: - К;(, , тофкритическое скольжение Я такой регукрисит от коэффициентаольжения Я нере- кр гулируемой машины .= Я (1 + К), Отсюда видно, что благодаря введению . предлагаемого регулирования, критическое скольжение 8 регулируемой машиныКрвсегда больше "нерегулируемой ма.шины,Злектромагнитный момент М машины двойного питания в установившемся режиме можно представить в виде суммы асинхронного момента М , зависящего только от напряжения статора, и синхронного момента М , зависящего от взаимодействия напряжений статора и ротора.При этом М = М + М- активное сопротивление обмотХ - сопротивление взаимоиндукугол между векторами Ч,и ьжений, при которых ез качаний;с кр- кр( К)юда видно, что диапазон скольжений,орых сохраняется устойчиваяращины (работа без качаний) тем выше, ольше 8, т. е, чем больше коэф/ Следует отметить, .что устойчивостьтакой машины, как и обычной синхроннойопределяется лишь углом 9 , при этоммашина раббтает без качаний.351477 Сеть фига Асинхронный двигатель 6 с фазным ротором (см, фиг. 3) подключается со стороны статора к сети, а со стороны роторак преобразователю 7 частоты с непосредственной связью, который подключается к -сети через согласующий трансформатор 8.На схему управления преобразователем 7подаются сигналы от стандартного задатчика частоты 9, например генератора синусоидальных колебаний, через усилитель 1 О10, к одному из входов которого подводится обратная связь по мгновенному значению тока ротора, Сигналы, пропорциональные этим токам, снимаются с шунтов 11,включенных в цепь ротора двигателя, 15Машина двойного питания с пред;вгаемым регулированием была испытана на физической модели. В качестве двигателябыл использован серийный асинхронныйдвигатель с фазным ротором мощностью 2075 квт,Как показали опыты, двигатель с соб-ственным критическим скольжением 87 оустойчиво работал при скольжении + 20%. Предмет из обретения Способ управления двигателем двойного питания, обмотку статора которого подключают к сети, а обмотку ротора - к регулируемому преобразователю частоты, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости, измеряют мгновенные значения токов в фазах ротора, усиливают эти сигналы и подают на управляющие электроды тиристоров преобразователя частоты, причем коэффициент усиления усилителя выбирают таким, чтобы критическое скольжение двигателя по абсолютной величине было бы выше наибольшей величины рабочего скольжения двигателя.351477 Составитель Б.Минцдактор Т.ЗагребепьнаРехред И.Карандашова Корректор Н кинГЯ Изд, М Дф/ тираж 722 Зак одписно стров ССС ент, Москва, Г.59, Бережковская наб дприятие ЦНИИПИ Государственно по делам нз Москва, 1130