Электрический вал

(53) УДК 621,313, , 333. 1; 076. .5( 088,8) Дата опубликования описания 25.08,80(72) Автор изобретения А, К. Аракелян Чувашский государственный университет им, И, Н, Ульянова(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВАЛ 10 т 5 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в много- двигательном приводе, где необходимо согласованное их вращение.Известен электрический вал, содержащий два асинхроннык двигателя со вспомогательными двигателями на их валу, обмотки статоров которых соединены между собой, а обмотки роторов подклю чены к регулятору напряжения 11 Д. Однако это устройство имеет низкий синхрониэирующий момент в зоне высоких скоростей вращения двигателей.Наиболев близким к предлагаемому является электрический вад, у которого обмотки роторов асинхронных двигателей объединены и подключены ко входу выпрямителя, подключенного ко входу инвертора через дроссель, выходом соединенного с источником переменного тока 121.Известное устройство имеет низкую точность поддержания синхронного вра щения двигателей в широком диапазонерегулирования ик скорости. Пель изобретения - повышение точности синхронизации.Указанная цель достигается тем, что в электрическом вале, содержащем два асинкронных двигателя с соединением обмоток роторов между собой, вал каждого из которых соединен со вспомогательным синхронным двигателем, регулируемый выпрямитель, подключенный к обмоткам роторов синхронных двигателей, обмотки статоров которых соединены между собой, выпрямитель, подключенный к обмоткам роторов асинхронных двигателей, инвертор, подключенный к выходу выпрямителя через дроссель, блоки управления инвертором и регулируемым выпрямителем, выход инвертора подключен к обмоткам статоров синхронных двигателей, вход блока управления регулируемого выпрямителя через сумматор соединен с дросселем.3 75На фиг, 1 показана блок-схема элект-.рического вала с асинхронными двигателями с фазным ротором; на фиг. 2 то жес короткозамкнутым ротором,Электрический вал содержит асинхронные двигатели 1, 2 и синхронные двигатели 3, 4, расположенные на их валу,выпрямитель 5 в цепи обмоток роторов.или статоров асинхронных двигателей 1,2 и инвертор 6 с блоком 7 управления,подключенный к обмоткам статоров синхронных двигателей 3, 4, дроссель 8на выходе выпрямителя 5, регулируемыйвыпрямитель 9, подключенный к обмоткам статоров синхронных двиателей 3,4, блок управления выпрямителем 10,выпрямители 11, контакторы 12, 13,пусковые резисторы 14, контактор 15и сумматор 16,Устройство работает следующим образом.Пуск алектрического вада может реализоваться входостую либо под нагрузкой включением выключателей 11 и контактора 13, Система с главными асинхронными двигателями 1, 2 с фазными роторами пускается с введенным пусковымрезистором 14. При этом разбег отдельных двигательных групп электрическоговала происходит под действием толькоалектромагнитных моментов главныхасинхронных двигателей 1 и 2, а синхронность их вращения поддерживаетсяуравнительными моментами, обусловленными уравнительными токами роторныхцепей асинхронных двигатедвй ( 1 р )и статорных синхронных двигателей(11 Р ) . Вспомогательные синхронныедвигатели 3 и 4 с момента наведения встаторных обмотках ЭДС вращения и дореализации естественной коммутации инвертора развивает лишь добавочный уравнительный момент. Примерно при скорости 5-10% Ыо обеспечивается естественная коммутация вентилей инвертора 6й реализация энергии скольжения АД. Сэтого момента синхронные макины развивают одновременно и добавочные двигатедьные моменты. Пусковой резистор 14после завершения пуска отключается.В рвгудировочном режиме электрического вала в роторную цепь главных асинхронных двигателей вводится противоЭДС инвертора 6, обусловленная возбужденными синхронными машинами, напряжение которого равно Ццф О соВ(58458где Ъ 45 М 1 Я лМ: +ЭР аЛд Чаем (мис,Д ц)К8ЭМа у вала по фиг. 2 - вторым слагаемымэтого уравнения.Здесь М - максимальное значениеМалектромагнитного момента синхронного двигателяЬ - критическое скольжение,8= ;,/ ХсХ - полное синхронное индуктивное сопротивление СХ- Ха+ Х 6ЭАц Хб - индуктивности взаимоиндукции и рассеяния обмотки статора;Г - активное сопротивлениестаторной обмотки,У ускорившегося каскада по фиг. 1суммарный момент действует на валу сотрицательным знаком, т. е. вызываетего торможение, а у замедлившегося каскада этот момент положительный и, следовательно, обеспечивает его ускорениедо восстановдения полного синхронизма.Бсди вал работает в режиме холостого хода или с малой нагрузкой, то ин ф- угол опережения отпираниявентилей инвертора 6, задаваемый сигналом управленияинвертором О ь 5Соответствующим изменением угла Уобеспечивается работа системы в режимерегулируемого алектрического вала. Приэтом вся мощность энергии скольженияасинхронных двигателей 1, 2 инвертирует.ся и расходуется вспомогательными синхронными двигателями 3 и 4 в виде механической мощности, т. е. передается. На валы последних.В установившемся режиме работы напряжение и частота тока на выходе инвертора 6 остаются неизменными, а величины электромагнитных моментов и, следовательно, мощностей, развиваемых отдельными группами машин, определяются 20 нагрузками и скольжением главных асинхронных двигателей.При возникновении рассогласования всистеме вала по фиг. 1, определяемогоуглом сдвига осей роторов 9 , адект 25 ромагнитные моменты отдельных агрегатов отличаются друг от друга на величи-ну суммарного уравнительного момента,.создаваемого главным и вспомогательным двигателями каждого каскада одно временно