RU2474038C1 - Двухдвигательный электропривод - Google Patents
Двухдвигательный электропривод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474038C1 RU2474038C1 RU2011146184/07A RU2011146184A RU2474038C1 RU 2474038 C1 RU2474038 C1 RU 2474038C1 RU 2011146184/07 A RU2011146184/07 A RU 2011146184/07A RU 2011146184 A RU2011146184 A RU 2011146184A RU 2474038 C1 RU2474038 C1 RU 2474038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- motors
- inverter
- parallel
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, в которых двигатели работают на общую нагрузку, и требуется синхронизация скоростей двух двигателей и регулирование скорости их вращения. Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором, к обмоткам роторов которых подключены неуправляемые выпрямители, соединенные параллельно, а последовательно с ними соединен автономный инвертор, выходы автономного инвертора подключены к обмотке низшего напряжения согласующего трансформатора, к обмотке высшего напряжения которого подключены входы неуправляемого выпрямителя, выходы которого подключены параллельно к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, входы которого подключены через контакты к питающей сети, а к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты также подключены сглаживающий конденсатор и входы управляемого инвертора преобразователя частоты, выходы которого подключены к параллельно соединенным обмоткам статоров двигателей. Достигаемый технический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в увеличении пускового момента двигателей, вследствие обеспечения требуемого соотношения между током статора и током ротора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, в которых двигатели работают на общую нагрузку, и требуется синхронизация скоростей двух двигателей и регулирование скорости их вращения.
Известен асинхронный двухдвигательный электропривод [1], содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, в цепь роторов которых включены выпрямители, анодные группы которых составлены из диодов, а катодные из тиристоров, соединенных между собой параллельно. Последовательно с ними соединены инвертор с постоянной выходной частотой, питающий выпрямитель, сглаживающий реактор. К выходу инвертора подключены обмотки статоров обоих двигателей. Управляющие электроды тиристоров выпрямителей подключены к обмоткам роторов соответствующих двигателей через две группы диодов и резистор с регулируемым сопротивлением.
Недостатками такого электропривода являются обязательное равенство токов статора и ротора, даже у двигателей со значительным неравенством номинальных значений тока статора и ротора, т.к. обмотки статора и ротора включены через вентильные преобразователи последовательно с организацией общего звена постоянного тока, в результате чего снижается величина достижимого в системе электромагнитного момента двигателя; в данном электроприводе обеспечивается невысокая точность регулирования скорости двигателей, т.к. скорость двигателей регулируется с помощью резистора с переменным сопротивлением.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является двухдвигательный электропривод [2], содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, к обмоткам роторов которых подключены неуправляемые выпрямители, соединенные параллельно. Последовательно с ними соединен автономный инвертор, питающий выпрямитель и сглаживающий реактор. К выходу инвертора подключены обмотки статоров обоих двигателей. Управляющий вход выпрямителя подключен к устройству регулирования выходного напряжения, управляющий вход инвертора подключен к устройству регулирования выходной частоты.
Недостатками данного двухдвигательного электропривода являются низкий пусковой момент двигателя, низкий коэффициент мощности и повышенное потребление реактивной мощности из сети питающим регулируемым выпрямителем, который также загружает сеть высшими гармоникам тока. Поскольку в данном электроприводе обмотки статора и ротора включены через вентильные преобразователи последовательно с организацией общего звена постоянного тока, в пусковом режиме обеспечивается равенство токов статора и ротора, даже у двигателей со значительным неравенством номинальных значений тока статора и ротора, поэтому максимально достижимый ток ротора близок к номинальному значению (для многих двигателей меньше номинального значения), в результате чего снижается величина достижимого в системе электромагнитного момента двигателя, он лишь незначительно превышает номинальный момент двигателя.
Цель изобретения - увеличение пускового момента двигателей с обеспечением синхронизации их скоростей.
Сущность изобретения заключается в том, что в двухдвигательном электроприводе, содержащем два асинхронных двигателя с фазным ротором, к обмоткам роторов которых подключены неуправляемые выпрямители, соединенные параллельно, а последовательно с ними соединен автономный инвертор, выходы автономного инвертора подключены к обмотке низшего напряжения согласующего трансформатора, к обмотке высшего напряжения которого подключены входы неуправляемого выпрямителя, выходы которого подключены параллельно к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, входы которого подключены через контакты к питающей сети, а к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты также подключены сглаживающий конденсатор и входы управляемого инвертора преобразователя частоты, выходы которого подключены к параллельно соединенным обмоткам статоров двигателей.
На фиг.1 представлена электрическая схема двухдвигательного электропривода; на фиг.2. - векторная диаграмма асинхронного двигателя.
Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором 1 и 2, два нерегулируемых мостовых выпрямителя 3 и 4, входы которых подключены к обмоткам роторов двигателей, а выходы соединены параллельно. К выходам выпрямителей 3 и 4 подключены входы автономного инвертора 5. Выводы обмоток статоров двигателей 1 и 2 соединены параллельно и подключены к выходам инвертора 6 преобразователя частоты, входы которого подключены к выходам питающего неуправляемого выпрямителя 7 преобразователя частоты, к которым также подключен конденсатор 8. Входы неуправляемого выпрямителя 7 подключены к питающей сети через контакты 9. Выходы автономного инвертора 5 подключены к обмотке низшего напряжения согласующего трансформатора 10, к обмотке высшего напряжения которого подключены входы еще одного неуправляемого выпрямителя 11, выходы которого подключены параллельно к выходам неуправляемого выпрямителя 7 преобразователя частоты.
Двухдвигательный электропривод работает следующим образом. При замыкании контактов 9 питающий неуправляемый выпрямитель 7 преобразователя частоты получает питание и подает выпрямленное и сглаженное конденсатором 8 напряжение на вход инвертора 6. Напряжение с выхода инвертора 6 поступает на параллельно соединенные обмотки статоров двигателей 1 и 2. В обмотках роторов двигателей 1 и 2 наводится ЭДС. Токи роторов обоих двигателей выпрямляются выпрямителями 3 и 4 и проходят через инвертор 5, преобразуются в переменный ток и проходят через обмотку низшего напряжения трансформатора 10. На выходах обмотки высшего напряжения трансформатора 10 появляется напряжение, ток, проходящий через обмотку высшего напряжения трансформатора 10, выпрямляется выпрямителем 11 и дополнительно заряжает конденсатор 8 и подпитывает инвертор 5 преобразователя частоты.
Инвертор 5, отдавая энергию скольжения через трансформатор 10 и выпрямитель 11 в звено постоянного тока преобразователя частоты, создает противо-ЭДС, которая вводится в цепь обмоток ротора двигателей 1 и 2.
При равенстве скоростей двигателей их ЭДС, пропорциональные скольжениям Е2K·S, равны между собой. Выпрямленный ток ротора определяется
где Eин - ЭДС инвертора; RЭ - эквивалентное сопротивление всех элементов, приведенное к выпрямленной цепи; ΔUвΣ - суммарное падение напряжения на вентилях схемы.
Электропривод сочетает в себе свойства каскадного и частотного управления. Для регулирования частоты вращения двигателей необходимо регулировать частоту и напряжение на выходе инвертора 6 преобразователя частоты. Энергия скольжения двигателей передается из цепей их роторов непосредственно в цепь обмотки статора.
При равенстве скольжений двигателей токи в обмотках статоров и роторов обоих двигателей равны между собой.
Если, например, двигатель 1 обогнал двигатель 2, его скольжение уменьшается , тогда и мостовой выпрямитель 4 подпирает мостовой выпрямитель 3. В результате эквивалентная противо-ЭДС в цепи ротора двигателя 1 становится больше, чем эквивалентная противо-ЭДС в цепи ротора двигателя 2, поэтому двигатель 1 подтормаживается, и скорости двигателей выравниваются. Таким образом, в данном электроприводе осуществляется выравнивание скоростей двигателей.
Установившаяся частота вращения двигателей задается устройством регулирования выходной частоты инвертора 6, которое также задает напряжение на выходе инвертора. Величина тока статора и тока ротора каждого из двигателей зависит от напряжения на выходе инвертора 6 и величины противо-ЭДС в цепи ротора, создаваемой инвертором 5.
Момент асинхронного двигателя может быть определен по формуле
На фиг. 2 показано положение векторов токов двигателя. Угол φ0 может быть определен по формуле
где ке - коэффициент трансформации двигателя; δ - угол между векторами тока ротора и ЭДС обмотки ротора .
Наибольшее значение момента достигается при угле φ0≈45°, для большинства двигателей при этом требуется неравенство токов статора и ротора.
В заявляемом устройстве обмотки статоров и роторов двигателей подключены через вентильные элементы к общему звену постоянного тока параллельно, и в цепи инвертирования энергии из роторов двигателей имеется согласующий трансформатор 10, коэффициент трансформации которого определяет величину ЭДС инвертора Еин, вводимую в цепи роторов двигателей, поэтому в пусковом режиме и режиме регулирования частоты вращения двигателя, осуществляемого с помощью инвертора 6, задающего частоту и напряжение статоров, токи в обмотках статора и ротора каждого из двигателей могут быть не равными между собой, вследствие чего достижимы значения токов статора и ротора, при которых момент двигателя будет наибольшим. Это отличает заявленное устройство от прототипа, в котором обмотки статоров и роторов двигателей подключены через вентильные элементы к общему звену постоянного тока последовательно, в результате чего токи статора и ротора каждого из двигателей равны между собой и при стандартном напряжении питающей сети для стандартных двигателей не удается достичь значений токов ротора, превышающих номинальное значение, что определяет пониженный момент, развиваемый двигателями. Вследствие пониженного значения тока ротора в прототипе, в соответствии с выражением (3), угол φ0 меньше оптимального значения.
Достигаемый технический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в увеличении пускового момента двигателей, вследствие обеспечения требуемого соотношения между током статора и током ротора.
Литература
1. Патент №2237345. Двухдвигательный электропривод. А.Н.Мамаев, В.Н.Мещеряков. Открытия. Изобретения. 2004. №27, МКИ Н02Р 7/74.
2. Патент №2160495. Двухдвигательный электропривод. В.Н.Мещеряков, В.В.Федоров, Д.С.Осипов. Открытия. Изобретения. 10.12.2000. Бюл. №34, МКИ Н02Р 7/74.
Claims (1)
- Двухдвигательный электропривод, содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, к обмоткам роторов которых подключены неуправляемые выпрямители, соединенные параллельно, последовательно с ними соединен автономный инвертор, отличающийся тем, что выходы автономного инвертора подключены к обмотке низшего напряжения согласующего трансформатора, к обмотке высшего напряжения которого подключены входы неуправляемого выпрямителя, выходы которого подключены параллельно к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты, входы которого подключены через контакты к питающей сети, а к выходам неуправляемого выпрямителя преобразователя частоты также подключены сглаживающий конденсатор и входы управляемого инвертора преобразователя частоты, выходы которого подключены к параллельно соединенным обмоткам статоров двигателей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146184/07A RU2474038C1 (ru) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Двухдвигательный электропривод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146184/07A RU2474038C1 (ru) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Двухдвигательный электропривод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2474038C1 true RU2474038C1 (ru) | 2013-01-27 |
Family
ID=48807164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011146184/07A RU2474038C1 (ru) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Двухдвигательный электропривод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474038C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2621665C2 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-06-07 | Александр Абрамович Часовской | Устройство электромеханического управления |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3519909A (en) * | 1967-10-23 | 1970-07-07 | Westinghouse Electric Corp | Adjustable speed motor drive using a wound rotor of an induction motor mechanically connected to the armature of a d.c. motor,both electrically connected by a control system |
RU2160495C2 (ru) * | 1998-07-14 | 2000-12-10 | Липецкий государственный технический университет | Двухдвигательный электропривод |
RU2237245C2 (ru) * | 2002-07-29 | 2004-09-27 | Красноярская государственная медицинская академия | Способ оценки спектра жирных кислот |
-
2011
- 2011-11-14 RU RU2011146184/07A patent/RU2474038C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3519909A (en) * | 1967-10-23 | 1970-07-07 | Westinghouse Electric Corp | Adjustable speed motor drive using a wound rotor of an induction motor mechanically connected to the armature of a d.c. motor,both electrically connected by a control system |
RU2160495C2 (ru) * | 1998-07-14 | 2000-12-10 | Липецкий государственный технический университет | Двухдвигательный электропривод |
RU2237245C2 (ru) * | 2002-07-29 | 2004-09-27 | Красноярская государственная медицинская академия | Способ оценки спектра жирных кислот |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2621665C2 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-06-07 | Александр Абрамович Часовской | Устройство электромеханического управления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9385645B2 (en) | Methods and systems for electrical DC generation | |
EP3979490A1 (en) | Power conversion apparatus | |
Misra et al. | Control scheme for DC voltage regulation of stand-alone DFIG-DC system | |
Korol et al. | Investigation the maximal values of flux and stator current of autonomous induction generator | |
Yao et al. | Power factor improvement and dynamic performance of an induction machine with a novel concept of a converter-fed rotor | |
CN108111073B (zh) | 一种两相励磁结构三级式起/发电机直流励磁控制方法 | |
RU2474038C1 (ru) | Двухдвигательный электропривод | |
RU107007U1 (ru) | Устройство плавного пуска синхронного двигателя с асинхронным возбудителем | |
RU2477562C1 (ru) | Устройство для управления двигателем двойного питания | |
Hammadi et al. | A DTC-PMSG-PMSM drive scheme for an isolated wind turbine water pumping system | |
RU2639048C2 (ru) | Способ преобразования частоты | |
RU2701169C9 (ru) | Малогабаритная система генерирования постоянного тока | |
RU2714920C1 (ru) | Способ питания асинхронных двигателей трехфазного переменного тока системы вспомогательных машин электровоза | |
Weilin et al. | Design of star-connected autotransformer based 24-pulse rectifier and its application in the more electric aircraft | |
JP2013223421A (ja) | 負荷整流インバータの並列化 | |
RU2498496C1 (ru) | Энергосберегающая система управления асинхронным электроприводом | |
Alcaso et al. | Asymmetrical operation of a twelve-pulse LCI drive system with power converter faults | |
RU2160495C2 (ru) | Двухдвигательный электропривод | |
RU2695795C1 (ru) | Способ подключения асинхронного двигателя к сети переменного синусоидального напряжения с помощью регулятора переменного напряжения | |
RU2625720C1 (ru) | Устройство для управления двигателем двойного питания | |
Khan et al. | Harmonics Analysis of Six-Phase Induction Motor Drive | |
CN110391772A (zh) | 外部调制的独立调速变频发电机 | |
RU2474951C1 (ru) | Асинхронный вентильный каскад | |
Yang et al. | Research on the application of PFC technology in cascade speed control system | |
Bindal et al. | Design and development of fuzzy controller model with DTC on induction motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131115 |