SU1292159A1 - Двухдвигательный электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  привода механизмов с вентил торным моментом нагрузки. Цель изобретени  - снижение установленной мощности инвертора и вьщр мителей. Двух- двигательный электропривод тока содержит два асинхронных двигател  1 и 2 с фазным ротором, один из которых имеет две обмотки 3 и 4 на статоре , два вьшр мител  5, 6, инвертор 8 с блоком 9 управлени , согласующий тр-р 10, датчик 11 частоты вращени  и 3 силовых контактора с замыкающими.контактами 12,13,14, управл ющие входы которых подключены к блоку 15 управлени . При разгоне электропривода осуществл етс  трех- зонноеурегулирование, причем в одной зоне работает одна обмотка 3 со своим выпр мителем 5, в другой - друга  обмотка 4 со своим выпр мителем 6, а в третьей - указанные выпр мители соединены последовательно . Переключение контакторов осуществл етс  по сигналу датчика 11 частоты вращени , одновременно производитс  соответствующее изменение углов проводимости тиристоров инвертора 8. 2 ил. 1 табл. о (Л

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  привода механизмов с вентил торным моментом нагрузки.

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей за счет снижени  установленной мощности трехфазного мостового зависимого инвертора и трехфазных выпр мителей ,

На фиг. 1 представлена структурна  схема двухдвигательного электропривода; на фиг. 2 - зоны работы электропривода и аглоритмы управле- ни  силовыми контакторами.

ДвухдвигательНый электропривод переменного тока содержит первый асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, второй асинхронный двига- тель 2 с фазным ротором и двум  обмотками 3 и 4 статора, два трехфа.з- ных выпр мител  5 и 6, сглаживающий дроссель 7, зависимый трехфазный мостовой инвертор 8- с блоком 9 управле- ни , согласующий трансформатор 10, датчик 11 частоты вращени , вал которого имеет жесткую механическую св з с валами первого и второго асинхронных двигателей 1 и 2, выводы обмотки статора первого асинхронного двигате п  предназначены дл  подключени  фаз питающей сети, обмотки роторов асинхронных двигателей 1 и 2 соединены пофазно последовательно, выводы пер- вой и второй обмоток 3 и 4 статора второго асинхронного двигател  2 подключены к входам соответственно первого и второго трехфазных вьтр ми телей 5 и 6, положительный выходной зажим второго трехфазного выпр мител  6 через сглаживающий дроссель 7 подключен к отрицательному входному зажиму зависимого трехфазного мостового инвертора 8, положительный вход ной зажим которого подключен к отрицательному выходному зажиму первого трехфазного выпр мител  5, выход датчика 11 частоты вращени  подключен к управл ющему входу блока 9 управ- лени  зависимого трехфазного мостового инвертора 8, выходные зажимы которого через согласующий трансформатор 10 предназначены дл  подключени  фаз питающей сети, три силовых контактора с замьжающими контактами соответственно 12-14, блок 15 лени  силовыми контакторами с одним входом, и трем  выходами, подкорочен0

5

0 5 30 35 40 45 50 55

ными к управл ющим входам си. контакторов, вход блока 15 управлени  силовыми контакторами подключен к выходу датчика 11 частоты вращени , одни выводы замыкающих контактов 12 и 13 первого и второго силовых контакторов объединены и подключены к положительному выходному зажиму первого трехфазного вьтр мител  5, отрицательный выходной зажим которого подключен к одному выводу замыкающего контакта 14 третьего силового контактора, другой вывод которого подключен к другому выводу замьжаю- щего .контакта 12 первого силового контактора и к отрицательному выходному зажиму второго трехфазного выпр мител  6, положительный выходной зажим которого подключен к другому выводу замыкающего контакта 13 второго силового контактора.

Блок 15 управлени  обеспечивает в процессе работы электропривода коммутацию силовых контакторов. Он со- 1держит сравнивающее устройство, где сравниваютс  напр жение, снимаемое с датчика 11 частоты вращени  и напр жение задани . В момент равенства указанных напр жений формируютс  сигналь управлени  контакторами.

Блок 9 управлени  своими выходами подключен к управл ющим электродам тиристоров инвертора 8 и содержит синхронизирующее устройство, обеспечивающее синхронизацию систем импульсов управлени  тиристорами с напр жением сети, фазосдфигающее устройство, обеспечивающее изме нение угла управлени  тиристоров инверторной группы, выходное устройство, обеспечивающее усиление и передачу сигналов управлени .

ч

Наличие в статоре второго двигател  2 двух обмоток 3 и 4, имеющие неравное количество витков и специальный алгоритм работы силовых контакторов при вентил торной нагрузке, обеспечивает трехзонное регулирование угловой скорости агрегата и уменьшение установленной мощности преобразовател  энергии.

На фиг. 2 - представлена характе- ристика механизма с вентил торным моментом нагрузки с соответствующим состо нием контактов 12-14 силовых контакторов. Состо ние силовых контакторов в каждой зоне устанавливаг етс  блоком 15 управлени . Здесь

единице соответствует замкнутое состо ние , а нулю - разомкнутое состо  кие контактов контакторов. Функци  регулировани  угловой скорости агре- гата внутри каждой зоны осуществл - етс  блоком 9 управлени , которьй обеспечивает плавное регулирование угловой скорости путем изменени  угла управлени  В в пределах /3 : и

МИН

Электропривод функционирует следующим образом.

С помощью блока 15 управлени  устанавливаетс  состо ние контактов 12-14 силовьгх контакторов, соответ- ствующее первой зоне работы электропривода . При этом втора  обмотка 4 статора второго двигател  и второй выпр митель 6 в работе привода не участвуют. Поэтому регулирование час тоты вращени  в схеме асинхронного вентильного каскада, где в качестве преобразовател  энергии используетс  преобразователь со звеном посто нного тока, состо щий из вьтр мител  5, сглаживающего дроссел  7, зависимого инвертора 8 и согласующего тран сформатора 10, допускающих передачу энергии (энергии скольжени ) от статорной обмотки 3 второго двигате- л  2 к источнику питани , производитс  путем воздействи  через блок 9 управлени  на угол опережени  открывани  тиристоров инвертора 8. Во второй зоне не участвуют в работе обмот ка 3 и вьшр митель 5 электропривода. Тогда передача энергии скольжени  от статорной обмотки 4 к источнику питани  осуществл етс  через преобразователь энергии, состо щий из неуп- равл емого вьтр мител  6, сглаживающего дроссел  7, инвертора 8 и согласующего трансформатора 10, путем воздействи  через блок 9 на угол р опережени  открывани  тиристоров ин- вертора 8. В третьей зоне замыкание контакта 12 первого силового контактора обеспечивает последовательное соединение выпр мителей 5 и 6 и передачу энергии скольжени  агрегата че- рез обмотки 3 и 4 и преобразователь энергии к источнику питани ,

Пуск электропривода производитс  плавным изменением угла   опереже- ни  открывани  тиристорюв зависимого инвертора 8 и последовательным переходом электропривода через указанные зоны работы.

Например, дл  обмотки 3, вьшолнен- ной с числом витков

w,.3 0,4w и обмотки 4

Q.4 ° Ч

где Wj - полное число витков нормальной статорной обмотки двигател  2,

установим степень снижени  установленной мощности преобразовател  энергии и1 устойчивость работы электропривода . Дл  этого напишем выражени  дл  напр жений при , 1 в обмотках 3 и 4-.

и,., 6,4v,;

и

«4

0,6w,.

В относительных единицах они примут соответственно значени  0,4 и 0,6.

При этом

. 1 T-J

(1)

q - , .

1- сх),

О - 5,-(1-з;)у

г- S

(2)

где о) - частота вращени  магнитного пол  статора первого двигател ;

uJ - частота вращени  электропривода;

- соотношение чисел пар полюсов двигателей 2 и 1; Р| ,P,j - числа пар полюсов двигателей 1 и 2.

При вентил торной нагрузке момент на валу {в отн. ед.) выражаетс  зависимостью

/- (i-Sj (1-S,, )

(3)

где 3,0,515 () - скольжение привода при номинальной нагрузке,

Учитьша , что 3 . - или

при 1 3 0,5+0,53,-3, из выражени  (3) можно определить значение статического момента на границах зон регулировани  (см. таблицу).

Кроме того, в таблице приведен расчетные значени  длительно допустимого момента электропривода (в отн. ед.), которые показывают наличие fi каждой из зон регулировани  определенного запаса по моменту электропривода . Снижение максимального вторичного напр жени  на 60%, обеспечивает снижение установленной мощностипреобразовател  энергии также на 60%, так как последний выбираетс  по максимальному напр жению и номинальному току электропривода.

Таким образом, наличие на статоре второго двигател  двух обмоток, трех силовых контакторов и специальный алгоритм управлени  ими позвол ет снизить установленную мощность преобразовател  энергии на 60%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двухдвигательный электропривод переменного тока, содержащий первый асинхронный двигатель с фазным, ротором , второй асинхронный двигатель с фазным ротором и двум  обмотками статора, два трехфазных выпр мител , сглаживающий дроссель, зависимый

   fO

   15

   зажиму первого трехфазного выпр мите л , выход датчика частоты вращени  подключен к управл ющему входу блока управлени  зависимого трехфазного инвертора, выходные зажимы которого через согласующий трансформатор пред назначены дл  подключени  фаз питаю- 1щей сети, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массо- габаритных показателей за счет снижени  установленной мощности трехфазного мостового зависимого инвер- тора и трехфазных мостовых выпр мителей , в него введены три силовых контактора с замыкающим контактом каждый, блок управлени  силовыми контакторами с одним входом и трем  выходами, подключенными к управл ющим входам силовых контакторов,

   трехфазный мостовой инвертор с блоком 20 . блока управлени  силовыми кон

   управлени , согласующий трансформатор , датчик частоты вращени , вал которого имеет жесткую механическую св зь с валами первого и второго асинхронных двигателей, выводы обмотки статора первого асинхронного двигател  предназначены дл  подключени  фаз питающей сети, обмотки роторов асинхронных двигателей соединены пофазно последовательно, выводы пер- вой и второй обмоток статора второго асинхронного двигател  подключены к входам соответственно первого и второго трехфазных выпр мителей, положительный выходной зажим второго трехфазного выпр мител  через сглаживающий дроссель подключен к отрицательному входному зажиму зависимого трехфазного мостового инвертора, положительный входной зажим которого подключен к отрицательному выходному

   ОГ о S, 0,666 0, оN,,,0,14

   1 О О o;666.s; s,,

   O

   5

   зажиму первого трехфазного выпр мител , выход датчика частоты вращени  подключен к управл ющему входу блока управлени  зависимого трехфазного инвертора, выходные зажимы которого через согласующий трансформатор пред- назначены дл  подключени  фаз питаю- 1щей сети, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массо- габаритных показателей за счет снижени  установленной мощности трехфазного мостового зависимого инвер- тора и трехфазных мостовых выпр мителей , в него введены три силовых контактора с замыкающим контактом каждый, блок управлени  силовыми контакторами с одним входом и трем  выходами, подключенными к управл ющим входам силовых контакторов,

   0 . блока управлени  силовыми кон

   гакторами подключен к выходу датчика частоты вращени , одни выводы замыкающих контактов первого и второго силовых контакторов объединены и подключены к положительному выходному зажиму первого трехфазного выпр мител , отрицательный выходной зажим которого подключен к одному выводу замыкающего контакта третьего силового контактора, другой вывод которого подключен к другому выводу замыкающего контакта первого силового контактора и к отрицательному выходному зажиму второго трехфазного вы- пр мител , положительный выходной зажим которого подключен к другому выводу замыкающего контакта второго силового контактора, блок управлени  силовыми контакторами реализует алгс,- ритм управлени , представленньй на фиг. 2.

   0,,lI8 ,38

   Составитель Е. Перемыслова Редактор С. Пекарь Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

   Заказ 284/57 Тираж 661Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна  4