Струмопараметричний вал

Струмопараметричний вал, що містить два чи більше електричні двигуни постійного струму, з'єднані якірними обмотками паралельно та підключені до виходу струмопараметричного вентильного перетворювача, що складається із індуктивно-ємнісного перетворювача з діодним випрямлячем на виході, тахогенератор на валу будь-якого двигуна та систему керування, який відрізняється тим, що додатково введені: реверсивний тиристорний перетворювач, перший та другий суматори з двома різнополярними входа 3 го перетворювача, який складається із індуктивноємністного перетворювача з діодним випрямлячем на виході, при цьому, згідно з винаходом, додатково вводяться: реверсивний тиристорний перетворювач, перший та другий суматори з двома різнополярними входами, сельсинний задатчик (командоконтролер) напрямку та швидкості обертання струмопараметричного вала, при цьому до виходу тиристорного перетворювача підімкнені, об'єднані паралельно, обмотки збудження усіх двигунів, вхід керування перетворювача зв'язаний з системою керування струмо-параметричним валом, до складу якої входять: перший та другий суматори, сельсинний задатчик напрямку та швидкості обертання вала, вихід першого суматора є виходом системи керування валом, на перший вхід першого суматора подають сигнал з виходу другого суматора, а на другий вхід - сигнал задания пускового моменту електродвигунів, перший вхід другого суматора підімкнений до виходу сельсинного задатчика напрямку та швидкості струмопараметричного вала, а другий - до виходу тахогенератора. На фіг. 1 приведена структурна схема струмопараметричного вала. Якірні обмотки 1, 2, та 3 електродвигунів, взаємозв'язаних через обладнання, (кількість яких може бути ще більшою), з'єднані паралельно і підімкнені до виходу струмопараметричного вентильного перетворювача, який складається із діодного випрямляча 4 та індуктивно-ємністного перетворювача 5. Обмотки 6, 7 та 8 збудження двигунів також з'єднані паралельно і підімкнені до виходу реверсивного тиристорного перетворювача 9. Вихід 10 керування перетворювача зв'язується з виходом системи керування 11 валом, яка містить перший 12 та другий 13 суматори, та сельсинний задатчик (командоконтролер) 14 напрямку та швидкості обертання вала. В систему керування 11 вводять два сигнали: сигнал 15 - задания пускового моменту електродвигунів, та сигнал 16 зворотнього зв'язку по швидкості, який подається з тахогенератора 17. Струмопараметричний вал працює так. Підключають до трифазної мережі напруги індуктивно-ємністний перетворювач 5 з діодним випрямлячем 4 на виході і тиристорний перетворювач 9. Індуктивно-ємністний перетворювач 5 перетворює систему незмінної (по дійовому значенню) напруги мережі живлення в систему незмінного (теж по дійовому значенню) струму на виході. Незмінний струм випрямляється випрямлячем 4 та розподіляється пропорційно по якірним обмоткам 1,2,3 електродвигунів, котрі повинні бути однотипними. Подають сигнал 15, яким задають величину пускового моменту електродвигунів. Цей сигнал встановлюється один раз при наладці електричного вала, а подавати його зручно рукояткою сельсинного командо-контролера 14. Сигнал 15 поступає через суматор 12 до керуючого входу 10 перетворювача 9. Останній видає на своєму виході відповідну напругу, при дії якої в обмотках збудження 6, 7, 8 двигунів встановлюється максима 42963 4 льно-заданий струм збудження. Електродвигуни починають рівноприскоренно рухатись. Рівноприскорений пуск, як відомо, позитивно впливає на роботу механічного обладнання (редукторів, валів, канатів та т. і.). Якщо в процесі пуску збільшується навантаження, наприклад, на валу першого двигуна, оберти його валу зменшуються, що призводить до зменшення противо-е.р.с. в його якірній обмотці. Миттєво відбувається перерозподіл струму (відповідно до першого закону Кірхгофа, відомого з електротехніки) в якірних обмотках двигунів. В якорі першого двигуна струм збільшується, на стільки, щоб збільшений момент двигуна зміг подолати додаткове навантаження, яке виникло на його валу. Одночасно, при збільшенні електромагнітного крутячого моменту двигуна 1, моменти двигунів 2 і 3 зменшуються, тому що зменшуються струми в їх якірних обмотках. Це є важливим і необхідним фактором для електричного вала. Всі відомі електричні вали працюють по принципу перерозподілу потужності, яка поставляється до відповідного двигуна пропорційно його навантаженню. Така робота вала обов'язково повинна призводити до зменшення ізносу механічного обладнання, наприклад, реборд коліс та головок рельсів мостового крана. Одночасно з поданням сигналу 15, величини пускового моменту, командоконтролер 14 подає на вхід другого суматора 13 також сигнал рівня швидкості обертання електричного вала. Коли в процесі пуску швидкість досягне заданого значення, що контролюється тахогенератором 17, його сигнал 16 починає перевищувати сигнал командоконтролера 14 і тому на виході суматора 13 появляється різницевий сигнал. Цей сигнал віднімається в суматорі 12 від сигналу 15, що призводить до зменшення сигналу 10 і, як слідство, до зниження струмів в обмотках 6, 7 і 8 збудження двигунів. При цьому знижуються електромагнітні моменти усіх двигунів до рівня моментів навантаження, через що завершується режим пуску, та настає режим стабілізації заданого рівня швидкості. При роботі вала в статичному режимі, перерозподіл потужності між двигунами відбувається точно так, як і в динамічному режимі, що був описаний вище. Заявляємий електричний вал дозволяє струмопараметричним способом регулювати швидкості обертання двох і більше, механічно не зв'язаних між собою, електродвигунів, відповідно до навантажень на їх валах. Це не дозволяє виникати перекосам у механічному обладнанні і, як слідство, підклинюванню в колесах, підшипниках, валах, що зменшує їх ізнос. По відношенню до найближчого аналогу, запропонований струмопараметричний вал має дуже просту схемну реалізацію, а це підвищує надійність його в роботі. Сумарна потужності всіх електродвигунів може вимірюватись сотнями кіловатів, тільки при цьому реверсивний тиристорний перетворювач 9 повинен мати необхідний запас по напрузі для здобуття необхідних форсировок струму збудження двигунів. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 42963 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601