Асинхронний електропривід з синхронним обертанням роторів

Асинхронний електропривід з синхронним обертанням роторів, до складу якого входять асинхронні двигуни, що статорними обмотками підімкнені до живильної мережі, який відрізняється тим, що фазні обмотки роторів з'єднані з входами змінного струму ВІДПОВІДНИХ мостових випрямлячів, виходи постійного струму яких з'єднані між собою ВІДПОВІДНО паралельно та ВІДПОВІДНО послідовно з мостовим випрямлячем параметричного джерела струму, підімкненого своїми входами до живильної мережі, при цьому в коло випрямленого струму послідовно з випрямлячем параметричного джерела струму ввімкнено комутуючий елемент у вигляді резистора або інвертора, веденого живильною мережею при незмінному куті інвертування Винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний для вирівнювання швидкостей двох і більше асинхронних електродвигунів, фазні ротори яких механічно не зв'язані між собою Відомий електропривод синхронного обертання, до складу якого, входять елекродвигуни, фазні ротори яких з'єднані між собою пофазнопаралельно та підімкнені до спільного трифазного реостата (А Б Зеленов, А В Карочкин, Ю П Самчелеев, В И Школьников Автоматизированный електропривод и следящие системы - Харьков Издательство Харьковского Госуниверситета, 1965 г, с 317) Недоліком відомого електроприводу є необхідність обов'язкового фазування роторів Найбільш близьким по технічній сутності є електропривід синхронного обертання з двома асинхронними двигунами, статорні обмотки яких ввімкненні на живильну мережу (Чиликин М Г, Сандлер А С Общий курс електропривода -М Энергоиздат, 1981 г, с 226) Недоліком такого електроприводу є малий сінхронізуючий момент при малих величинах ковзання роторів, та великі втрати енергії в реостаті, що призводить до малого значення коефіцієнта корисної дії електропривода при роботі на низьких рівнях швидкостей роторів В основу винаходу поставлена задача створення асинхронного електроприводу синхронного обертання, в якому завдяки введенню в роторне коле машин джерела струму та заміні реостата інвертором напруги, веденим мережею, досягається підвищення величини синхронізуючого моменту та високий рівень коефіцієнта корисної дії Поставлена задача вирішується тим, що в асинхронному електроприводі синхронного обертання, до складу якого входять асинхронні двигуни Іпо статоізними обмотками підімкнені до живильної мережі, ВІДПОВІДНО до винаходу, фазні обмотки роторів з'єднані зі входами змінного струму ВІДПОВІДНИХ мостових випрямлячів, виходи постійного струму яких з'єднані між собою відповідно-паралельно та ВІДПОВІДНО-ПОСЛІДОВНО з мостовим випрямлячем параметричного джерела струму, підімкненим своїм входом до живильної мережі, при цьому в коло випрямленого струму послідовно з випрямлячем параметричного джерела струму ввімкнено комутуючий елемент у вигляді резистора або інвертора, веденого мережею при незмінному куті інвертування, що дозволяє значно збільшити синхронізуючий момент та коефіцієнт корисної дії незалежно від швидкості обертання роторів Крім того, завдяки незмінній величині струму, введеного в роторне коло джерела, досягається рівноприскорений пуск двигунів На фіг 1 представлена структурна схема електроприводу синхронного обертання для двох електродвигунів ю 44951 Статорні обмотки електродвигунів 1, 2, а також вихід інвертора 3 підімкнені до мережі змінного струму за допомогою електромагнітного контактора 4 Роторні обмотки двигунів підімкнені до входів змінного струму мостових випрямлячів 5 та 6, виходи постійного струму яких з'єднані між собою відповідно-паралельно До складу електроприводу синхронного обертання входить також параметричне джерело струму 7, що підмикається до живильної мережі двигунів тим же контактором 4 Вихід параметричного джерела струму 7 з'єднаний з входом (змінного струму) мостового випрямляча 8, що своїм виходом (постійного струму) ввімкнений ВІДПОВІДНОПОСЛІДОВНО э випрямлячами 5 і 6 та інвертором З Електропривід синхронного обертання працює слідуючим чином Вмикають систему керування інвертором 3 (на фіг 1 не показана), яка забеспечує подачу імпульсів управління з незмінним кутом на тиристори інвертора Величина цьго кута визначає максимальний рівень синхронізуючого моменту Потім вмикають контактор 4, забезпечивши живлення його електромагніта (на фіг 1 не показаний) З вмиканням контактора статорні обмотки електродвигунів 1, 2, інвертор 3 та параметричне джерело струму 7 під'єднуються до мережі змінного струму Джерело 7 перетворює незмінну величину напруги мережі на його вході на незмінну величину струму на виході В результаті цього на виході випрямляча 8 буде підтримуваться незмінна величина випрямленного струму Цей струм буде розподілятись по випрямлячам 5 та 6 у ВІДПОВІДНОСТІ З навантаженнями електродвугунів 1 та 2 При цьому кожний електродвигун являє собою машину подвійного живлення зі сторони статора — від джерела напруги, а зі сторони ротора — від джерела струму Пуск електродвигунів буде проходить з незмінним по величині (діюче значення) струмом роторів, що залежить від навантаження на валу кожного з двигунів Стабілізація струму в роторних обмотках кожного електродвигуна досягається завдяки тому, що некеровані випрямлячі 5 і 6 працюють в режимі інвертора, що "ведеться" роторною е р с В результаті цього забезпечується ПІДВІД енергії в роторні обмотки електодвигунів 1 та 2 від параметричного джерела струму 7 Наслідком стабілізації струму є рівноприскорений пуск обох двигунів Після закінчення пуску електродвигуни працюють на своїх природних характеристиках, зберігаючи можливість вирівнювання швидкостей обер тання роторів при ЗМІНІ статичного момента нагрузки на валу до значень, не більших максимального синхронізуючого моменту, що визначається величиною вихідного струму параметричного джерела 7 Принцип вирівнювання швидкостей обертання роторів заключається у слідуючому якщо статичний момент навантаження першого двигуна більший, ніж у другого, то у ВІДПОВІДНОСТІ з механичною характеристикою, ковзання його ротора більше, а значить більшою буде і -є р с роторної обмотки та випрямлена напруга на виході випрямляча 5 Ця напруга по принципу суперпозиції визве більше значення струму в контурі з послідовно з'єднаних випрямлячів 5 та 8? а також комутуючого елемента 3 (резистор, або інвртор) Оскільки величина напруги на комутуючому елементі незмінна та підтримується стабільним струмом параметричного джерела струму 7, то повинен зменшитись струм в іншому контурі, до складу якого входять послідовно ввімкнені випрямлячі 6 і 8 та комутуючий елемент 3 Зменшення струму ротора призводить до зменшення електромагнітного моменту на валу цього двигуна, а значить, і зменшення швидкості обертання його ротора У відомому електроприводі синхронного обертання вирівнювання швидкостей реалізується лише через обмін енергіями між роторами В запропонованому електроприводі вирівнювання швидкостей обертання роторів реалізується також і за рахунок підводу додаткової енергії від зовнішнього джерела 7 до ротора відстаючого двигуна Це забезпечує більш високий рівень синхронізуючого моменту ВІДПОВІДНИМ вибором елементів джерела струму можна задавати діапазон коливань велечини синхронізуючого моменту аж до критичного моменту двигуна В запропонованому електроприводі додатково забезпечується, без застосування яких-небудь регуляторів та зворотніх зв'язків, рівноприскорений пуск електродвигунів, що покращує динаміку механічного устаткування При цьому не потребується попереднє фазування роторів двигунів, що спрощує схему управління електроприводом При використанні в якості комутуючого елемента інвертора, веденого мережею, підвищується коефіцієнт корисної дії електроприводу, оскільки вся невикористана двигунами електрична енергія параметричного джерела струму повертається інвертором в мережу 44951 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90