Агрегат для регулирования скорости асинхронного двигателя

Агрегат для регулирования скорости асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 28963

ДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

Класс

ОПИСАНИЕ аггрегата для регулирования скорости асинхронного двигателя.

К авторскому свидетельству М. П. Костенко и Н. Ф. Перевозского, заявленному 13 февраля 1930 года (заяв. свид. № 76758).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1933 года.

Настоящее изобретение представляет собой. вариант схемы црвестного уже аггрета для регулирования скорости асинхронного двигателя в обе стороны от синхронной скорости при помощи преобразователя частоты (см. герм. патент № 348613 фирмы A. Е. G.). Энергия скольжения регулируемого асинхронного двигателя в этом аггрегате передается машине постоянного тока через одно. якорный преобразователь.

Предлагается в качеетве предназначенного для регулирования скорости дополнительного источника мощности (преобразователя частоты) применить компенсированный коллекторный альтернатор переменной частоты, На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого аггрегата; фиг. 2 — эту же схему в несколько, иной форме- выполнения.

На фиг. 1: А = главный асинхронный двигатель; Π— одноякорный преобразователь, соединенный на своей стороне переменного тока со вторичной цепью асинхронного двигателя А; Д вЂ” двигатель постоянного тока, соединенный со стороной постоянного трка одноякорного преобразователя О; К. А †указанный выше добавочный источник электродвижущей силы, выполненный в виде коллекторного компенсированного альтернатора с возбуждением на роторе (типа альтернатора Костенко. и Япольского). Со стороны коллектора коллекторный альтернатор К. А. соединен со вторичной цепью асинхронного двигателя; со стороны колец .коллекторный альтернатор К. А. соединяется посредством трансформатора напряжения Т,и трансформатора фаз Ф или других приборов, позволяющих йзменять независимо друг от друга как величину напряжения, .так и его фазу на кольцах коллекторного альтернатора К. При рав° ных числах полюсов асинхронного двигателя А и коллекторного альтернатора К. А. последний соединяется непосредственно с валом асинхронного двигателя. При . различных полюсах этих машин соединение это производится посредством зубчатой передачи, передаточное отношение которой обратно пропорционально числу полюсов машин.

Регулировка скорости системы производится с помощью реостата R в цепи:

- обмотки возбуждения В двигателя постоянного тока Д, Если до изменения возбуждения этого двигателя система . имела какое-либо установившееся состояние работы, при соответствующем уравновешивании напряжений между коллекторами двигателя Д и одноякорнбго преобразователя О, соответственно нагрузке и протекающему между-машинами току, то при изменении возбуждения двигателя Д нарушается баланс напряжений между коллекторами этих машин, и между ними начинает протекать уравнительный ток, приводящий систему в новое равновесное положение при новом скольжении асинхрОнного двигателя.

Для перевода всей системы на вышесинхронную скорость нужно изменить направление тока в системе возбуждения В двигателя Д с помощью переключателя R, благодаря чему двигатель Д начнет толкать преобразователь О в обратную сторону. При большем приближении к синхронизму активные сопротивления во всей вторичной цепи начинают играть превалирующую роль, благодаря чему в системе без добавочного источника энергии нарушается связь между стороной переменного тока одноякорного преобразователя О и вторичной цепью асинхронного двигателя А, благодаря чему вся система начинает терять свою устойчивость. Наличие добавочного источника энергии в виде коллекторного альтернатора К. А., напряжение которого не зависит от нагрузки и тока в главной цепи асинхронного двигателя, позволяет восстановить устойчивое состояние работы не только при приближении к синхронизму, но даже и при переходе через самую синхронную скорость.

При системе, изображенной на фиг. 1, частота на коллекторе коллекторного альтернатора К. А. всегда бывает равна частоте скольжения главного двигателя, фаза -же напряжения, даваемого коллекторным альтернатором К. А.. относительно фазы электродвижущей силы вторичной цепи асинхронного двигателя, будет зависеть от углового положения трансформатора фаз Ф и поэтому она может быть изменена любым образом., Электродвижу;цая сила коллекторного .альтернатора К. А. пропорциональна его скорости вращения, т.-е. пропорциональна (7 — S), где S — скольжение, и вызывает наибольший ток во всей вторичной системе при синхронной скорости, когда реактивное сопротивление вторичной цепи равно нулю и остается лишь активное сопротивление этей цепи. При возрастании скольжения S главного двигателя А пропорционально возрастает реактивное сопротивление вторичной цепи, но так как напряжение на коллекторе коллекторного альтернатора К. А. изменяется только пропорционально (7 — $), то вызываемый этим напряжением ток„во вторичной системе начинает соответственно уменьшаться. Таким образом, при достаточно больших скольжениях действие коллекторного альтернатора практически сводится к нулю, при приближении же к синхронизму альтернатор автоматически вступает в работу. Наоборот, действие одноякорного преобразователя при приближении к . синхронизму автоматически уменьшается и начинает возрастать при увеличении скольжения. Таким образом, наличие описанных машин во вторичной цепи асинхранного двигателя взаимно дополняет друг друга и может обеспечить устойчивую работу всей системы при любых скольжениях в пределах двухзонного регулирования выше и ниже синхронной скорости.

Если напряжение коллекторного альтернатора R . А. совпадает по фазе или сдвинуто на 180 от основной электродвижущей - силы вторичной цепи асинхронного двигателя, то получается изменение скорости системы без влияния на компейсацию cos р асинхронного двигателя. Если же напряжение коллекторного альтернатора имеет сдвиг по фазе в 90 от основной вторичной электродвижущей силы асинхронного двигателя, то вызываемый этим напряжением ток будет реактивным и поэтому он вызывает лишь изменение cos асинхронного, двигателя А без влияния на его скорость. Надлежащим подбором величины и фазы электродвижущей силы на кольцах коллекторного альтернатора К. А. с помощью трансформаторов Т и Ф можно получить как необходймое воздействие на скорость системы, так и вызвать желаемую компенсацию созе главного двигателя А, освободив от этой задачи одноякорный преобразователь.

Вызываемые коллектбрным альтернатором токи во вторичной цепи дают возможность одноякорному преобразователю О совершенно,устойчиво работать, следуя за частоФ6й скольжения вторичной системы. Если отрегулировать систему в холостом ходу на скорость несколько выше синхронной и начать затем производить -постепенную ее загрузку, то благодаря такому же постепенному уменьшеникг скорости асинхронного двигателя, он сможет пройти через свою синхронную скорость при некоторой частичной нагрузке от полной; при дальнейшем возрастании нагрузки он уже станет работать ниже своей синхронной скорости. Одноякорнь и преобразователь при этом будет при холостом ходе системы медленно вращаться с частотой скольжения в сторону, обратную вращению магнитного поля относительно ротора..При переходе через синхронизм он остановится с большим удерживающим моментом, и затем при дальнейшем уменьшении "скорости асинхронного двигателя под влиянием нагрузки ниже его синхронной скорости начнет медленно вращаться. соответственно частоте скольжения в обратную сторону.

Изображенная на фиг. 1 схема позво- ляет асинхронному двигателю А, не. смотря на вводимые в его вторичную цепь добавочные машины, коллекторный альтернатор К. А. и одноякорный преобразователь О, сохранить свои асинхронные характеристики в отношении изменения скорости, благодаря чему он сможет работать при всех скоростях в пределах его двухзонного регулирования, включая и его синхронную скорость, с практически одними и теми же опрокидывающими моментами, определяемыми его круговыми диаграммами.

Главная возбудительная машина предлагаемой системы может быть выполнена не только по тяпу коллекторного альтернатора с возбуждением на роторе, как это представлено на фиг. 1, но и по типу возбуждения на статоре, как это

/ изображено на фиг. 2. В этом случае коллекторный альтернатор К. А. может приводиться во вращение любым двигателем, например, асинхронным двигателем М. Возбудительная обмотка коллекторного альтернатора К. А. питается в этом случае от небольшого же коллекторного альтернатораg. В., но с воз-. буждением на роторе, соединенном на одном валу с главным двигателем А, благодаря чему эта часть схемы принципиаль-" но соответствует фиг. 1. Эта схема фиг. 2 представляет удобство при тихоходном асинхронном двигателе А, так как в ней главный коллекторный альтернатор-возбудитель К. А. не имеет механической связи с асинхронным двигателем А и поэтому может быть выбран более дешевого быстроходного типа.

Предмет изобретения.

1. Аггрегат для регулирования скорости асинхронного двигателя в обе стороны от синхронной скорости при., помощи преобразователя частоты с применением двигателя постоянного тока, механически связанного с валом главного двигателя и питаемого от последнего через одноякорный преобразователь, отличающийся тем, что в качестве предназначенного для регулирования скорости дополнительного источника мощности (преобразователя частоты) применен компенсированный коллекторный альтернатор переменной частоты.

2. Форма выполнения аггрегата по п. 1, отличающаяся тем, что вал асинхронного двигателя механически связан с валом коллекторного альтернатора К.А., возбуждаемого с рхора от сети через трансформатор Т с переменным коэф. фицяентом трансформации преобразователем фазы Ф.

3. Форма выполнения аггрегата по п. 1, отличающаяся тем, что вал асинхронного двигателя механически связан с валом коллекторного возбудителя, предназначенного возбуждать со статора коллекторный альтернатор К. А., вращаемый с неизменной скоростью.