Способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя

Способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

п1173) 542

ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБАТЕ 1 Ей ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.73 (21) 1936015, 24-07 с присоединением заявки № (51) М Кл з

Н 02Р 7/00

Н 02К 27/28 да делам изобретений- (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 621,313.36 (088.8) и аткаытнй (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (72) Авторы изобретения

А. Б. Релин и H. Е. Кузнецов

Тольяттинский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРА1ЦЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

ГасУдаРственный KOMHTBT (23) Приоритет

Изобретение относится к электрическим машинам с вращающимся полем статора.

Известен ряд способов регулирования частоты вращения асинхронного двигател я путем изменения тока в обмотке ротора, например, изменением частоты и величины напряжения питапия обмотки статора, изменением величины сопротивления в цепи обмотки ротора или величины питающего его напряжения. Кроме того, известен способ регулирования частоты вращения многофазного коллекторного двигателя путем изменения положения коллекторных щеток, запитанных тем же напряжением, что и статор (1).

Недостатками этих способов являются низкие энергетические показатели и сложность процесса регулирования.

Из известных способов наиболее близок к описываемому. способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя путем изменения тока в обмотке ротора, заключающийся в том, что изменяют величину постоянного напряжения, подводимого к обмотке ротора посредством вращающихся синхронно с результирующим вектором поля статора щеток (2).

К недостаткам данного способа, обусловленным наличием мощного регулируемого источника питания постоянного тока, относятся сравнительно низкие энергетические и динамические характеристики процесса регулирования.

Цель изобретения — улучшение энергетических характсристпк и качества процесса регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что коммутационное устройство, замыкающее часть обмотки ротора, смещают на фиксп10 рованньш угол вдоль окружности его вращения.

Введение нового приема в процесс регулирования исключает операцию изменения величины электрической энерпш, подводиl5 мой при известном способе к обмотке ротора двигателя от дополнительного преобразователя, что значительно снижает энергетические потери при рсгулировании и обспечивает улучшение энергетически. харак2д теристпк процесса pcr лпрования racToTlr вращения двигателя. Кроме того, это позволяет упростить и повысить быстродейсг."|lå, а значит, и качество этого процесса.

На фиг. 1 пока "àíà развертка разомкну25 той Оомотки рОтОра трехфазного коллекторного двигателя; па фиг. 2 — график распределсш:я намагничивающей силы и мапштной пндукцш; в зазоре между статором и ротором дзпгателя (для двухполюсЗО ного статора); па фиг. 3 — взаимное рас731542

4 положение результирующего вектора магнитного поля статора и щеток, замыкя!ощих накоротко обмотку ротора и врящщощихся синхронно и соосно с вектором поля статора; на фиг. 4 — график зависимост(1 5 скорости ыращшшя двигателя от угла между вектором мап!Нтиого ноля Обмо!ок с Ятора и поло)кением коммутационного устройства, например щеток.

Регулирование частоты Вращения двига- 10 теля по предлагаемому способу BBK;ilo«acTся в следующем.

В результате замыкания накоротко разомкнутой обмотки ротора щетками "1 и

В (как видно из фиг. 1) образуются корот- 15 козамкнутые секции, состоящие пз активных участков обмотки ротора ЕВ и ЕС, соединенных между собой с одной стороны лобовой частью, а с другой стороны — щетками (коммутационным устройством) . 20

Щетки А и В вращают синхронно и соосио с результирующим вектором магнитного потока обмоток статора двигателя (например, с помощью вспомогательного синхронного двигателя). При этом наводимая 25

ЭДС в образуемых короткозамкнутых черсз щетки секциях обмотки ро" îðà зависит от положения щеток относительно Вектора магнитного потока обмоток статора. При угле между ними u!)=90 (см, фиг. 3) пы- 0 водимая ЭДС в короткозамкнутых секциях равна нулю, а нри угле а„,— = 0 наводимая

ЭДС в короткозамкнутых секциях раыiia максимальному значеншо Е»,.

Для изменения частоты ырашеиия ротор(1 65 двигателя коммутационное устройство сме щают на (риксироыанный угол Вдоль окружности его вращения (Б данном случае, щеток). При этом изменяется угол между рсзультиру ющим вектором магнитного по l o- (0 ка обмотки статора и замыкающими накоротко обмотку ротора щетками, вращающимися синхронно и соосно с вектором потока статора, что определяет изменение Величины ЭДС в создаваемых короткозамкиуты:, 5 секциях обмотки ротора. Изменение величины ЭДС приьодит к измснсни(о Вел!! Ип(ы тока в этих секциях, 2 значит, Вращающего момента и частоты вращения ротора двигателя. Щетки можно сдвигать Бдо ib 50 окружности их вращения и отпоситель Io результирующего вектора 312(HIITHO(o потока обмотки статора, например, изменяя ток возбуждения обмотки ротора Бспомог()тс,ibНОГО cHHxpOHHQI O ДВНГатсля, 13paHJBIOII!cl 0 51 щетки. Это приводит к измеиешпо угля нагрузки 0 этого двигателя, а зпя игг, и к сдвигу скрепленных с его ротором щеток.

Например, если необ" одимо увеличить частоту вращения двигателя, то угол а 60 уменьшают (например, от а! до а ) путем увеличеш!я тока возбуждеш!я обмотки ротора вспомогательного синхронного дыи;ятеля. В результате щетки А и В начинают соприкасаться с активными проводниками рОторя, В KoTopblx при этом по.lожснии щеI0i< няыодпгся оольшая по Величине ЭДС, а В создяВаемых ири этом коро! коза !кнутых сскцпях ОбмО Тки 1)отоpя тоK уБели (иВ2е c51, ITo и1)и130Ди. K УБсличениlо HPЯЩЯ-!

ОЩСГО МОМС!1 1 B ДВИГЯT!,!и. С,(Е (3031СИТ Нa— ! ji 1 2K!1 HB H d. 1 Нос l 05IIiHblI1> To Il Pi! У Бе IH(сипи вращающего момента двигателя чясlота Вр2щени51 роТора Возраст2ет, а скольжение — умсньи!Яе1 си. При этом наводимая ЗД(, а следовательно, и ток ы короткозамкиутых секциях обмотки ротора

Иа iHHBIOT У МЕЧIЬШЯТЬСЯ И llPH KBKOII-TO HÎвой (большей) частоте ьращения ротора

ДВНГятс. lя Hacryilacт динами (еское равноНе«iic Вращающего моме!Гта двигателя и момента нагрузки. Пр:i Hoc,acäóþùåì умсиьшешш угла а раыноьесие моментов

1IBcIуiIBcT Hpil áo ibIliQI1 скорости вращения

РОТОРЯ ДБИГЯТЕЛЯ И Т. Д.

Таким образом, смещая замыкающие накоротко обмотку ротора щетки вдоль окру)киости их вращения п относительно ыраlHaI0ùcãoc5! синхронно Ii соосно с нпм результирующего вектора магнитного потока

Оомо 1 ки ста ГОРЯ, мОжнО Oc))lцестБ 15ITb п.(явное рсгу". ilpoaai». (ястоты Вращения

ac,:ш.,ронного двигателя Б широких пределах (см. фиг. 3, 4).

Предложенный способ открывает качественно иовыс возможности для разработки конструктивных Hpi:иципов !остроеиия яс!1Их!)Опиых дВИГятc,(c. l с широким дияп2зоном рсгу.(ироыаш!я частоты вращения и с улучшс1шыми энергетическими характериС 1! К Я М И П Р О Ц Е С С Я Р Е Г У;l I i P O H 2 H 1151 . j P I I l I C H Cипс надежны. . полупроводниковых коммуТЯЦ(i0111(b!X УC iPO!ICCH ПОЗВОЛИ1 СОЗДЯТЬ OCCко тяктиь:с ас!Гнхроинь:" Iz;;(;BTcли, реализующиее 1;рсд,,(ожспньп(способ рсгулироваш!я частоты вращения.

Форму-.а изооретсиия

СHOC06 реl у, IHpÎHBH1151 !BC! OTI. 13j)alllCHH53 асинхронно о —,Би! атее(5(с коммутационным устро.. вом, напр;(мер щетками, вращаюС!(н;ЕО. (О 1! COocllo С РСЗ",.(ЬTIIPy}0l

H1iiм Бскторо,»IO: я статоря и замыкающим час(ь обмо Тки ротора, путем изменения тока Б обмотке ро —îð:à,,отл и ч а ю щи йс я тем, !то, с цел! (о улучшения энсргети;сск((х . араКТер! ICT!1(и кячсстиа процесса )С! М,(!(РОБЯ ИИЯ> 1!01131; ТЯЦИ()!3ПО 1 С) РО!!CTBO

СМСIЦ iiOT H11 фliKCHPOБГППIЫ(! У" О ЫДО.!b ОК ру)к(.ос(и cl o ьращеи((я.

Источники информации, ((pllH5(Tblp Бо внимание ири экспертизе

С п р я Б 0 и 1 я я к и и 1 я дл 51 э,". е к 1 р 0 т е х н и;:.oБ. 110д рсд..х(., 1."12.1 елена (1 др., <31ХУВУЧ», 1934, тОм б, С. 180 — 209.

2. авторское свидетельство СССР № 40029, кг!. Н 02р 7/00, 1932 (прототип).