Способ пуска гистерезисного электродвигателя

Способ пуска гистерезисного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалнстнчесннк

Республик

«i>997214 (61) Дополнительное к авт. сана-ву(22)Заявлено 24.12.80 (21) 3222325/24-07 (5I)N. Кл.

Н 02 P 1/52

Н 02 К 19/08 с присоеаиненнем заявки И (23)прноритетГесудерстеелеые кемлтет

CCCP

Опубликовано 5. 02. 83, Бюллетень М 6 дв делам лзебретеелй и открытий (53) УДК 621, 313.39 (088.83

Дата опубликования описания 18.02.83

В. И. Гуков, С.Ф. Позднухов, Н. Н. Рудано и В. Н. Тарасов (72) Авторы изобретения (7! ) За я вител ь (5") СПОСОБ ПУСКА ГИСТЕРЕЗИСНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления инерционным гистерезисным двигателем.

В современных двигателях часто используют аэродинамические опоры.

В начале трогания в опорах имеет место момент сухого трения, на преодоление которого и рассчитывается двига1О тель. По мере разгона момент сопротивления уменьшается. Кратность момента нагрузки в точках "пуск" и "рабочий режим" может составить отношение 10 к 1 и более. При такой большой кратности для сохранения высоких энергетических показателей в рабочем режиме необходимо уменьшить уровень потока в двигателе. Поставленная задача применительно к гистерезисному щ двигателю может быть решена за счет. форсированного пуска путем повышения напряжения на время разгона с после-, дующим снижением в рабочем режиме(1) .

При этом одновременно может быть достигнут устойчивый режим перевозбуждения, если кратность изменения напряжения не превышает 1,5-2,2. Этой кратности может быть недостаточно для получения максимально возможного КПД в рабочем режиме, увеличение ее приводит к переводу двигателя в емкостной режим, в результате чего снижается устойчивость двигателя и КПД из-за роста потерь в меди и увеличения тока.

Известно, что для увеличения кратности напряжения целесообразно ввести этап размагничивания роторов пу тем кратковременного перевода двигателя в асинхронный режим после первой ступени снижения напряжения, а затем после повторного входа в синхронизм -. повторное снижение напряжения 1 2).

Указанные способы характеризуется большой кратностью изменения напря °

3 99721 жения и тока, а следовательно, завышением установленной мощности источника, исходя из требований пуска, Известно, что уменьшить установленную мощность источника можно за счет реализации частотного пуска гистерезисного двигателя путем изменения частоты и напряжения. При этом может быть обеспечен и требуемый для

l трогания двигателя пусковой момент 3). g

Однако для осуществления перевозбуждения по-прежнему необходимо изменять напряжение в рабочем режиме, т.е. в этом случае максимальная мощность источника сохраняется на. прежнем уровне, но имеет место в конце запуска. Одновременное изменение частоты и напряжения усложняет реализацию привода.

Известно, что для уменьшения установленной мощности можно осуществ лять импульсное намагничивание двигателя в рабочем режиме при сохранении постоянного уровня частоты и напряжения на время пуска (4J.

При этом не обеспечивается максимальное использование двигателя, оцениваемое отношением M„/ 1п в точке пуск, которое имеет место при форсированном уровне потока в двигателе.

Наиболее близким к изобретению является способ пуска гистерезисного двигателя, при котором подключают электродвигатель к источнику питания с заданным соотношением напряжения и частоты и одновременно .формируют намагничивающие,импульсы в фазах электродвигателя. После достижения ротором частоты вращения, определяемой текущим уровнем частоты питания, . дискретно увеличивают частоту и на4О пряжение на заданный уровень. Затем вновь определяют вход двигателя в синхронизм на промежуточной частоте и вновь дискретно увеличивают частоту и напряжение. Так продолжают до достижения ротором заданной номинальной частоты вращения. При этом вход двигателя в синхронизм определяют по уменьшению тока, которое происходит в результате перевозбужде- о ния двигателя импульсами на любой . промежуточной частоте питания. Для перевозбуждения двигателя необходимо выбрать такое соотношение напряжения и частоты, чтобы поток в двигателе и индукции в роторе были меньше уровня потока и индукции при. обычном форсированном запуске. Поэтому пусковой "

4 4 момент такого двигателя меньше максимально возможного, необходимого для надежного трогания с места двигателя с аэродинамическими опорами.

Если при заданной начальной частоте увеличить напряжение, можно получить заданное максимальное значение потока и момента трогания (5 ).

Однако при этом наличие периодических, импульсов приводит к дополнительному увеличению среднего значения напряжения в пределах полупериода частоты питания. Это не сказывается на увеличении момента, а приводит лишь к увеличению намагничивающей составляющей тока, которая может быть значительной из-за насыщения двигателя максимальным уровнем потока. В результате увеличиваются токи через токойодводы электродвигателя, снижая надежность электропривода, и через источник, увеличивая его установленную мощность.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение установленной мощности источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска гистерезисного двигателя, преимущественно с газодинамическими опорами, при котором подключают электродвигатель к источнику питания с .заданным пусковым соотношением напряженя и частоты, и формируют намагничивающие импульсы

I в. фазах электродвигателя, .по достижении ротором заданной скорости вращения уменьшают соотношение напряжения и частоты в 1,5-2,5 раза, после чего формируют указанные намагничивающие импульсы.

Суть предлагаемого способа состоит в следующем.

Предварительно выбирают такое соотношение напряжения и частоты, чтобы поток в машине был на уровне предельных индукций в статоре и роторе.

Для ротора рационально иметь индукцию в области максимальной магнитной проницаемости основной кривой намагничивания. Для этой индукции отношение момента к току максимально, и можно обеспечить пуск при максимально возможном токе, выбираемом по ограничениям токоподводов или источника питания, имея при этом максимально возможный момент для обычно о пуска гистерезисного двигателя, Двигатель преодолевает момент трения в опора> и разгоняет ротор.

5 9972

14 6

На чертеже представлен пример вы. полнения устройства,:реализующего предложенный способ управления.

Устройство содержит гистерезисный двигатель 1, через разделительный ключ 2 подключенный к основному источнику 3 питания. Параллельно фазам двигателя l через разрядный ключ 4 подключен импульсный источник 5. В цепь питания основного источника включен блок 6 вольтодобавки. Управление блоком 6 вольтодобавки разделительным 2 и разрядным 4 ключами осуществляется от блока 7 управления.

Запуск двигателя и включение намагничивающих импульсов производится по временной программе. Запуск осуществляется при номинальной частоте питания и напряжения, необходимых для создания требуемого момента. Повышенное, напряжение обеспечивается блоком 6 вольтодобавки, который включается по сигналу блока 7 управления. Через заданное время, необходимое для разгона двигателя ро рабочей частоты вращения, блок 7 управления вырабатывает команду на выключенве блока 6 вольтодобавки и на включение намагничивающих импульсов. 11ри этом разделительный 2 и разрядный 4 ключи работают в противофазе, обеспечивая импульсное подмагничивание ротора двигателя. Разрядный ключ 4, замыкаясь, подключает. импульсный источник 5 к фазам двигателя 1, одновременно разделительный ключ 2 размыкается, препятствуя протеканию импульсного тока через основной источник 3.

При этом импульсное намагничивание осуществляется при пониженном уровне потока, а следовательно и тока. Этим исключается загрузка токоподводов RoBHllleHHblN14 токами, что повышает надежность электропривода. Одновременно снижается установленная мощность источника питания, что является часто определяющим требованием систем электропитания. в

Формула изобретения

Частота напряжения питания может быть установлена сразу на уровне рабочей частоты, а напряжение при этом поддерживается постоянным на все время запуска, т.е. реализуется обыч- g ный форсированный запуск. По достижении ротором заданной частоты вращения - в частном случае синхронной рабочей - понижают напряжение питания и начинают периодическую импульсную f0 модуляцию напряжения любым известным способом: кратковременным увеличением амплитуды части полупериода частоты питания или увеличением длительности полупериода, или их комбинацией. Периодическая модуляция осуществляет стабилизацию магнитного состояния ротора, B результате чего стабилизируется ток, тепловое состояние и магнитные поля рассеяния двигателя, рв демпфируются качения.

Необходимый для эффективного импульсного намагничивания пониженный уровень потока может быть достигнут р не только за счет снижения напряжения, но и в ряде случаев за счет переключения с пускового источника на рабочий с номинальным уровнем напряжения и тем же уровнем частоты. После эо переключения модуляцией напряжения ( рабочего источника осуществляется перевозбуждение. Такое решение позволяет уменьшить объем электрооборудования, а за счет импульсной модуля-ции упростить согласование источников по частоте, так как отпадает необходимость жестко согласовывать их частоты.

В ряде случаев нерационально строить источник с двумя уровнями напряжения или иметь два источника. Повышение уровня потока можно иметь за счет снижения пускового уровня час- 4 тоты при постоянном рабочем напряже-, нии питания. Поскольку максимальное значение момента двигателя достаточно иметь на определенном диапазоне изменения скорости, например от О до 1, 3 номинального значения и ниже, путем снижения частоты в 1,5-2,5 раза можно обеспечить надежный запуск двигателя, плавно увеличить частоту и осуществлять импульсную модуляцию напряжения питания, обеспечивающую

55 перевозбуждение двигателя при достижении ротором синхронной частоты вращения.

Способ пуска гистерезисного электродвигателя, преимущественно с газодинамическими опорами, при котором подключают электродвигатель к источнику питания с заданным пусковым соотношением напряжения и частоты, формируют намагничивающие импульсы в

t0 4. Авторское

М 534015, кл. Н

5. Авторское 587583, кл. Н свидетельство СССР

02 Р 7/42, 1972. свидетельство СССР

02 Р 7/42, 1975.

Составитель Л. Краснов

Редактор Л. Алексеенко Техред М.Костик Корректор С. Шекмар

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 956/76

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 99721 фазах электродвигателя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения установленной мощности источника питания, по достижении ротором заданной скорости вращения уменьшают соотношение напряжения и частоты в 1,5-2,5 раза, после чего формируют указанные намагничивающие импульсы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

140881, кл. Н 02 К 19/08, 1962.

4 8

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 439882, кл. H 02 К 19/08, 1974.

3. Делекторский Б.A Тарасов В.Н.

Регулирование гистерезисного гиродвигателя в процессе запуска, Труды

Московского энергетического института, 1974, с. 37-41.