RU156515U1 - Устройство управления режимами работы асинхронного двигателя - Google Patents

Abstract

Устройство управления режимами работы асинхронного двигателя, содержащее регулирующие трансформаторы, комплект измерительной, защитной и коммутационной аппаратуры, при этом обмотки НН трансформаторов включены последовательно в каждую фазу нагрузки, а обмотки ВН либо отключены от сети и закорочены, либо включаются между фазой сети и нулем последовательно с ограничивающим резистором, который закорачивается в процессе коммутации, отличающееся тем, что регулирование напряжения питания двигателя производится в зависимости от соотношения тока статора к номинальному паспортному току двигателя регулировочным трансформатором за счет ЭДС, индуктированной обмоткой ВН в обмотке НН трансформатора.

Description

Устройство включает в себя вольтодобавочный трансформатор ВДТ, схему контроля тока, состоящую из трансформатора тока логического устройства, позволяющего контролировать величину тока в цепи нагрузки и релейного выхода при помощи которого осуществляется управление коммутационной аппаратурой, причем обмотка низкого напряжения НН вольтодобавочного трансформатора ВДТ включена последовательно в фазу нагрузки, а обмотка ВН ВДТ либо отключена от сети и закорочена, либо подключается между фазой и нулем сети с различной полярностью и последовательно с ограничительным резистором, который закорачивается в процессе коммутации.

Устройство имеет три режима работы, которые обусловлены, соответственно тремя режимами регулировки напряжения питания нагрузки в зависимости от протекающего по ней тока:

1. Режим «нейтраль» - выключатели входа и выхода (QF1 и QF2), устройства включены, байпас QF3 разомкнут, нагрузка находится под напряжением. Двухполюсный выключатель Q.S1 предназначенный для защиты системы управления включен.

Контакторы К1 и К2 имеющие нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты находятся в исходном состоянии (ФИГ 1).

Тогда обмотка ВН ВДТ находится в закороченном состоянии, что соответствует для ВДТ режиму «нейтраль» в котором регулирование напряжения не происходит и напряжение на нагрузке равно сетевому напряжению.

2. Режим «вольтоограничения» - выключатели входа и выхода (QF1 и QF2) включены, байпас QF3 разомкнут, нагрузка находится под напряжением. Двухполюсный выключатель QS1 включен.

Катушка контактора К1 включена, что привело к размыканию его нормально замкнутого контакта и замыканию его нормально разомкнутого контакта, Сш скомпенсировало перенапряжение на обмотке ВН во время «провала контактов» - (время когда нормально замкнутые контакты контактора К1 уже разомкнуты, а нормально разомкнутые контакты К1 еще не замкнулись). Направление тока (указано стрелками на иллюстрации) создающего встречный магнитный поток в сердечнике ВДТ снижает напряжение на выходе из устройства т.е. на нагрузке (ФИГ 2).

3. Режим «вольтодобавка» - выключатели входа и выхода (QF1 и QF2) включены, байпас QF3 разомкнут, нагрузка находится под напряжением. Двухполюсный выключатель QS1 включен.

Катушка контактора К2 включена, что привело к размыканию его нормально замкнутого контакта и замыканию его нормально разомкнутого контакта, Сш скомпенсировало перенапряжение на обмотке ВН во время «провала контактов». Направление тока (указано стрелками на иллюстрации) создающего попутный магнитный поток в сердечнике ВДТ увеличивает напряжение на выходе из устройства т.е. на нагрузке (ФИГ 3)

Это вызывает за счет наведенной ЭДС обмоткой ВН в обмотке НН изменение тока ротора и статора электродвигателя в зависимости от его номинального тока, при этом, если ток двигателя (в данном случае - это нагрузка ФИГ 1, ФИГ 2, ФИГ 3) меньше или равен 0,5 Iном.дв.- напряжение питания уменьшается, при токе больше 0,5 Iном.дв., но меньше 0,8 Iном.дв.- напряжение остается сетевым, а если ток статора превышает 0,8 Iном.дв. - напряжение питания увеличивается.

Вышеизложенное отличает предложенную полезную модель от известного аналога: патент РФ на изобретение №2237270.

В аналоге контроль работы схемы осуществляется в функции напряжения сети, но так как процесс работы асинхронного двигателя коренным образом отличается от процесса работы и потребления энергии активной нагрузкой схема контроля и управления отстроена от параметров номинального тока и КПД потребителя, в данном случае асинхронного двигателя. При этом все преимущества аналога сохранены.

В книге И.А. Сыромятникова «Режимы работы асинхронных двигателей» (Госэнергоиздат 1950 г. стр. 9) приведена общеизвестная схема замещения асинхронного двигателя фиг. 1.1. и формулы с 1-1 по 1-7 и формула 1-13.

Из схемы очевидно, что ток, забираемый двигателем из сети, (ток статора) - есть геометрическая сумма 2х токов: тока намагничивания и приведенного тока ротора, этот параметр зависит от ЭДС двигателя Е2.

Ток намагничивания определяется при помощи кривой намагничивания (каталожная величина) и не зависит от нагрузки, а ток ротора напрямую зависит от нагрузки на валу электродвигателя.

Из сказанного выше следует, что для нормальной работы асинхронной машины и увеличения срока ее службы полезно при нагрузках меньше 0,5 номинальной уменьшать напряжение питания двигателя, а при нагрузках 0,8 и более номинала увеличивать его.

ГОСТ 13109-97 на качество электроэнергии предусматривает изменение напряжения питания двигателя от 0,95 до 1,1 от номинального.

Упомянутый выше прототип предлагаемого устройства являются простым, удобным и высокоэффективным средством оптимизации режимов работы электрооборудования.

Отличием от приведенного прототипа является то, что в данной схеме регулировка напряжения питания двигателя осуществляется в зависимости оттока протекающего в нем относительно его номинального тока и КПД, все остальные достоинства при этом сохраняются.

Предлагаемая полезная модель целесообразна к применению для длительно работающих двигателей в сети 0,4 кВ: насосы, компрессоры, вентиляторы и т.п.

Claims (1)

1. Устройство управления режимами работы асинхронного двигателя, содержащее регулирующие трансформаторы, комплект измерительной, защитной и коммутационной аппаратуры, при этом обмотки НН трансформаторов включены последовательно в каждую фазу нагрузки, а обмотки ВН либо отключены от сети и закорочены, либо включаются между фазой сети и нулем последовательно с ограничивающим резистором, который закорачивается в процессе коммутации, отличающееся тем, что регулирование напряжения питания двигателя производится в зависимости от соотношения тока статора к номинальному паспортному току двигателя регулировочным трансформатором за счет ЭДС, индуктированной обмоткой ВН в обмотке НН трансформатора.

   

Images