RU168633U1

RU168633U1 - Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением

Info

Publication number: RU168633U1
Application number: RU2016139746U
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Харламов; Денис Игоревич Попов; Артем Валерьевич Литвинов; Вячеслав Тихонович Данковцев; Владимир Михайлович Лузин; Виктор Васильевич Молчанов
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-02-13

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в качестве стенда испытаний асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением методом взаимной нагрузки. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Устройство позволяет испытывать методом взаимной нагрузки как асинхронные двигатели, так и двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, что позволяет унифицировать стенды для испытаний различных типов двигателей и уменьшить количество силовых преобразователей, используемых в процессе испытаний, а также систем управления данными преобразователями. Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением состоит из двух неуправляемых выпрямителей, получающих питание от трехфазной сети, двух звеньев постоянного тока, двух однотипных управляемых инверторов, муфты, механически связывающей между собой испытуемые асинхронные двигатели. Дополнительно введены третий неуправляемый выпрямитель, вольтодобавочный преобразователь, четыре контактора, муфта, механически связывающая между собой испытуемый и нагрузочный двигатели постоянного тока. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в качестве схемы испытаний асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением методом взаимной нагрузки.

Аналогом предлагаемого устройства является схема взаимной нагрузки машин постоянного тока, в которой один силовой агрегат питает цепи якоря испытуемой и нагрузочной машин, а другой - выполняет функцию вольтодобавочного источника, изменяющего напряжение на якоре одной машины относительно другой, за счет чего одна из машин переходит в двигательный режим, а другая - в генераторный [1].

Другим аналогом предлагаемого устройства является схема испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки, в которой питание одного из двигателей производится от частотного преобразователя, а второго - от сети переменного тока частотой 50 Гц (RU 80018 U1, 20.01.2009) [2].

Недостатком аналогов является ограниченная область применения: возможность испытания только двигателей постоянного тока или только двигателей переменного тока. В случае необходимости испытания на одном предприятии обоих типов двигателей использование приведенных аналогов удваивает количество управляемых силовых преобразователей и систем управления ими.

Прототипом предлагаемого устройства является схема испытаний асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки (RU 140678 U1, 20.05.2014) [3], которая состоит из двух однотипных преобразователей частоты, получающих питание от трехфазной сети, двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей, механически связанных между собой посредством муфты и получающих питание от преобразователей частоты. Преобразователи частоты, используемые в схеме испытаний, состоят из неуправляемых выпрямителей, звеньев постоянного тока и управляемых инверторов. Связь преобразователей частоты реализуется с помощью шины постоянного тока, соединяющей звенья постоянного тока частотных преобразователей.

Недостатком прототипа является ограниченная область применения: возможность испытания только двигателей переменного тока.

Целью полезной модели является унификация стендов для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением методом взаимной нагрузки и уменьшение количества силовых преобразователей, используемых в процессе испытаний, а также систем управления данными преобразователями.

Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, состоящий из двух неуправляемых выпрямителей, получающих питание от трехфазной сети, двух звеньев постоянного тока, электрически связанных между собой, входы которых соединены с выходами неуправляемых выпрямителей, двух однотипных управляемых инверторов, входы которых соединены с выходами звеньев постоянного тока, муфты, механически связывающей между собой испытуемые асинхронные двигатели, дополнен третьим неуправляемым выпрямителем, вольтодобавочным преобразователем, четырьмя контакторами, муфтой, механически связывающей между собой испытуемый и нагрузочный двигатели постоянного тока; обмотка статора испытуемого асинхронного двигателя подключена к выходу одного управляемого инвертора через первый контактор, обмотка статора нагрузочного асинхронного двигателя подключена к выходу другого управляемого инвертора через второй контактор, вход третьего неуправляемого выпрямителя соединен с выходом одного управляемого инвертора через третий контактор, а выход подключен к якорным цепям испытуемого и нагрузочного двигателей постоянного тока, вход вольтодобавочного преобразователя соединен с выходом другого управляемого инвертора через четвертый контактор, а выход подключен последовательно с обмоткой якоря нагрузочного двигателя постоянного тока.

На фиг. представлен стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.

Предлагаемое устройство состоит из двух однотипных преобразователей частоты 1 и 2, получающих питание от трехфазной сети, которые состоят из неуправляемых выпрямителей 1.1 и 2.1, звеньев постоянного тока 1.2 и 2.2, управляемых инверторов 1.3 и 2.3. Звенья постоянного тока 1.2 и 2.2 имеют между собой электрическое соединение 3. Муфта 10, механически связывает между собой испытуемые асинхронные двигатели 8 и 9, получающие питание от преобразователей частоты 1 и 2 через контакторы 5 и 6. Муфта 14, механически связывает между собой испытуемые двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением 12 и 13, получающие питание от неуправляемого выпрямителя 11, подключенного к преобразователю частоты 1 через контактор 4. Вольтодобавочный преобразователь 15, получающий питание от частотного преобразователя 2 через контактор 7 своими выводами включен последовательно в якорную цепь двигателя 13.

Входы обоих неуправляемых выпрямителей 1.1 и 2.1 подключены к трехфазной сети. Выход неуправляемого выпрямителя 1.1 подключен к входу звена постоянного тока 1.2, выход неуправляемого выпрямителя 2.1 подключен к входу звена постоянного тока 2.2. Входы управляемых инверторов 1.3 и 2.3 подключены к выходам звеньев постоянного тока 1.2 и 2.2. Входы асинхронных двигателей 8 и 9, валы которых механически соединены между собой муфтой 10, подключены через контакторы 5 и 6 к входам управляемых инверторов 1.3 и 2.3. Вход неуправляемого выпрямителя 11 подключен через контактор 4 к выходу управляемого инвертора 1.3. Входы якорных цепей двигателей постоянного тока 12 и 13, валы которых механически соединены между собой муфтой 14, подключены к выходу неуправляемого выпрямителя 11. Вход вольтодобавочного преобразователя 15 подключен через контактор 7 к выходу управляемого инвертора 2.3. Выход вольтодобавочного преобразователя 15 включен последовательно с якорной цепью двигателя постоянного тока 13.

Устройство работает следующим образом. Подведенное от сети трехфазное напряжение поступает к неуправляемым частотным преобразователям 1 и 2, где оно преобразуется в постоянное напряжение посредством выпрямителей 1.1 и 2.1, передается в звенья постоянного тока 1.2 и 2.2 и далее инвертируется с помощью управляемых инверторов 1.3 и 2.3 в переменное напряжение, имеющее требуемое действующее значение и частоту.

При испытаниях асинхронных двигателей 8 и 9 их обмотки статора подключаются к выходам управляемых инверторов 1.3 и 2.3 через контакторы 5 и 6. При этом контакторы 4 и 7 отключены. Для реализации режима взаимной нагрузки необходимо уменьшить частоту вращения магнитного поля на одном из асинхронных двигателей (например, на асинхронном двигателе 9) по сравнению с частотой вращения вала. Для этого, разогнав асинхронные двигатели 8 и 9 на холостом ходу до определенной частоты вращения, необходимо снизить частоту вырабатываемого напряжения на одном из частотных преобразователей 1. Электродвигатель 8, получающий напряжение от преобразователя 1 с меньшей частотой, переходит в генераторный режим, а вырабатываемая им электрическая энергия поступает в звено постоянного тока 1.2 и далее через электрическое соединение 3 поступает в звено постоянного тока 2.2 преобразователя частоты 2, который осуществляет питание двигателя 9.

При испытаниях двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением неуправляемый выпрямитель 11 подключается через контактор 4 к частотному преобразователю 1, а вольтодобавочный преобразователь 15 подключается через контактор 7 к частотному преобразователю 2. При этом контакторы 5 и 6 отключены. Обмотки возбуждения обоих двигателей включены последовательно в якорную цепь двигателя 12. Постоянное напряжение, подаваемое в якорные цепи двигателей 12 и 13 с выхода неуправляемого выпрямителя 11, определяется параметрами переменного напряжения на его входе, которое, в свою очередь, регулируется с помощью частотного преобразователя 1. Для реализации режима взаимной нагрузки необходимо увеличить напряжение в якорной цепи одного двигателя по сравнению с другим с помощью вольтодобавочного преобразователя 15. При этом двигатель, в якорной цепи которого напряжение оказалось выше, нагружается в двигательном режиме, а другой двигатель переходит в генераторный режим. Постоянное напряжение на выходе вольтодобавочного преобразователя 15, определяется параметрами переменного напряжения на его входе, которое, в свою очередь, регулируется с помощью частотного преобразователя 2.

Источники информации:

1. Жерве, Г.К. Промышленные испытания электрических машин / Г.К. Жерве; Изд. 4-е, сокр. и перераб. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. - 408 с.

2. Патент на полезную модель Р.Ф. №80018, МПК G01R 31/04, 2009.

3. Патент на полезную модель Р.Ф. №140678, МПК G01R 31/34, 2014.

Claims

Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, состоящий из двух неуправляемых выпрямителей, получающих питание от трехфазной сети, двух звеньев постоянного тока, электрически связанных между собой, входы которых соединены с выходами неуправляемых выпрямителей, двух однотипных управляемых инверторов, входы которых соединены с выходами звеньев постоянного тока, муфты, механически связывающей между собой испытуемые асинхронные двигатели, отличающийся тем, что дополнен третьим неуправляемым выпрямителем, вольтодобавочным преобразователем, четырьмя контакторами, муфтой, механически связывающей между собой испытуемый и нагрузочный двигатели постоянного тока; обмотка статора испытуемого асинхронного двигателя подключена к выходу одного управляемого инвертора через первый контактор, обмотка статора нагрузочного асинхронного двигателя подключена к выходу другого управляемого инвертора через второй контактор, вход третьего неуправляемого выпрямителя соединен с выходом одного управляемого инвертора через третий контактор, а выход подключен к якорным цепям испытуемого и нагрузочного двигателей постоянного тока, вход вольтодобавочного преобразователя соединен с выходом другого управляемого инвертора через четвертый контактор, а выход подключен последовательно с обмоткой якоря нагрузочного двигателя постоянного тока.