RU2030798C1 - Device for vertical displacement of nuclear reactor control element - Google Patents

Device for vertical displacement of nuclear reactor control element Download PDF

Info

Publication number
RU2030798C1
RU2030798C1 SU914926518A SU4926518A RU2030798C1 RU 2030798 C1 RU2030798 C1 RU 2030798C1 SU 914926518 A SU914926518 A SU 914926518A SU 4926518 A SU4926518 A SU 4926518A RU 2030798 C1 RU2030798 C1 RU 2030798C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
speed
regulatory body
drive motor
winding
Prior art date
Application number
SU914926518A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Ю. Смирнов
Original Assignee
Опытное конструкторское бюро машиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Опытное конструкторское бюро машиностроения filed Critical Опытное конструкторское бюро машиностроения
Priority to SU914926518A priority Critical patent/RU2030798C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2030798C1 publication Critical patent/RU2030798C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear reactors. SUBSTANCE: device has short-circuiting wires in the form of resistors; resistance of each resistor is higher than inductive reactance of armature winding phase lead in drive motor at center-tap leads of its parallel circuits at rotor speed corresponding to respective desired speed of uniform lowering of control element by gravity. EFFECT: improved uniformity of control element displacement. 4 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в устройствах управления и защиты ядерного реактора для выполнения функций регулирования мощности, компенсации избыточной реактивности. The invention relates to nuclear technology and can be used in control devices and protection of a nuclear reactor to perform the functions of power control, compensation for excess reactivity.

Известно устройство для перемещения регулирующего органа, содержащее приводной двигатель, несамотормозящийся редуктор, к выходному валу которого присоединен регулирующий орган, и блок коммутации обмоток управления приводного двигателя. A device for moving a regulatory body, comprising a drive motor, a non-self-braking gearbox, to the output shaft of which a control body is connected, and a switching unit of the control windings of the drive motor are known.

В этом устройстве приводной двигатель выполнен в виде шагового двигателя с активным ротором. Его обмотки управления соединены с выходом блока коммутации, вход которого соединен со схемой управления. По сигналу аварийной защиты блок управления обесточивает обмотки управления шагового двигателя, а блок коммутации замыкает их между собой. Под действием веса подвижных частей регулирующий орган начинает опускаться и приводит во вращение ротор шагового двигателя. При этом магнитное поле постоянных магнитов, установленных на роторе шагового двигателя, взаимодействует с током, наведенным в замкнутых обмотках управления, в результате чего создается тормозной момент, ограничивающий скорость опускания регулирующего органа (авт.св. N 510701). Недостатками этого устройства являются сложность, обусловленная наличием блока коммутации обмоток приводного двигателя, и недостаточная надежность, обусловленная возможностью обрыва или повреждения длинных линий связи, соединяющих блок коммутации и обмотки приводного двигателя. В случае повреждения этих линий торможение регулирующего органа не будет обеспечено, в результате чего его скорость недопустимо возрастет, что может привести к поломке механической части устройства. In this device, the drive motor is made in the form of a stepper motor with an active rotor. Its control windings are connected to the output of the switching unit, the input of which is connected to the control circuit. According to the emergency protection signal, the control unit de-energizes the control windings of the stepper motor, and the switching unit closes them together. Under the influence of the weight of the moving parts, the regulatory body begins to lower and drives the rotor of the stepper motor. In this case, the magnetic field of the permanent magnets mounted on the rotor of the stepper motor interacts with the current induced in the closed control windings, as a result of which a braking torque is created that limits the lowering speed of the regulatory body (ed. St. N 510701). The disadvantages of this device are the complexity due to the presence of the switching unit of the windings of the drive motor, and insufficient reliability due to the possibility of breakage or damage to the long communication lines connecting the switching unit and the windings of the drive motor. In the event of damage to these lines, braking of the regulatory body will not be ensured, as a result of which its speed will unacceptably increase, which can lead to breakdown of the mechanical part of the device.

Известно также устройство для управления вертикальным перемещением регулирующего органа, в котором для выполнения функций торможения и обеспечения заданной скоpости опускания регулирующего органа в аварийных режимах применен регулятор скорости, вращающаяся часть которого выполнена с применением постоянных магнитов. Постоянные магниты взаимодействуют с неподвижной короткозамкнутой обмоткой, в результате чего развивается тормозной момент, необходимый для регулирования скорости [1]. Однако при таком решении резко возрастает инерционность вращающихся масс, жестко связанных с ротором приводного двигателя. В результате при работе устройства в режимах регулирования мощности и компенсации реактивности существенно снижается быстродействие, а также снижается точность позиционирования вследствие увеличения свободного выбега ротора двигателя после подачи команды на останов или реверс. В режиме аварийной защиты увеличивается продолжительность разгона ротора двигателя и жестко связанной с ним подвижной части регулятора скорости до установившегося значения скорости опускания регулирующего органа. Вследствие перечисленных факторов быстродействие указанного устройства во всех режимах его работы оказывается недостаточным. There is also known a device for controlling the vertical movement of a regulatory body, in which to perform the braking functions and provide a predetermined lowering speed of the regulatory body in emergency conditions, a speed controller is used, the rotating part of which is made using permanent magnets. Permanent magnets interact with a stationary short-circuited winding, as a result of which the braking torque necessary to control the speed develops [1]. However, with this solution, the inertia of the rotating masses rigidly connected with the rotor of the drive motor increases sharply. As a result, when the device is operating in power control and reactivity compensation modes, the performance is significantly reduced, and the positioning accuracy is also reduced due to an increase in the free run-out of the motor rotor after a stop or reverse command has been issued. In emergency protection mode, the acceleration time of the engine rotor and the movable part of the speed controller rigidly connected to it increases to the steady-state value of the lowering speed of the regulatory body. Due to these factors, the performance of the specified device in all modes of its operation is insufficient.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для вертикального перемещения регулирующего органа по заявке содержащее электродвигатель, совмещенный с регулятором скорости, включающий ротор с постоянными магнитами, снабженными арматурой, образующей по окружности 2N плюсов чередующейся полярности и 2N зубцов зубчатого реактивного ротора приводного электродвигателя, и статор с многофазной якорной обмоткой, образующей 2(N±1) полюсов и снабженной выводами средних точек параллельных ветвей одной или нескольких фаз, замкнутых между собой в указанных фазах короткозамыкающими приводами или конденсаторами [2] . Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие при работе в режиме аварийной защиты, поскольку в этом режиме регулятор скорости развивает слишком большой тормозной электромагнитный момент при низких скоростях вращения ротора. Повышенный тормозной электромагнитный момент регулятора скорости существенно увеличивает время аварийного сброса регулирующего органа и снижает тем самым его функциональную надежность. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for vertical movement of the regulatory body according to the application containing an electric motor, combined with a speed regulator, including a rotor with permanent magnets equipped with fittings, forming 2N pluses of alternating polarity and 2N teeth of the gear drive rotor of the drive around the circumference electric motor, and a stator with a multiphase anchor winding, forming 2 (N ± 1) poles and equipped with conclusions of midpoints parallel branches of one or more phases, closed to each other in the indicated phases by short-circuit drives or capacitors [2]. A disadvantage of the known device is its low speed when operating in emergency protection mode, since in this mode the speed controller develops too large braking electromagnetic torque at low rotor speeds. The increased braking electromagnetic moment of the speed controller significantly increases the time of emergency reset of the regulatory body and thereby reduces its functional reliability.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства путем увеличения установившейся скорости опускания регулирующего органа в режиме аварийной защиты. The aim of the invention is to increase the functional reliability of the device by increasing the steady-state lowering speed of the regulatory body in emergency protection mode.

Поставленная цель в устройстве для вертикального перемещения регулирующего органа, содержащем регулятор скорости, состоящий из кольцевых постоянных магнитов с арматурой, образующих по окружности 2N полюсов чередующейся полярности, установленных на роторе приводного электродвигателя, включающего статор с многофазной якорной обмоткой с двумя параллельными ветвями в каждой фазе, снабженными выводами средних точек в одной или нескольких фазах, и несамотормозящийся редуктор, соединенный с регулирующим органом, достигается тем, что к выводам средних точек параллельных ветвей фаз якорной обмотки подключены резисторы, активное сопротивление каждого из которых превышает индуктивное сопротивление фазы якорной обмотки на этих же выводах при частоте вращения ротора, соответствующей требуемой скорости равномерного опускания регулирующего органа действием собственного веса. The goal is a device for vertical movement of a regulatory body, containing a speed controller, consisting of ring permanent magnets with reinforcement, forming 2N poles of alternating polarity around a rotor of a drive electric motor, including a stator with a multiphase armature winding with two parallel branches in each phase, equipped with the conclusions of the midpoints in one or several phases, and a non-self-braking gear connected to the regulatory body is achieved by To the midpoints of the parallel branches of the phases of the armature winding, resistors are connected, the active resistance of each of which exceeds the inductive phase resistance of the armature winding at the same terminals at a rotational speed of the rotor corresponding to the required speed of uniform lowering of the regulating body by its own weight.

Исходя из изложенной сущности изобретения, его отличительными признаками являются:
подключение резисторов к выводам средних точек параллельных ветвей в одной или нескольких фазах якорной обмотки приводного электродвигателя;
величина активного сопротивления каждого резистора, превышающая индуктивное сопротивление фазы якорной обмотки приводного электродвигателя на выводах средних точек ее параллельных ветвей при частотах вращения ротора, соответствующей требуемой скорости равномерного опускания регулирующего органа под действием собственного веса.Based on the essence of the invention, its distinguishing features are:
connecting resistors to the conclusions of the midpoints of parallel branches in one or more phases of the armature winding of the drive motor;
the value of the active resistance of each resistor in excess of the inductive phase of the armature winding of the drive motor at the terminals of the midpoints of its parallel branches at rotor speeds corresponding to the required speed of uniform lowering of the regulator under its own weight.

Первый признак позволяет сместить положение максимума тормозного электромагнитного момента, развиваемого регулятором скорости, в область более высоких скоростей вращения ротора приводного электродвигателя, без изменения величины этого максимума. Тем самым обеспечивается возможность применения предлагаемого технического решения в устройствах, где требуется более высокая установившаяся скорость опускания регулирующего органа под действием собственного веса, чем та, которая может быть обеспечена в прототипе. За счет этого расширяется область применения предлагаемого устройства. The first sign allows you to shift the maximum position of the braking electromagnetic moment developed by the speed controller, in the region of higher rotational speeds of the rotor of the drive motor, without changing the value of this maximum. This makes it possible to use the proposed technical solution in devices where a higher steady-state lowering speed of the regulatory body under the action of its own weight is required than that which can be provided in the prototype. Due to this, the scope of the proposed device is expanded.

Второй признак позволяет устанавливать величину активного сопротивления резисторов по требуемой величине скорости равномерного опускания установившейся скорости опускания регулирующего органа под действием собственного веса. В результате достигается такая повышенная скорость опускания регулирующего органа под действием собственного веса, которая не меньше некоторой заданной известной величины, необходимой для надежной работы устройства в режиме аварийной защиты. The second feature allows you to set the resistance of the resistors to the required value of the speed of uniform lowering of the steady-state lowering speed of the regulatory body under the action of its own weight. The result is such an increased lowering speed of the regulatory body under the action of its own weight, which is not less than some predetermined known value necessary for reliable operation of the device in emergency protection mode.

По обоим признакам аналогичных решений не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия". On both grounds, no similar solutions have been identified, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкция ротора, приводного электродвигателя совмещенного с регулятором скорости; на фиг. 3 - вариант электрической схемы соединения катушек многофазной якорной обмотки приводного электродвигателя; на фиг. 4 - зависимости тормозного электромагнитного момента, развиваемого приводным электродвигателем, совмещенным с регулятором скорости, при разных значениях активного сопротивления резисторов, включаемых в качестве короткозамыкающих проводов (R1> R2> R3), от скорости вращения его ротора для режима опускания регулирующего органа под действием собственного веса.In FIG. 1 presents a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 - design of a rotor, a drive electric motor combined with a speed controller; in FIG. 3 is a variant of an electrical circuit for connecting coils of a multiphase anchor winding of a drive motor; in FIG. 4 - dependences of the braking electromagnetic moment developed by a drive motor combined with a speed controller, for different values of the resistors active resistance included as short-circuit wires (R 1 > R 2 > R 3 ), on the rotation speed of its rotor for the lowering mode of the regulating body under action of own weight.

Устройство содержит блок управления 1, с выходом которого электрически соединен приводной электродвигатель 2, который совмещен в одной электрической машине с регулятором скорости. С валом приводного электродвигателя 2 механически связан вал несамотормозящегося силового редуктора 3. Редуктор 3 связан через реечную передачу редуктора с регулирующим органом 4. На роторе 5 приводного электродвигателя 2 установлены кольцевые постоянные магниты 6 (фиг. 2). Магниты 6 намагничены в аксиальном направлении. Каждый из них снабжен арматурой, состоящей из двух магнитопроводов 7 и 8, имеющих форму фланцев с когтеобразными полюсными выступами 9 и 10, охватывающими постоянный магнит 6. Минимальное число когтеобразных полюсных выступов 9 и 10, равномерно распределенных по окружности каждого из магнитопроводов 7 и 8, соответственно составляет два. При этом постоянные магниты 6 образуют N=2 полюса одинаковой полярности. Когтеобразные полюсные выступы 9 и 10 обоих магнитопроводов 7 и 8 арматуры магнитов 6 образуют в совокупности зубцы реактивного ротора 5 приводного электродвигателя 2. Реактивным ротор приводного электродвигателя 2 является потому, что при работе в режиме двигателя магнитный поток, создаваемый его якорной обмоткой (фиг. 3) при питании от блока управления 1, замыкается исключительно через магнитопроводы 7 и 8 арматуры постоянных магнитов, минуя сами эти магниты. При таком замыкании потока вращающий электромагнитный момент, создаваемый приводным электродвигателем, является реактивным, т.е. он создается за счет реакции зубцов - полюсных выступов 9 и 10 арматуры на изменение положения вращающегося магнитного поля, создаваемого в приводном электродвигателе многофазной якорной обмоткой. Эта обмотка (фиг. 3) состоит в каждой фазе из двух параллельных ветвей 11 и 12, средние точки которых замкнуты в одной или нескольких фазах между собой с помощью резисторов 13 . Резисторы 13 могут быть выполнены с постоянным электрическим (активным) сопротивлением или же, допускать изменение - подстройку активного сопротивления до оптимальной величины. The device comprises a control unit 1, the output of which is electrically connected to a drive motor 2, which is combined in one electric machine with a speed controller. A shaft of a non-self-braking power reducer 3 is mechanically connected to the shaft of the drive motor 2. The gear 3 is connected via a rack and pinion gear to the regulator 4. Ring permanent magnets 6 are mounted on the rotor 5 of the drive motor 2 (Fig. 2). Magnets 6 are magnetized in the axial direction. Each of them is equipped with an armature consisting of two magnetic cores 7 and 8, having the shape of flanges with claw-shaped pole projections 9 and 10, covering the permanent magnet 6. The minimum number of claw-like pole projections 9 and 10, uniformly distributed around the circumference of each of the magnetic cores 7 and 8, respectively, is two. In this case, the permanent magnets 6 form N = 2 poles of the same polarity. The claw-shaped pole projections 9 and 10 of both magnetic circuits 7 and 8 of the magnet reinforcement 6 form in the aggregate the teeth of the jet rotor 5 of the drive motor 2. The drive rotor of the drive motor 2 is reactive because when operating in the motor mode, the magnetic flux generated by its armature winding (Fig. 3 ) when powered by control unit 1, it closes exclusively through the magnetic circuits 7 and 8 of the permanent magnet armature, bypassing these magnets themselves. With such a closure of the flow, the rotating electromagnetic moment created by the drive electric motor is reactive, i.e. it is created due to the reaction of the teeth - pole ledges 9 and 10 of the armature to a change in the position of a rotating magnetic field created in the drive motor by a multiphase anchor winding. This winding (Fig. 3) consists in each phase of two parallel branches 11 and 12, the midpoints of which are closed in one or more phases with each other using resistors 13. Resistors 13 can be made with constant electrical (active) resistance or, to allow a change - adjustment of the active resistance to the optimal value.

Общее число фаз многофазной якорной обмотки приводного электродвигателя составляет не менее трех. Обмотка имеет 2(N±1) полюсов и в случае простейшего трехфазного варианта может иметь 2(2+1)=6 полюсов или 2(2-1)=2 полюса. Зажимы 14-17 многофазной якорной обмотки служат для электрического соединения с блоком управления 1. The total number of phases of the multiphase anchor winding of the drive motor is at least three. The winding has 2 (N ± 1) poles and in the case of the simplest three-phase version it can have 2 (2 + 1) = 6 poles or 2 (2-1) = 2 poles. Clips 14-17 multiphase anchor windings are used for electrical connection with the control unit 1.

Устройство работает следующим образом. Блок управления 1 обеспечивает подачу питания на зажим 14 (непрерывно) и на зажимы 15-17 многофазной якорной обмотки приводного электродвигателя 2, последовательности 15,16, 17, 15 и т.д. При этом в двигателе создается вращающееся магнитное поле, которое вращает ротор 5 и перемещает посредством редуктора 3 регулирующий орган 4 в условном направлении "Вверх". Вращение ротора 5 приводного электродвигателя 2 в противоположном направлении и перемещение регулирующего органа 4 в направлении "Вниз" обеспечивается подачей питания на зажимы многофазной якорной обмотки в обратной последовательности: 15, 17, 16, 15 и т.д. Таким образом обеспечивается работа устройства в режимах компенсации реактивности и регулирования мощности. Ротор 5 приводного электродвигателя 2 в этих режимах вращается с небольшой скоростью, поэтому взаимодействие электрических контуров, образованных в фазах многофазной якорной обмотки приводного электродвигателя 2 замыканием средних точек ее параллельных ветвей 11 и 12 резисторами 13 с постоянными магнитами 6, установленными на роторе 5 незначительно. Вследствие этого тормозной электромагнитный момент регулятора скорости, встроенного в приводной электродвигатель 2, невелик. Он легко преодолевается вращающим электромагнитным моментом двигателя 2. The device operates as follows. The control unit 1 provides power to terminal 14 (continuously) and to terminals 15-17 of the multiphase anchor winding of the drive motor 2, sequences 15.16, 17, 15, etc. In this case, a rotating magnetic field is created in the engine, which rotates the rotor 5 and moves the regulating body 4 in the conditional direction “Up” by means of the reducer 3. The rotation of the rotor 5 of the drive motor 2 in the opposite direction and the movement of the regulatory body 4 in the direction of "Down" is provided by supplying power to the terminals of the multiphase anchor winding in the reverse sequence: 15, 17, 16, 15, etc. This ensures the operation of the device in the modes of reactivity compensation and power control. The rotor 5 of the drive motor 2 in these modes rotates at low speed, therefore, the interaction of the electrical circuits formed in the phases of the multiphase anchor winding of the drive motor 2 by shorting the midpoints of its parallel branches 11 and 12 with resistors 13 with permanent magnets 6 installed on the rotor 5 is insignificant. As a result of this, the braking electromagnetic moment of the speed controller integrated in the drive motor 2 is small. It is easily overcome by the electromagnetic torque of engine 2.

При поступлении сигнала аварийной защиты блок управления 1 обесточивается и питание с зажимов 14-17 приводного электродвигателя 2 снимается. Его ротор 5 начинает раскручиваться под действием веса регулирующего органа 4, связанного с ротором через несамотормозящийся редуктор 3. Магнитное поле постоянных магнитов 6, вращаясь вместе с ротором 5, наводит переменный ток в параллельных ветвях 11 и 12 фаз обмотки управления, замкнутых в средних точках резисторами 13. Поле этого тока взаимодействия с вращающимся магнитным полем, созданным постоянными магнитами 6, создает тормозной электромагнитный момент М, пропорциональный скорости вращения ротора 5, ω ;
M =

Figure 00000001
(1) где Сm - постоянная момента приводного электродвигателя, зависящая от его конструктивных размеров и от числа фаз, выводы средних точек параллельных ветвей 11 и 12 которых замкнуты резисторами;
R - активное сопротивление резистора (активное сопротивление фазы якорной обмотки приводного электродвигателя 2 не учитывается);
L - индуктивность одной фазы якорной обмотки приводного электродвигателя.When a safety signal is received, the control unit 1 is de-energized and the power from the terminals 14-17 of the drive motor 2 is removed. Its rotor 5 begins to spin under the influence of the weight of the regulatory body 4, connected with the rotor through a non-self-locking gear 3. The magnetic field of the permanent magnets 6, rotating together with the rotor 5, induces an alternating current in parallel branches 11 and 12 of the control winding phases, closed at mid-points by resistors 13. The field of this current of interaction with a rotating magnetic field created by permanent magnets 6 creates a braking electromagnetic moment M proportional to the speed of rotation of the rotor 5, ω;
M =
Figure 00000001
(1) where C m is the moment constant of the drive motor, depending on its design dimensions and the number of phases, the conclusions of the midpoints of the parallel branches 11 and 12 of which are closed by resistors;
R is the resistor resistance (the phase resistance of the armature winding of the drive motor 2 is not taken into account);
L is the inductance of one phase of the armature winding of the drive motor.

При достижении заданной скорости вращения ротора 5 тормозной момент М приводного электродвигателя 2 уравновесит действие веса регулирующего органа 4 и связанных с ним подвижных частей. После этого регулирующий орган 4 опускается с равномерной установившейся скоростью. Upon reaching the specified rotational speed of the rotor 5, the braking moment M of the drive motor 2 will balance the effect of the weight of the regulatory body 4 and the associated moving parts. After that, the regulatory body 4 is lowered with a steady steady speed.

Из теории электрических машин Костенко М.П. и Пиотровского Л.М. Электрические машины. Л.: Энергия, 1973, ч. 2, 648 с., с; 487-490) известно, что величина максимума электромагнитного момента М, развиваемого при взаимодействии вращающегося магнитного поля с током электрических контуров от величины активного сопротивления, дополнительного включаемого в последние, не зависит. Величина этого сопротивления R определяет только значение скорости вращения ротора, при которой максимальное значение электромагнитного момента М будет достигнуто (фиг. 4). Вычисляя производную момента по скорости и приравнивая ее нулю, из уравнения (1) определяем значение скорости вращения ротора, соответствующее максимуму тормозного электромагнитного момента, развиваемого приводным электродвигателем 2 при вращении его ротора под действием веса регулирующего органа 4:
ω=R/L.From the theory of electrical machines Kostenko M.P. and Piotrovsky L.M. Electric cars. L .: Energy, 1973, part 2, 648 p., S; 487-490) it is known that the magnitude of the maximum electromagnetic moment M developed during the interaction of a rotating magnetic field with the current of the electrical circuits does not depend on the value of the active resistance additionally included in the latter. The value of this resistance R determines only the value of the rotor speed at which the maximum value of the electromagnetic moment M will be reached (Fig. 4). Calculating the derivative of the moment with respect to speed and equating it to zero, from equation (1) we determine the value of the rotor speed corresponding to the maximum of the braking electromagnetic moment developed by the drive electric motor 2 when its rotor rotates under the action of the weight of the regulatory body 4:
ω = R / L.

Установившейся линейной скорости опускания регулирующего органа под действием собственного веса, необходимой для надежной работы устройства в режиме аварийной защиты, соответствует заданная скорость ω3равномерного вращения ротора 5 приводного электродвигателя 2, работающего в качестве регулятора скорости. Очевидно, что заданная скорость равномерного вращения ω3, которую требуется получить для работы в режиме аварийной защиты может быть получена только в том случае, если она не превышает скорость, на которой развивается максимум электромагнитного момента ωм (фиг. 4 кривая 1). В противном случае, при меньшем значении сопротивления R2 < R , нагрузка от веса регулирующего органа Мн будет уравновешена тормозным электромагнитным моментом приводного электродвигателя на значительно более низкой скорости ωн2(фиг. 4, кривая 2), не обеспечивающей надежную работу устройства в режиме аварийной защиты из-за пониженного быстродействия. Следовательно, для надежной работы устройства в режиме аварийной защиты необ- ходимо иметь
ωм =

Figure 00000002
или R > ω3L, (2)
Таким образом, необходимо, чтобы активное сопротивление резисторов 13 превышало индуктивное сопротивление фазы якорной обмотки ω3L приводного электродвигателя, которым обладает фаза обмотки на выводах средних точек ее параллельных ветвей 11 и 12.The steady-state linear lowering speed of the regulatory body under the action of its own weight, necessary for the reliable operation of the device in emergency protection mode, corresponds to a predetermined speed ω 3 of uniform rotation of the rotor 5 of the drive motor 2, operating as a speed controller. Obviously, the specified uniform rotation speed ω 3 , which is required to be obtained for operation in emergency protection mode, can be obtained only if it does not exceed the speed at which the maximum electromagnetic moment ω m develops (Fig. 4 curve 1). Otherwise, with a lower resistance value R 2 <R, the load on the weight of the regulatory body M n will be balanced by the braking electromagnetic moment of the drive motor at a significantly lower speed ω n2 (Fig. 4, curve 2), which does not ensure reliable operation of the device in the mode emergency protection due to reduced performance. Therefore, for reliable operation of the device in emergency protection mode, it is necessary to have
ω m =
Figure 00000002
or R> ω 3 L, (2)
Thus, it is necessary that the resistance of the resistors 13 exceeds the inductive phase resistance of the armature winding ω 3 L of the drive motor, which the winding phase has at the terminals of the midpoints of its parallel branches 11 and 12.

При использовании короткозамыкающих проводов с пренебрежимо малым активным сопротивлением (как в устройстве по основному изобретению (скорость ωМ(3) является весьма низкой (фиг. 4, кривая 3), так как активное сопротивление электрических контуров, взаимодействующих с полем ротора, в таком варианте определяется исключительно активным сопротивлением якорной обмотки, которое всегда имеет наибольшую величину. Поэтому в таком варианте выполнение условия (2) обеспечивается в крайне узком низкочастотном диапазоне скоростей вращения ротора от 0 до ωМ(3). В предлагаемом же варианте устройства не представляет технических сложностей изготовить резисторы 13 с любой величиной активного сопротивления и тем самым добиться выполнения условия (2) независимо от требуемой скорости равномерного вращения ротора ω3.When using short-circuit wires with a negligible resistance (as in the device according to the main invention (speed ω M (3) is very low (Fig. 4, curve 3), since the resistance of the electrical circuits interacting with the rotor field in this embodiment is determined solely by the active resistance of the armature winding, which always has the greatest value.Therefore, in this embodiment, the fulfillment of condition (2) is ensured in an extremely narrow low-frequency range of rotor speeds from 0 of ω M (3). In the present embodiment, the device does not represent technical problems to make resistors 13 to any value of resistance and thereby achieve the condition (2) regardless of the desired uniform rotational speed ω of the rotor 3.

Индуктивность L фазы якорной обмотки может быть определена электромагнитным или расчетным путем, например, может быть использована расчетная методика, основанная на применении метода проводимостей зубцовых контуров. Индуктивность фазы L определяется для положения ротора 5, при каждом от его полюсов совпадают с осями полюсов этой же фазы якорной обмотки приводного электродвигателя. The inductance L of the phase of the armature winding can be determined by electromagnetic or calculation methods, for example, a calculation method based on the application of the conductivity method of the tooth loops can be used. The inductance of the phase L is determined for the position of the rotor 5, at each of its poles coincide with the axis of the poles of the same phase of the armature winding of the drive motor.

Применение указанного устройства в приводе 45СП вместо базового образца, который имеет отдельный, не совмещенный с приводным электродвигателем, регулятор скорости позволяет на 48% снизить динамическую постоянную времени, повысив за счет этого быстродействие и надежность работы устройства. The use of this device in the 45SP drive instead of the base sample, which has a separate, not combined with a drive electric motor, speed controller allows you to reduce the dynamic time constant by 48%, thereby increasing the speed and reliability of the device.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее регулятор скорости, состоящий из кольцевых постоянных магнитов с арматурой, образующих по окружности 2N полюсов чередующейся полярности, установленных на роторе приводного электродвигателя, включающего статор с многофазной якорной обмоткой с двумя параллельными ветвями в каждой фазе, снабженными выводами средних точек в одной или нескольких фазах, и несамотормозящийся редуктор, соединенный с регулирующим органом, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем увеличения значения установившейся скорости опускания регулирующего органа в режиме аварийной защиты, к выводам средних точек параллельных ветвей фаз якорной обмотки подключены резисторы, активное сопротивление каждого из которых превышает индуктивное сопротивление фазы якорной обмотки на этих же выводах при частоте вращения ротора, соответствующей требуемой скорости равномерного опускания регулирующего органа под действием собственного веса. DEVICE FOR VERTICAL MOVEMENT OF THE REGULATORY BODY OF THE NUCLEAR REACTOR, comprising a speed regulator, consisting of ring permanent magnets with reinforcement, forming 2N poles of alternating polarity around the rotor mounted on the rotor of the drive electric motor, including a stator with a multiphase armature phase winding with each phase the conclusions of the midpoints in one or more phases, and a non-self-braking gear connected to the regulatory body, characterized in that, for the purpose To increase functional reliability by increasing the steady-state lowering speed of the regulatory body in emergency protection mode, resistors are connected to the terminals of the midpoints of the parallel branches of the phases of the armature winding, the active resistance of each of which exceeds the inductive resistance of the armature phase of the armature winding at the same terminals at a rotor speed corresponding to the required speed of uniform lowering of the regulatory body under the action of its own weight.
SU914926518A 1991-04-08 1991-04-08 Device for vertical displacement of nuclear reactor control element RU2030798C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914926518A RU2030798C1 (en) 1991-04-08 1991-04-08 Device for vertical displacement of nuclear reactor control element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914926518A RU2030798C1 (en) 1991-04-08 1991-04-08 Device for vertical displacement of nuclear reactor control element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2030798C1 true RU2030798C1 (en) 1995-03-10

Family

ID=21569208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914926518A RU2030798C1 (en) 1991-04-08 1991-04-08 Device for vertical displacement of nuclear reactor control element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2030798C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533177C1 (en) * 2013-05-06 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантова") Electric drive for vertical movement of control element

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1540567, кл. G 21C 7/00, 1988. *
Авторское свидетельство СССР N 1632237, кл. G 21C 7/00, 1990. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533177C1 (en) * 2013-05-06 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантова") Electric drive for vertical movement of control element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4095150A (en) Two-phase asynchronous motor
CA1245700A (en) Synchronous a.c. motor
KR910008916A (en) Induction electric induction motor
JP2004519999A (en) Brushless DC drive system
EP1139554A2 (en) Microcontroller operated electric motor soft start using a table drive equation with variable timing
US4461994A (en) Permanent magnet inductor tachometer
FI84681C (en) ROTERANDE ELMASKIN.
EP1075080B1 (en) Electronic power supply for a synchronous motor with permanent-magnet rotor having two pairs of poles
RU2030798C1 (en) Device for vertical displacement of nuclear reactor control element
RU2652102C1 (en) Ac electronic motor
Boldea et al. Robust low-cost implementation of vector control for reluctance synchronous machines
RU2170487C1 (en) Brushless electrical machine
RU2693935C1 (en) Electromechanical converter for electric drive of vertical control member vertical movement
WO2009051515A1 (en) Synchronous electrical machine
RU223189U1 (en) Electrical engine
EP2894772A1 (en) Electromechanical converter
EP0243154B1 (en) Parallel resonant single phase motor
JPS63161851A (en) Squirrel-cage induction motor
US3422334A (en) Drive control for a d.c. motor
RU2096896C1 (en) Direct-current machine
SU1705147A1 (en) Induction supply electric drive for transportation means
JP2919492B2 (en) Multiple stator induction motor
KR890004920B1 (en) Electric motor
SU909767A1 (en) Dc torque motor
SU1661928A1 (en) Thyratron motor