SU1339846A1

SU1339846A1 - Асинхронный короткозамкнутый двигатель с регулируемыми пуском и торможением

Info

Publication number: SU1339846A1
Application number: SU853960652A
Authority: SU
Inventors: Константин Юлианович Бурак; Геннадий Леонидович Болдырев; Михаил Андреевич Никулин
Original assignee: Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-09-23

Abstract

Изобретение относитс к электроте.х- нике и может быть использовано в электроприводах механизмов, требуюш,их регулировани пускового и тормозного моментов. Цель изобретени - увеличение пускового момента и повышение коэффициента мощности . В двигатель вход т статор 1, ротор 2 со стержн ми 3-14 и короткозамыкаю- Ш.ИМИ кольцами 15, 16, силовой блок 17 с полупроводниковыми ключами, блок 18 управлени , вспомогательный генератор с обмоткой и посто нными магнитами. В исходном состо нии с кольца.ми 15 и 16 соединена только часть стержней 3-14, остальные замыкаютс по мере увеличени частоты вргь ш,ени двигател и увеличений напр жени на обмотке генератора. 2 ил. (Л 00 со со 00 О5

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов, требующих регулировани пускового и тормозного моментов.

Цель изобретени - увеличение пускового момента и повышение коэффициента мощности асинхронного двигател .

На фиг. 1 представлена структурно-конструктивна схема двигател ; на фиг. 2 - принципиально электрическа схема включающих элементов двигател - при двенадцати стержн х - на роторе и использовании в качестве полупроводникового ключа двух встречно-параллельно включенных тиристоров .

Асинхонный короткозамкнутый двигатель с регулируемым пуском и нием содержит магнитопровод 1, статор с обмоткой, ротор 2 со стержн ми 3-14 и двум короткозамыкающими кольцами 15 и 16, одни концы стержней 3-14 присоединены к одному короткозамыкающему кольцу 15, другие концы стержней 3, 7 и 11 к другому короткозамыкающему кольцу 16, силовой блок 17 с дев тью полупроводниковыми ключами, дев тиканальный блок 18 управлени генератора 19 с магнитопроводом 20 и трехфазной обмоткой статора, установленными на валу асинхронного двигател , посто нные магниты 21 дл возбуждени генератора 19, установленные на статоре , силовой блок 17 и дев тиканальный блок управлени , установленные на роторе асинхронного двигател , обмотку статора генератора 19, подключенную к входам де- в тиканального блока управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих полупроводниковых ключей, включенных между другим коного тока в единственном экземпл ре, в данном случае два канала управлени одним ключом эквивалентны одному каналу управлени . Последнее будет иметь место при замене тиристоров на симистор. Дл тирис- торного ключа каналы управлени идентичны дл каждого тиристора.

Двигатель работает следующим образом. В момент подключени обмотки статора двигател к сети частота вращени рото10 ра 2 равна нулю (или скольжение ротора s 1). В этот момент времени напр жение на обмотке генератора 19 равно нулю. По этой причине ни на один из полупроводниковых ключей блока 17 через блок 18 управ„лени не поступ т сигналы на открытие титорможе- ристоров. Таким образом, в начальный момент включени двигател к короткозамы- кающим кольцам 15 и 16 будут подключены только стержни 3, 7 и 11 ротора 2 (фиг. 2). Следовательно, первоначальный разгон АКД

будет производитьс тольео при замкнутых накоротко стрежн х первой части обмотки ротора 2. Это эквивалентно максимальному электрическому сопротивлению цепи ротора. По мере разгона двигател возрастает ЭДС синхронного генератора 19. В резуль25 тате возрастает напр жение на вторичных обмотках 30 трансформаторов 22 блока 18 управлени . Это напр жение выпр мл етс выпр мител ми 23, сглаживаетс конденсаторами 24 и поступает на цепочки, содержащие стабилитроны 27, 28 и резисторы 25

30 и 26. Стабилитроны 27 разных каналов (подключающие разные группы стержней) выбра ны на разные уровни напр жени срабатывани . При этом стабилитроны 27 и 28 первой пары каналов, управл ющих тиристорами первого ключа, выбраны на первый

40

роткозамыкающим кольцом 16 и концами сво- 35 минимальный уровень напр жени , ста- бодных стержней 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 13 и 14.

Каждый канал дев тиканального блока управлени (фиг. 2) составлен из двухоб- моточного трансформатора 22, выпр мител 23, фильтрующего конденсатора 24, двух резисторов 25 и 26, двух стабилитронов 27 и 28. Первична обмотка 29 двухобмо- точного трансформатора 22 образует один вход блока 18 управлени , вторична обмотка 30 двухобмоточного трансформатора 22 подключена к входу выпр мител 23, один вывод которого подключен к одним выводам фильтрующего конденсатора 24 и двух резисторов 25 и 26, другой вывод - к другому выводу фильтрующего конденсатора и к катоду первого стабилитрона 27, анод которого подключен к другому выводу первого резистора 25 и к катоду второго стабилитрона 28, анод которого подключен к другому выводу второго резистора 26. Напр жение , снимаемое с второго стабилитрона 28, образует один выход блока 18 управлени .

Ввиду того, что полупроводниковый ключ из тиристоров хот и имеет два управл ющих входа, но вл етс ключом переменбилитроны 27 и 28 второй пары каналов управл ющих тиристорами второго ключа - на второй уровень напр жени срабатывани и т.д.

При достижении первого минимального уровн напр жени включаютс стабилитроны 27 и 28 первой пары каналов и напр жение управлени с резистора 25 поступает на цепочку из резистора 26 и стабилитрона 28. Стабилитроны 28 всех каналов управле45 ни выбраны на единый уровень напр жени , соответствующий паспортным уровн м напр жени управлени тиристоров всех ключей. С выходов стабилитронов 28 сигналы управлени поступают соответственно на управл ющие электроды тиристоров полу50 проводникового ключа. Открываютс тиристоры и группй стержней 4, 8, и 12 второй части обмотки ротора подключаетс к короткозамыкающему кольцу 16. Таким образом , количество наход щихс в работе стержней ротора увеличиваетс , что соответствует уменьшению эквивалентного сопротивлени цепи ротора, и двигатель автоматически переходит на другую искусственную механическую характеристику. При этом мо55

40

35 минимальный уровень напр жени , ста-

билитроны 27 и 28 второй пары каналов управл ющих тиристорами второго ключа - на второй уровень напр жени срабатывани и т.д.

мент на валу двигател в процессе пуска остаетс на уровне, близком к максимальному .

По мере дальнейшего разгона двигател частота его вращени увеличиваетс , и уве- личиваетс напр жение на входе блока 18 управлени . При достижении второго выбранного уровн напр жени срабатывают стабилитроны 28 следующей пары каналов. Сигналы управлени поступают на тиристосоел1инены к другому короткозамыкароще- му кольцу ротора, отличающийс тем, что, с целью увеличени пускового момента и повыщени коэффициента мощности асинхронного двигател , в него введены трехфазный генератор с магнитопроводом, обмоткой и посто нными магнитами. К полупроводниковых ключа, К-канальный блок управлени , магнитопровод с обмоткой трехфазного генератора установлены на валу

ры следующего ключа. В работу подключа- 10 асинхронного .двигател , К-канальный блок етс втора группа стержней 5, 9 и 13 второй части обмотки ротора 2. Таким образом, эквивалентное электрическое сопротивление обмотки ротора 2 уменьшаетс . Все стержни 3-14 обмотки ротора подключатс к второму короткозамыкающему кольцу 16 и двигатель переходит на естественную механическую характеристику, т.е. начинает работать в но.минальном режиме.

В режиме торможени работа коммутации полупроводниковых ключей производитс в обратном пор дке по мере снижени частоты вращени ротора и напр жени на об.мотке генератора.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечиваетс автоматическое изменение активного сопротивлени цепи ротора двигател в функции его частоты вращени без использовани скольз щих контактов и увеличению реактивной составл ющей тока в обмотке ротора, что позвол ет повысить спусковой момент и коэффициент мощности двигател в переходных режимах.

управлени с К полупроводниковыми ключами , установленными на валу асинхронного двигател , посто нные магниты трехфазного генератора установлены на стато-г ре асинхронного двигател , выводы обмоткп трехфазного генератора подключены к входам К-канального блока управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих полупроводниковых ключей, одни выводы которых объеди20 нены и подключены к другому короткозамыкающему кольцу ротора асинхронного двигател , другие выводы полупроводниковых ключей подключены к свободным концам (п-гпК) стержней ротора асинхронного двигател , каждый канал К-канального

25 блока управлени составлен из двухобмо- точного трансформатора, выпр мител , фильтрующего конденсатора, двух резисторов и двух стабилитронов, первична обмотка двухобмоточного трансформатора образует один вход К-канального блока управлени , вторична обмотка двухобмоточного трансформатора подключена к входу выпр мител , один вывод которого подключен к одним выводам фильтрующего конденсатора и двух резисторов, второй вывод - к другому выводу фильтрующего конденсатора и катоду первого стабилитрона, анод которого подключен к другому выводу первого резистора и катоду второго стабилитрона , анод которого подключен к другому выводу второго резистора, выводы вто30

Claims

Формула изобретени

Асинхронный короткозамкнутый двигатель с регулируемыми пуском и торможением, содержащий статор с т-фазной обмоткой, ротор с п стержн ми и двум короткозамы- кающими кольцами, одни концы п стержней ротора присоединены к одному короткозамыкающему кольцу, другие концы тК стержней ротора (где , 2, 3,..., ) равномерно расположенных по его окружности, присоел1инены к другому короткозамыкароще- му кольцу ротора, отличающийс тем, что, с целью увеличени пускового момента и повыщени коэффициента мощности асинхронного двигател , в него введены трехфазный генератор с магнитопроводом, обмоткой и посто нными магнитами. К полупроводниковых ключа, К-канальный блок управлени , магнитопровод с обмоткой трехфазного генератора установлены на валу

асинхронного .двигател , К-канальный блок

асинхронного .двигател , К-канальный блок

управлени с К полупроводниковыми ключами , установленными на валу асинхронного двигател , посто нные магниты трехфазного генератора установлены на статоре асинхронного двигател , выводы обмоткп трехфазного генератора подключены к входам К-канального блока управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих полупроводниковых ключей, одни выводы которых объединены и подключены к другому короткозамыкающему кольцу ротора асинхронного двигател , другие выводы полупроводниковых ключей подключены к свободным концам (п-гпК) стержней ротора асинхронного двигател , каждый канал К-канального

блока управлени составлен из двухобмо- точного трансформатора, выпр мител , фильтрующего конденсатора, двух резисторов и двух стабилитронов, первична обмотка двухобмоточного трансформатора образует один вход К-канального блока управлени , вторична обмотка двухобмоточного трансформатора подключена к входу выпр мител , один вывод которого подключен к одним выводам фильтрующего конденсатора и двух резисторов, второй вывод - к другому выводу фильтрующего конденсатора и катоду первого стабилитрона, анод которого подключен к другому выводу первого резистора и катоду второго стабилитрона , анод которого подключен к другому выводу второго резистора, выводы второго стабилитрона образуют выход К-канального блока управлени .

Г.

19

2t