SU1713073A1 - Двухдвигательный электропривод с электромеханическим преобразователем частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к.электротехнике и может быть использовано в электропри- водах переменного тока. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона регулировани  частоты вращени  и по- вышение коэффициента мощности. Электропривод содержит два основныхCffTfbасинхронных двигател  1 и 2, в цепи роторов которых включены роторные цепи дополнительных асинхронных двигателей 3. Одни концы роторных обмоток дополнительных двигателей подключены соответственно к роторным обмоткам основных двигателей 1 и 2 с фазным ротором, а другие концы роторных обмоток дополнительных двигателей 3 и 4 соединены между собой с обратным чередованием фаз. Валы дополнительных двигателей 3 и 4 соединены жестко, между собой. Статорные обмотки одного дополнительного двигател  3 подключены непосредственно в сеть, а другого к управл емому тиристорному преобразователю частоты 5. В данном устройстве достигаетс  возможность регулировани  частоты вращени  электродвигателей 1 и 2 ниже и выше синхронной скорости. 1 ил.00с-viсоо ^со>&

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  частоты вращени  и повышение коэффициента мощности. .

На чертеже представлена схема двухдвигательного электропривода с электромеханическим преобразователем частоты (ЭМПЧ).

Двухдвигательный электропривод содержит основные асинхронные двигатели с фазными роторами 1 и 2 одинаковой мощности и синхронной частотой вращени  (одинаковое число полюсов) с индивидуальной нагрузкой на валу . Статорные обмотки основных двигателей подключены к сети переменного тока, а роторные обмотки - к роторным обмоткам дополнительных асинхронных двигателей 3 и 4 с фазными ротррами с числом полюсов Pi и Р2 соответственно . Вторые концы роторныхобмоток дополнительных асинхронных двигателей 3 и 4 соединены между собой с обратным чередованием фаз, а валы дополнительных двигателей соединены механически жестко Статорные обмотки двигател  4 подключены к сети, а статорные обмотки двигател  3 - к управл емому регул тором 6 тиристорному преобразователю 5 частоты (ТПЧ). На вход регул тора подаетс  сигнал от датчика 7 положени  ротора и датчика 8 сети.

Двухдвигательнь1й электропривод может работать в двух режимах: в режиме электромеханического каскада, когда энерги  скольжени  основных двигателей с помощью ЭМПЧ передаетс  обратно в сеть, и в режиме двойного питани , когда с помощью ЭМПЧ энергии из сети передаетс  в роторные обмотки основных двигателей.

В зависимости от того, подводитс  или отводитс  энерги  от ротора основных двигателей , Двухдвигательный электропривод работает следующим образом.

Если энерги  скольжени  основных двигателей 1 и 2 отводитс  от ротора, то дополнительный двигатель 3 с фазным ротором работает в двигательном режиме, а двигатель 4 - в генераторном режиме. При этом с датчиков 7 и 8 поступают сигналы на входы регул тора 6, который управл ет тиристорным преобразователем 5 частоты. Так как двигатель 4 работает в генераторном режиме, а частота вращени  его ротора не соответствует синхронной частоте сети, то частота вращени  ротора дополнительного двигател  3 формируетс  регул тором 6 в виде разности частоты промышленной сети и частоты вращени  ротора основных

двигателей. Поэтому дополнительный двигатель 4 генерирует мощность промышленной частоты в сеть.

Таким образом электропривод, состо щий из двух асинхронных двигателей с фазным ротором и управл емого тиристорного преобразовател  частоты, преобразует и трансформирует энергию скольжени  основных двигателей в сеть.

0 Если энерги  из сети подводитс  к ротору основных двигателей 1 и 2, то дополнительный асинхронный двигateль 4 работает в двигательном режиме, а дополнительный двигатель 3 - в генераторном режиме. При

5 этом с датчиков 8 и 7 поступают такие сигналы на входы регул тора 6, при которых частоты роторных токов основных и дополнительных двигателей равны. Таким образом , ЭМПЧ трансформирует и преобразует

0 напр жение промышленной сети в напр жение другой частоты, равное частоте тока роторной цепи основных двигателей. При этом двигательный электропривод работает в режиме двойного Г1итани ,что позвол ет

5 улучшить коэффициент мощности основных двигателей, довед  его до единицы.

Из теории электрических двигателей известно , что дл  работы двигател  переменного тока в установившемс  режиме

0 необходимо, чтобы МДС статора и ротора в пространстве были взаимно неподвижными . Данное условие дл  дополнительного двигател  4 записываетс  следующим образом:

Wl Ш+(О2 ,(1)

где ft)i и У2 - углова  скорость векторов напр жени  соответственно статора и рото0 ра;

О)- углова  скорость ротора. Так как

27rfi

Р2

uJ 2 jr п ;

2yii2

(2)

С02

Р2

где fi - частота сети;

п и Р2 - частота вращени  ротора и чис .ло полюсов асинхронной машины 4;

f2 - частота тока роторной обмотки машины 4, то соотношение (1) с учетом (2) имеет вид:

fi P2n+f2.

Claims (1)

1. (3) Условие неподвижности МДС статора и ротора в пространстве дл  асинхронного двигател  3 с учетом того, что роторна  обмотка этого двигател  подсоединена с обратным чередованием фаз, а статорные обмотки - к управл емому ТПЧ, записываетс  следующим выражением: fs Prn-f2, где fs - частота напр жени  ТПЧ; Pi - число полюсов асинхронного двигател  3. Частоты токов роторных обмоток основных и дополнительных двигателей равны, так как эти обмотки соединены последовательно . Частоту fs можно,определить через скольжение ротора основного двигател  1 -S. Из соотношений (3)-(5) следует, что частота напр жени  ТПЧ, fs fi Pi/P2-S(1+Pi/P2). Ё силу обратимости электрических машин независимо от того, подводитс  или отводитс  энерги  ротора основных двигателей , частота напр жени  ТПЧ определ етс  выражением (6). Это означает, что дополнительный асинхронный двигатель 3 как в двигательном, так и в генераторном режимах работает при скорости выше синхронной , а дополнительны двигатель 4 как в двигательном, так и в генераторном режимах - при скорости ниже синхронной. Таким образом, частота выходного напр жени  ТПЧ определ етс  выражением (6) и не зависит от того, подводитс  или отводитс  энерги  скольжени  от ротора основных двигателей. Электропривод двухзонного одновременного регулировани  частоты вращени  двух двигателей более экономдлчен по сравнению с двухдвигательным электроприводом , в котором регулирование частотой вращени  ротора каждого двигател  осуществл етс  индивидуальным ТПЧ в цепи ротора в режиме двойного питани . Экономичность электропривода заключаетс  в том, что требуетс  один преобразователь гораздо меньшей мощности и два трехфазных двигател  с фазным ротором. При индивидуальном регулировании каждого двигател  в отдельности в режиме двойного питани  необходимо два преобразовател  с двум  трансформаторами и согласующее устройство дл  одновременного регулировани  частоты вращени  двух двигателей . Кроме того, основные двигатели могут работать в режиме выдачи реактивной мощности и снижать искажение питающей сети. Формулаизобретени  Двухдвигательный электропривод с электромеханическим преобразователем частоты, содержащий два основных асинхронных двигател  с фазным ротором, статорные обмотки которых предназначены дл  подключени  к сети, а также управл емый тиристорный преобразователь частоты , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  частоты вращени  и повышени  коэффициента мощности, в роторную цепь каждого основного двигател  введены два дополнительных асинхронных двигател  с фазным ротором неодинаковой полюсности, причем одни концы роторных обмоток дополнитель ; двигателей подключены соответственг . к роторным обмоткам основных двигателей с фазным ротором, а другие концы роторных обмоток дополнительных двигателей сдединены между собой с обратным чередованием фаз и валы дополнительных двигателей соединены жестко между собой, кроме того, статорные обмотки первого дополнительного двигател  предназначены дл  подключени  непосредственно в сеть, а второго - через управл емый тиристорный преобразователь частоты.