SU312343A1 - MACHINE-VENTILA CASCADE - Google Patents
MACHINE-VENTILA CASCADEInfo
- Publication number
- SU312343A1 SU312343A1 SU1179507A SU1179507A SU312343A1 SU 312343 A1 SU312343 A1 SU 312343A1 SU 1179507 A SU1179507 A SU 1179507A SU 1179507 A SU1179507 A SU 1179507A SU 312343 A1 SU312343 A1 SU 312343A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cascade
- machine
- inverter
- synchronous motor
- synchronous
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims description 37
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 16
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 1
Description
Предложенный каскад относитс к электроприводам , работающим в режиме с посто нной мощностью, используемым дл быстроходных механизмов большой мощности.The proposed cascade relates to electric drives operating in a constant power mode used for high-speed, high-power mechanisms.
Известный машинно-вентильный каскад с асинхронным и синхронным электродвигател ми , валы которых жестко соединены между собой, а роторна обмотка асинхронного двигател соединена со статорной обмоткой синхронного двигател через последовательно включенные выпр мители, обладает ограниченными возможност ми регулировани скорости и сравнительно плохими энергетическими показател ми.The well-known machine-valve cascade with asynchronous and synchronous electric motors, whose shafts are rigidly interconnected, and the rotor winding of the asynchronous motor is connected to the stator winding of the synchronous motor through series-connected rectifiers, and has relatively poor energy indicators.
Предложенный каскад более совершенен, так. как дает возможность увеличить диапазон регулировани и жесткость электромеханических характеристик, повысить устойчивость системы электропривода, уменьшить его габариты .The proposed cascade is more perfect, so. It makes it possible to increase the adjustment range and rigidity of electromechanical characteristics, increase the stability of the electric drive system, and reduce its dimensions.
Это достигаетс тем,: что один из выпр мителей выполнен управл емым и работает в режиме инвертора, а обмотка возбуждени синхронной машины включена одним концом к выходу выпр мител , а другим. - ко входу нивертора , ведомого, синхронной машиной; на низких скорост х каскада обмотка статора асинхронного двигател переключаетс с треугольника на звезду; синхронный двигатель снабжаетс дополонительной обмоткой независимого возбуждени , либо охватываетс положительной обратной св зью по току нагрузки .This is achieved by the fact that one of the rectifiers is controlled and operates in the inverter mode, and the excitation winding of the synchronous machine is connected at one end to the output of the rectifier, and the other. - to the input of the diverter, slave, synchronous machine; at low speeds of the cascade, the stator winding of the induction motor switches from a triangle to a star; the synchronous motor is supplied with an additional winding of independent excitation, or is covered by a positive feedback on the load current.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого каскада; на фиг. 2, 3-осциллограммы переходных процессов при различных способах пуска каскада, на фиг. 4-электромеханические характеристики; на фиг. 5 дана схема каскада с положительной обратной св зью по току нагрузки синхронного двигател .FIG. 1 shows the scheme of the proposed cascade; in fig. 2, 3-waveforms of transients at different ways of starting the cascade; in FIG. 4-electromechanical characteristics; in fig. 5 shows a cascade with positive feedback on the load current of a synchronous motor.
Машинно-вентильный каска.д содержит синхронный двигатель /, роторна обмотка 2 которого включаетс на вход выпр мител 3 со сглаисивающим дросселем 4. К выходным зажимам выпр мител 3 подключено пусковое сопротивление 5 и контактор 6. Последовательно с выпр мителем 3 и ведомым синхронной машиной инвертором 7 включена обмотка возбуждени 8 синхронного двигател с шун.тирующгй ветвью, состо щий из индуктивности 9 и регулирующего сопротивлени 10. Инвертор 7 питает вспомогательный синхронный двигатель 11, вал которого жестко св зан с валом асинхронного двигател /. Управление вентил ми инвертора 7 осуществл етс с помощью системы управлени , состо щей из блока 12 фазорегулировани , блокинг-генераторов 13. Переключение вентилей в схеме инвертора происходит в такт с вращением вала каскада благодар подсоединению системы управлени с обмоткой статора синхронного двигател 1L Пуск каскада может осуществл тьс таким способом. Посредством схемы управлени инвертором первоначально обеспечиваетс одновременное отпирание вентилей по одному из анодной и катодной групп разных фаз. Таким о&разом в момент пуска в роторную цепь асинхронного двигател вводитс полное сопротивление обмотки возбуждени и фазных оомоток статора синхронного двигател , ограничивающее пусковой ток (см. фиг. 2). После разворота вала в статорной обмотке синхронного двигател наводитс э.д.с. вращени , синхр,онизирующа управление инвертором. Инвертор автоматически вступает в трехфазный режим работы. Пуск каскада известным способом (см. фиг. 1) осуществл етс включением посредством контактора 6 на вход выпр мител J лускового сопротивлени 5, закорачивающего на врем пуска каскада цепь ротора асинхронного двигател (см. фиг. 3). При этом предварительно подаетс напр жение возбуждени синхронного двигател и устанавливаетс заданный угол инвертировани . После включени асинхронного двигател и разворота вала в статорной обмотке синхронного двигател наводитс э.д.с. вращени , обеспечивающа синхронизацию инвертора с вращающимс синхронным двигателем. В режиме регулировани ниже синхронной скорости (см. фиг. 1) в цепь выпр мленного тока Id ротора асинхронного двигател 1 вводитс противо-э.д.с. инвертора 7, обусловленна возбужденным синхронным двигателем 11. Естественна коммутаци тока в схеме инвертора осуществл етс э.д.с. вращени синхронного двигател , обеспечивающей опережающий по фазе ток нагрузки. Вентили инвертора попеременно замыкают цепь выпр мленного напр жени На. ротора асинхронного двигател 1 на ту фазу статорной обмотки синхронного двигател , котора дает в данную часть периода наибольшую положительную (дл анодной группы вентилей) и отрицательную (дл катодной группы) э.д.с. В результате синхронный двигатель потребл ет ток, направленный встречно э.д.с., и развивает двигательный момент. Автоматическое регулированне намагничивающей силы обмотки возбуждени синхронного двигател , необходимое дл компенсации размагничивающего действи тока нагрузки по продольной оси, достигаетс последовательно включенной обмоткой 8 возбуждени . Электромагнитный момент, развиваемый каскадом, представл ет сумму моментов, развиваемых двигател ми 1 и 11. Этот момент пропорционален выпр мленному току Id, регулирование которого осуществл етс изменением величины вводимой в цепь его добавоччой э.д.с., определ емой средним входным напр жением инвертора (противо-э.д.с. инвертора ). Действующее значение входного напр жени f/E инвертора уравновешиваетс выпр мленным напр жением ротора асинхронного двигател . С увеличением, либо уменьшением противо-э.д.с. инвертора соответствующим изменением тока возбуждени синхронного двигател или угла инвертировани р уменьшаетс , либо увеличиваетс момент, развиваемый двигателем /. При этом привод замедл етс до меньшего значени скорости или ускор етс до большего ее значени , при которых происходит электромеханическое равновесие в каскаде. При полностью сн том входном напр жении инвертора ( или р 90°) скорость каскада близка к номинальной скорости асинхронного двигател , и электромагнитный момент развиваетс только этим двигателем. По мере увеличени входного напр жени инвертора скорость каскада снижаетс , и растет момент, развиваемый синхронным двигателем, вследствие чего асинхронный двигатель разгружаетс по моменту и развиваемой мощности. При этом энерги скольжени его за вычетом потерь посредством инвертора и синхронного двигател возвращаетс на вал каскада. Если входна э.д.с. инвертора будет равна выпр мленному напр жению ротора асинхронного двигател , то ток в цепи его р отора и электромагнитный момент каскада будут равны нулю. Полный диапазон регулировочной скорости каскада определ етс трем способами управлени им (см. фиг. 4). Первый способ обеспечивает интервал регулировани между естественными характеристиками асинхронного двигател и каскада. Он получаетс при переводе инвертора в выпр мительный режим и минимальном токе возбуждени синхронного двигател . Второй способ охватывает интервал регулировани тока возбуждени синхронного двигател от минимального значени до максимального при посто нном максимальном угле инвертировани или наоборот. Третий способ охватывает интервал регулировани угла инвертировани от максимального значени до минимального, допустимого при посто нном максимальном токе возбуждени синхронного двигател или наоборот. При переключении статорной обмотки синхронного двигател с треугольника на звезду диапазон регулировани скорости каскада при прочих р авных услови х растет в раз. Схема каскада осуществл ет динамическое торможение с самовозбуждением или с независимым возбуждением синхронного двигател . При этом асинхронный двигатель отключаетс от сети, а инвертор переводитс в выпр мительный режим. Ток в цепи выпр мителей ограничиваетс углом регулировани венилей инверторной группы или током возбуждени синхронного двигател . На фиг. 5 питание независимой обмотки возбуждени синхронного двигател 11 идет от источника 14, управл емого сигналами: задающим t/y, и положительной обратной св зи по току / нагрузки, осуществл емой трансформатором 15 тока.Machine valve hub.d contains a synchronous motor /, the rotor winding 2 of which is turned on to input of rectifier 3 with flattening throttle 4. Starting resistance 5 and contactor 6 are connected to output terminals of rectifier 3. Consistently with rectifier 3 and driven synchronous machine by inverter 7, an excitation winding 8 of a synchronous motor with a shunt of a treading branch is included, consisting of inductance 9 and regulating resistance 10. Inverter 7 feeds an auxiliary synchronous motor 11, the shaft of which is rigidly connected to the shaft a synchronous motor. The inverter 7 valves are controlled by a control system consisting of a phase-regulating unit 12, blocking generators 13. Switching of the valves in the inverter circuit occurs in time with the cascade shaft rotating by connecting the control system with the stator winding of the synchronous motor 1L in this way. The inverter control circuit initially provides for the simultaneous unlocking of the valves through one of the anodic and cathodic groups of different phases. Thus, at one time, the impedance of the excitation winding and the stator core current of the synchronous motor, limiting the starting current, is introduced into the rotor circuit of the induction motor, at the time of the start-up of the asynchronous motor (see Fig. 2). After the shaft turns in a stator winding of a synchronous motor, an emf is induced. rotation, sync, control inverter control. The inverter automatically enters the three-phase operation mode. The cascade is started in a known manner (see Fig. 1) by switching on the contactor 6 to the input of the rectifier J of the lusk resistance 5, which short-circuits the rotor of the induction motor (see Fig. 3) while the cascade is started. In this case, the excitation voltage of the synchronous motor is preliminarily applied and a predetermined inversion angle is established. After turning on the induction motor and turning the shaft, an emf is induced in the stator winding of the synchronous motor. rotation, providing synchronization of the inverter with a rotating synchronous motor. In the regulation mode below the synchronous speed (see Fig. 1), a counter-emf is introduced into the rectified current Id circuit of the rotor of the asynchronous motor 1. the inverter 7, due to the excited synchronous motor 11. Natural switching of the current in the inverter circuit is carried out by the emf. rotation of a synchronous motor, providing the phase-ahead load current. Inverter valves alternately close the rectified voltage On. rotor induction motor 1 on the phase of the stator winding of a synchronous motor, which gives in this part of the period the greatest positive (for the anode valve group) and negative (for the cathode group) emf As a result, the synchronous motor consumes a current directed opposite to the emf and develops the motor torque. The automatic regulation of the magnetizing force of the excitation winding of the synchronous motor, necessary to compensate for the demagnetizing effect of the load current along the longitudinal axis, is achieved in series by the excitation winding 8. The electromagnetic moment developed by the cascade represents the sum of the moments developed by motors 1 and 11. This moment is proportional to the rectified current Id, which is controlled by changing the value of the emf added to the circuit, determined by the average input voltage inverter (counter-emf. inverter). The effective value of the input voltage f / E of the inverter is balanced by the rectified voltage of the rotor of the induction motor. With increasing or decreasing back-emf. the inverter corresponding change in the excitation current of the synchronous motor or the inversion angle p decreases, or the torque developed by the motor increases. In this case, the drive is slowed down to a lower value of the speed or accelerated to a larger value, at which electromechanical equilibrium occurs in the cascade. With the inverter's input voltage completely removed (or p 90 °), the cascade speed is close to the nominal speed of the induction motor, and the electromagnetic moment is developed only by this motor. As the input voltage of the inverter increases, the cascade speed decreases, and the torque developed by the synchronous motor increases, as a result of which the asynchronous motor is unloaded by the moment and power developed. In this case, the slip energy minus losses by means of an inverter and a synchronous motor returns to the cascade shaft. If the input emf. If the inverter is equal to the rectified voltage of the rotor of the asynchronous motor, then the current in the circuit of its p tor and the electromagnetic moment of the cascade will be zero. The full range of the cascade control speed is determined by three ways to control it (see Fig. 4). The first method provides an adjustment interval between the natural characteristics of the asynchronous motor and the cascade. It is obtained by converting the inverter to the rectifying mode and the minimum excitation current of the synchronous motor. The second method covers the range of regulation of the excitation current of a synchronous motor from the minimum to the maximum value at a constant maximum inversion angle or vice versa. The third method covers the interval of adjustment of the inversion angle from the maximum to the minimum value allowed at a constant maximum excitation current of a synchronous motor or vice versa. When the stator winding of a synchronous motor is switched from a triangle to a star, the cascade speed control range under other equal conditions increases by a factor of. The cascade circuit performs dynamic braking with self-excitation or with independent excitation of a synchronous motor. In this case, the asynchronous motor is disconnected from the mains, and the inverter is switched to the rectifying mode. The current in the rectifier circuit is limited by the angle of the venille of the inverter group or the excitation current of the synchronous motor. FIG. 5, the power supply of the independent excitation winding of the synchronous motor 11 comes from the source 14 controlled by the signals: the t / y driver and the positive current / load feedback carried out by the current transformer 15.
Принцип работы каскада фиг. 2 в режиме пуска, регулировани скорости и торможени аналогичен схеме фиг. 1.The principle of operation of the cascade of FIG. 2 in the start, speed control and deceleration mode is similar to that of FIG. one.
Предмет изобретени Subject invention
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU312343A1 true SU312343A1 (en) |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5029263A (en) | Electric start control of a VSCF system | |
US4949021A (en) | Variable speed constant frequency start system with selectable input power limiting | |
US6462429B1 (en) | Induction motor/generator system | |
EP0166733B1 (en) | Combined starting/generating system and method | |
US5428275A (en) | Controlled starting method for a gas turbine engine | |
US10680543B2 (en) | Synchronous electrical power distribution system startup and control | |
CN104702186A (en) | Hybrid excitation type variable frequency AC starting generating system and control method thereof | |
US5587641A (en) | VSCF start system with precise voltage control | |
RU2564401C2 (en) | Power supply for airborne vehicle | |
US5777459A (en) | Induction electrical power generating system with variable numbers of poles and excitation frequency | |
SU312343A1 (en) | MACHINE-VENTILA CASCADE | |
JPS61124278A (en) | Starting method of induction motor | |
US6906490B2 (en) | Starting of switched reluctance generators | |
JPH09149689A (en) | Operation controller for pole change motor | |
US1723857A (en) | Electric power system | |
SU1549810A1 (en) | Traction electric drive of self-contained vehicle | |
JPS5840440B2 (en) | Ship shaft power generator | |
JP2657643B2 (en) | Speed control method of AC motor | |
JPH0538054A (en) | Phase modifier | |
SU970577A1 (en) | Synchronous contact-free machine | |
SU262258A1 (en) | ELECTRIC DRIVE | |
Abou-Zaid et al. | Analysis and Performance of axial field switched reluctance generator | |
SU1056418A1 (en) | Rectifier drive | |
SU243029A1 (en) | A DEVICE FOR OBTAINING A CONSTANT SPEED OF ROTATION OF THE OUTPUT SHAFT | |
SU168782A1 (en) | METHOD OF MANAGEMENT OF TWO-DRIVE, ASYNCHRONOUS CASCADE ELECTRIC DRIVE! ^ Bb -'- o ^ gca |