SU53178A1 - Device for driving machine guns - Google Patents

Device for driving machine guns

Info

Publication number
SU53178A1
SU53178A1 SU53178A1 SU 53178 A1 SU53178 A1 SU 53178A1 SU 53178 A1 SU53178 A1 SU 53178A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
stator
capacitance
capacitors
starting characteristics
electric motor
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
П.А. Фридкин
Original Assignee
П.А. Фридкин
Publication date

Links

Description

В основном авторском свидетельстве № 42629 было описано устройство дл  приведени  во вращение машин-орудий, выполненное в виде сегментного статора многофазного асинхронного двигател , приставного к цилиндрической детали приводимой машины-оруди .The main author's certificate No. 42629 described a device for driving machine guns in rotation, made in the form of a segmented stator of a multiphase asynchronous motor, attached to a cylindrical part of a driven machine gun.

Насто щее изобретение имеет целью выполнение подобного приводного устройства весьма тихоходным при обычной частоте тока (50 герц).The present invention aims to make such a drive device very slow at a normal current frequency (50 hertz).

Дл  этого, согласно изобретению, последовательно с фазами сегментного статора, выполн емого с увеличенной линейной нагрузкой, включены конденсаторы, емкостное сопротивление которых вз то близким к индуктивному сопротивлению обмотки - статора .For this, according to the invention, capacitors are connected in series with the phases of a segmented stator that are made with an increased linear load, the capacitors of which are taken to be close to the inductive resistance of the stator winding.

Помимо указанной цели, такое включение конденсаторов в цепь сегментного статора дает возможность получени  пусковых характеристик , подобных, в зависимости от расчета конденсаторов, пусковым характеристикам шунтового или компаундного двигателей, и возможность уменьшени  пускового тока. Одновременно конденсаторы повышают коэфициент мощности сети.In addition to this goal, this inclusion of capacitors in the segmented stator circuit makes it possible to obtain starting characteristics similar to the calculation of capacitors, starting characteristics of shunt or compound motors, and the possibility of reducing the starting current. At the same time, capacitors increase the net power factor.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом, на котором фиг. 1-3 изображают различные возможные схемы включени  конденсаторов, а фиг. 4- 7-векторные диаграммы.The invention is illustrated in the drawing, in which FIG. 1-3 depict various possible capacitor switching circuits, and FIG. 4-7 vector diagrams.

Последовательно с фазными обмотками статора предлагаемого устройства включены конденсаторы С, емкостные сопротивлени  которых выбираютс  согласно указанному ниже расчету. Через R обозначен короткозамкнутый ротор машины.In series with the phase windings of the stator of the proposed device, capacitors C are included, the capacitance resistances of which are selected according to the calculation given below. R denotes the squirrel cage rotor.

В зависимости от условий конденсаторы С могут быть установлены как на самом статоре, так и вне его, например, на полу, за распределительным щитом р дом с выключателем машины.Depending on the conditions, capacitors C can be installed both on the stator itself and outside of it, for example, on the floor, behind the switchboard next to the machine switch.

Режим работы машины при применении конденсаторов будет существенно отличатьс  от режима работы обычной асинхронной машины, особенно при пуске. Эти отличи  у сн ютс  из векторных диаграмм, из которых фиг. 4 относитс  к обычной асинхронной машине, а фиг. 5-7- к предлагаемому приводу.The mode of operation of the machine when using capacitors will differ significantly from the mode of operation of a conventional asynchronous machine, especially during start-up. These differences are derived from the vector diagrams, of which FIG. 4 refers to a conventional asynchronous machine, and FIG. 5-7- to the proposed drive.

На диаграммах имеютс  следующие обозначени :The diagrams have the following notation:

и-фазное напр жение сети, 4 с емкостное, т. е. отрицательное падение напр жени  в надлежаще выбранном конденсаторе,i-phase network voltage, 4 s capacitive, i.e. negative voltage drop in a properly selected capacitor,

/./ 1-омическое падение напр жени  в обмотке статора, , - индуктивное падение напр жени  в обмотке статора (или же в другом масштабе- поток рассе ни  статора). Вектор f/j - напр жение на зажимах статора, а вектор Е-в определенном масштабе полезный магнитный поток, т. е. поток, вступающий в ротор машины././ 1-Ohmic voltage drop in the stator winding, - inductive voltage drop in the stator winding (or on a different scale, the stator scatter flow). The vector f / j is the voltage at the stator terminals, and the vector E is at a certain scale the useful magnetic flux, i.e. the flux entering the rotor of the machine.

Из диаграммы фиг. 5 видно, что конденсатор дает возможность противодействовать резким снижени м магнитного потока в зазоре. Здесь возможны два случа . Одним из них  вл етс  случай, так называемого, резонанса напр жений, когдаFrom the diagram of FIG. 5, it can be seen that the capacitor makes it possible to counteract sudden decreases in the magnetic flux in the gap. There are two possible cases. One of them is the case of the so-called voltage resonance, when

l. ()  l. ()

где:Where:

Х - реактивное емкостное сопротивление конденсатора (в омах),X is the capacitive reactance of a capacitor (in ohms),

ш - кругова  частота питающего тока, численно равна  обычной его частоте, увеличенной в 27c раз,w - circular frequency of the supply current, numerically equal to its usual frequency, increased 27c times,

- реактивное индуктивное сопротивление обмотки статора машины (в омах), LI - самоиндукци  обмотки статора - reactive inductive resistance of the stator winding of the machine (in ohms), LI - self-induction of the stator winding

(в генри),(in henry)

С - емкость конденсатора (в фарадах ).С - capacitor capacitance (in farad).

В этом случае индуктивное сопротивление статора будет полностью уравновешено емкостным и вершина вектора полезного магнитного потока будет перемещатьс , по мере разгона машины, в узких пределах от S к Л (фиг. 5), т. е. амплитуда изменени  полезного магнитного потока статора от точки короткого замыкани  до точки холостого хода будет ничтожно мала. Вследствие этого мы получимIn this case, the inductive impedance of the stator will be fully balanced by the capacitive and the top of the useful magnetic flux vector will move, as the machine accelerates, within narrow limits from S to L (Fig. 5), i.e., the magnitude of the change of the useful magnetic flux of the stator from a point short closure to the point of idling will be negligible. As a result, we get

пуск и все последующие переходные режимы к Нормальному почти при полном, а не при резко сниженном полезном магнитном потоке машины.start-up and all subsequent transient modes to Normal almost at full, and not at sharply reduced useful magnetic flux of the machine.

РОЛЬ и значение конденсатора, отвечающего уравнению (1) и сопр женного со статором машины по схеме фиг. 3, заключаетс  в том, что такой конденсатор делает пусковые характеристики машины физически идентичными пусковым характеристикам шунтового электродвигател , где пуск происходит, как известно, также при полном, а не при сниженном магнитном потоке возбуждени .The ROLE and the value of the capacitor corresponding to equation (1) and coupled to the stator of the machine according to the scheme of FIG. 3 is that such a capacitor makes the starting characteristics of the machine physically identical to the starting characteristics of the shunt electric motor, where the start-up takes place, as is well known, also with full, and not with, reduced excitation magnetic flux.

Уменьшением емкости С можно, далее, добитьс  таких значений емкостного сопротивлени  Х By decreasing capacitance C, one can further achieve such capacitance values X

ко«С гда будет осуществлено условиеto “From time to time the condition

.Х,.X

(2)(2)

1f

На диаграмме фиг. б этот случай представлен. Мы получим тогда пуск машины не только при полном, но даже при повышенном против номинального магнитном потоке. Последний в этом случае будет убывать от -В к Л, а не возрастать по мере разгона машины.In the diagram of FIG. b this case is presented. We then get the start-up of the machine, not only with full, but even with increased against the nominal magnetic flux. The latter in this case will decrease from -B to L, and not increase as the car accelerates.

Роль и значение конденсатора с рассматриваемым емкостным сопротивлением состоит в том, что пусковые характеристики машины делаютс  таким конденсатором идентичными пусковым характеристикам комп ундного электродвигател  (с подмагничивающей сериесной обмоткой), где пуск происходит, как известно, также при повышенном, а не при посто нном или сниженном магнитном потоке в зазоре.The role and value of the capacitor with the capacitance in question is that the starting characteristics of the machine make such a capacitor identical to the starting characteristics of the com- puter electric motor (with a magnetising serial winding), where the start-up takes place, as is well known, also with increased, but not with constant or reduced magnetic flux in the gap.

Итак, услови  (1) и (2) определ ют дл  конденсаторов их емкостное сопротивление , необходимое дл  устранени  падений полезного магнитного потока машины.Thus, conditions (1) and (2) determine for capacitors their capacitance, which is necessary to eliminate the drops in the useful magnetic flux of the machine.

Однако, не с каждым статором может сочетатьс  конденсатор, отвечающий услови м (1) и (2).However, not every stator can combine a capacitor that meets conditions (1) and (2).

При несоблюдении дополнительного услови , касающегос  сопротивлений статора и ротора, могут получитьс  при пуске столь мощный пусковой момент и столь значительна  кратность пускового тока, которые могутIf the additional condition regarding the stator and rotor resistances is not complied with, during the start-up such a powerful starting moment and so large a multiplicity of starting current can be obtained.

окончитьс  разрушением даже наиболее прочных элементов электропривода .end with the destruction of even the most durable elements of the electric drive.

Поэтому с конденсаторами, отвечающими услови м (1) и (2), могут соедин тьс  по схеме фиг. 3 не асинхронные машины вообще, а такие машины , где омическое сопротивление статора, а также приведенное сопротивление ротора соответственно увеличены, но из всех возможностей , которые имеютс  дл  получени  таких увеличенных сопротивлений , полнее и эффективнее всего увеличение фазного числа витков W статора, так как приведенное сопротивление ротора возрастает пропорционально квадрату увеличени  W.Therefore, with capacitors that meet conditions (1) and (2) can be connected as shown in FIG. 3 are not asynchronous machines in general, but such machines, where the ohmic resistance of the stator, as well as the reduced resistance of the rotor, are correspondingly increased, but of all the possibilities that are available to obtain such increased resistances, the increase in the phase number of the stator turns W is more efficient and effective, since the resistance of the rotor increases in proportion to the square of the increase in W.

Столь же резко (квадратна  функци ) падает при увеличении W необходима  емкость конденсатора, так как индуктивное сопротивление статора , уравновешиваемое емкостным сопротивлением конденсатора, пропорционально W.Equally sharply (square function) decreases with increasing W, the capacitor capacitance is necessary, since the inductive resistance of the stator, balanced by the capacitance of the capacitor, is proportional to W.

При отсутствии насыщений в магнитной цепи намагничивающий ток падает пропорционально квадрату увеличени  W.In the absence of saturations in the magnetic circuit, the magnetizing current decreases in proportion to the square of the increase in W.

Такое резкое снижение намагничивающего тока при одновременном сохранении конденсатором на максимальном уровне магнитного потока и пускового момента решает коренную задачу - сделать при частоте 50 Hz реальными асинхронные машины на весьма малые скорости.Such a sharp decrease in the magnetizing current while maintaining the capacitor at the maximum level of magnetic flux and the starting torque solves the fundamental problem - to make asynchronous machines at very low speeds at a frequency of 50 Hz.

Увеличение линейной нагрузки AS статора, пропорциональное (при сохранении диаметра машины) увеличению фазового числа витков, создает предпосылки весьма интенсивного использовани  активной поверхности машины, т. е. сокращени  длины (осевого размера) машины, уменьоиени , в св зи с этим, зазора и улучшени  теплоотдачи через лобовые части.An increase in the linear load AS of the stator, proportional (while maintaining the diameter of the machine) to an increase in the phase number of turns, creates prerequisites for very intensive use of the active surface of the machine, i.e., reducing the length (axial size) of the machine, reducing, in this respect, clearance heat transfer through the frontal parts.

При последовательном включении конденсаторов в цепь статора асинхронные машины получают пусковые характеристики шунтовых и компаундных электродвигателей посто нного тока со всеми вытекающими отсюда последстви ми-в этом самое главное свойство такого включени . Существенное значение насто щего предложени  заключаетс  далее в том, что совокупность весьма эффективных новых возможностей достигаетс  у асинхронных машин не механизмами со сложными комбинаци ми большого числа разнообразных конструкционных узлов и деталей, а сочетанием простейшего статического аппарата - конденсатора с дуговым статором, преднамеренно выполненным со значительно увеличенным использованием активной поверхности за счет увеличени  линейной нагрузки.When series capacitors are switched on in the stator circuit, induction machines get the starting characteristics of shunt and compound DC motors with all the ensuing consequences — this is the most important feature of such switching. The essential value of the present proposal lies further in the fact that the combination of very effective new capabilities is achieved for asynchronous machines not by mechanisms with complex combinations of a large number of various structural units and parts, but by a combination of the simplest static apparatus — a capacitor with an arc stator deliberately designed with significantly increased using an active surface by increasing the linear load.

В заключение следует подчеркнуть, что в сочетании с конденсаторами по схеме фиг. 3 и по условию (2) могут быть весьма прогрессивно модернизованы также многие типы среднеходных и быстроходных асинхронных машин мощностей и напр жений, а особенно - больших мощностей и высоких напр жений.In conclusion, it should be emphasized that in combination with capacitors according to the scheme of FIG. 3 and, by condition (2), many types of mid-range and high-speed asynchronous machines of capacities and voltages, and especially large capacities and high voltages, can be very progressively modernized.

Эта модернизаци  заключаетс  главным образом в следующем:This upgrade mainly consists of the following:

Claims (4)

1.Резкое снижение кратностей токов короткого замыкани  и достижение пусковых характеристик, идентичных пусковым характеристикам компаундных электродвигателей посто нного тока.1. A drastic decrease in the frequency of short-circuit currents and the achievement of starting characteristics identical to those of starting DC compound motors. 2.Значительное улучшение cos - вплоть до опережающего у некоторых быстроходных типов машин.2. Significant improvement in cos - up to the leading ones in some high-speed types of machines. 3.Уменьшение веса машин.3. Reducing the weight of machines. Действительно, представим себе мощный быстроходный асинхронный электродвигатель. У такого электродвигател  реактанцы статора и ротора малы, а кратность тока короткого замыкани  велика.Indeed, imagine a powerful high-speed asynchronous electric motor. In such an electric motor, the stator and rotor reactants are small, and the short circuit multiplicity is large. Включим теперь по схеме фиг. 3 в статор столь значительное емкостное сопротивление, которое было бы больше двойного реактанца рассе ни  всей машины. Этим ток 1 короткого замыкани  может быть уменьшен сколь угодно значительно, но вместе с тем в этом случае .полезный магнитный поток электродвигател  отнюдь не будет уменьшен, а напротив, будет при пуске даже больше, чем при номинальном режиме (фиг. 7).Now we turn on according to the scheme of FIG. 3 in the stator so significant capacitive impedance, which would be greater than the double reactant dissipated the entire machine. By this, the short-circuit current 1 can be reduced as much as desired, but at the same time in this case the useful magnetic flux of the electric motor will not be reduced at all, but on the contrary, it will be even higher at start-up than at the nominal mode (Fig. 7). Асинхронный двигатель приобретает в св зи с этим пусковые характеристики компаундного электродвигател . Удары или резкие механические сотр сени  статорной обмотки при пуске практически будут исключены.An asynchronous motor therefore acquires the starting characteristics of a compound motor. Impacts or sharp mechanical stator windings during start-up will practically be excluded. Из диаграммы фиг. 7 также пон тно , что при надлежащем подборе емкостного сопротивлени  конденсатора мы получим номинальный cos электродвигател  равным 1 или же, скажем, 0,95 с опережением.From the diagram of FIG. 7 it is also clear that with proper selection of capacitance of a capacitor, we get a nominal cos of an electric motor equal to 1 or, say, 0.95 ahead. В рассматриваемом случае емкость необходимого конденсатора получаетс  особенно малой, поскольку емкостное сопротивление должно быть настолько значительным, чтобы более, чем вдвое скомпенсировать реактанц рассе ни  всей машины.In this case, the capacitance of the required capacitor is especially small, since the capacitance must be so large that it more than doubles to compensate for the dissipation of the entire machine. Предмет изобретени .The subject matter of the invention. 1. Форма выполнени  устройства по п. 1 авторского свидетельства № 42629, отличающа с  тем, что, с целью осуществлени  при обычной частоте весьма тихоходных приводов, фазы сегментного статора, выполн емого с увеличенной линейной нагрузкой, включены в сеть последовательно с конденсаторами, емкостное сопротивление которых вз то близким к индуктивному сопротивлению обмотки статора.1. The form of the device according to claim 1 of copyright certificate No. 42629, characterized in that, in order to carry out at low frequency very low speed drives, the phase of the segment stator, performed with increased linear load, are connected in series with capacitors, capacitance which is close to the inductive resistance of the stator winding. 2.Форма выполнени  устройства по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью получени  от электропривода пусковых характеристик, идентичных пусковым характеристикам шунтового электpoдвигaтeл  емкостное сопротивление конденсаторов вз то равным индуктивному сопротивлению обмотки сегментного статора.2. The form of the device according to claim 1, characterized in that, in order to obtain starting characteristics from the electric drive, identical to the starting characteristics of the shunt electric motor, the capacitance of the capacitors is equal to the inductive resistance of the winding of the segment stator. 3.Форма выполнени  устройства по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью получени  от электропривода пусковых характеристик, идентичных пусковым характеристикам компаундного электродвигател , емкостное сопротивление конденсаторов вз то большим, чем индуктивное сопротивление обмотки статора.3. The form of the device according to claim 1, characterized in that, in order to obtain starting characteristics from the electric drive that are identical to the starting characteristics of the compound motor, the capacitance resistance of the capacitors is greater than the inductive resistance of the stator winding. 4.Форма выполнени  устройства по п. 3, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  пускового тока и одновременно получени  от привода компаундной характеристики, сопротивление конденсаторов вз то превышающим двойное значение реактанца всего приводного устройства.4. The form of the device according to claim 3, characterized in that, in order to reduce the inrush current and at the same time obtain a compound characteristic from the drive, the resistance of the capacitors is greater than the double reactor value of the entire drive device. S - сS - with - ишишчвн- isishishvn -- ташон- tashon иШХЮЧIshkhuch фиг.2 2 шуаи shui --Ш5Ш)--Sh5Sh) фиг. 5FIG. five нншшш кшш shhh Ш5Ш5Ш5Ш5

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3083311A (en) Converters and circuits for high frequency fluorescent lighting
KR830001998B1 (en) Variable Speed Electromechanical Device with Controlled Magnetic Flux Density
AU547734B2 (en) Polyphase electric machine having controlled magnetic flux density
US4063135A (en) Electric motor having controlled magnetic flux density
US3237034A (en) Multi-voltage high frequency generator
US4187457A (en) Polyphase electric motor having controlled magnetic flux density
US4132932A (en) Balanced split-phase electric motor
US3529224A (en) Speed control of induction motors with semiconductors and resistors
SU53178A1 (en) Device for driving machine guns
US4218645A (en) Asynchronous machines
JPH0662597A (en) Ac variable-speed driver
US3566226A (en) Single-phase operation of three-phase motor
US1313102A (en) Campbell macmillan
US3111616A (en) Electric motor construction with various winding distribution factors
US2542296A (en) Starting device or system for squirrel-cage motors
US2403447A (en) Alternating current motor
US3421062A (en) Electrical polyphase machine having stator and rotor windings connected in series to polyphase supply
US1304210A (en) Induction-motor control
US2018287A (en) Variable speed three-phase motor with variable torque
DE636833C (en) Single phase induction motor with magnetic shunt on the stator poles
US3541413A (en) Constant-torque alternating current single phase motor system
US3237013A (en) Converters and circuits for high frequency fluorescent lighting
US1308068A (en) System of control
US1874380A (en) Regulated motor system
GB777278A (en) Improvements in or relating to multi-phase induction motors