SU54927A1

SU54927A1 - Device for maintaining constant speed of dc motors

Info

Publication number: SU54927A1
Application number: SU192061A
Authority: SU
Inventors: И.М. Ратман
Original assignee: И.М. Ратман
Priority date: 1936-04-17
Filing date: 1936-04-17
Publication date: 1938-11-30

Description

Предметом насто щего авторского свидетельстЁа вл етс устройство дл поддержани посто нства скорости двигателей посто нного тока при помощи ведущей частоты, подаваемой от вспомогательного синхронного генератора, сид щего на оси ведущего двигател . Подобные устройства примен ютс в текстильной и бумажной промышленности, в технику проката металлов и пр.The subject of this author's testimony is a device for maintaining the speed constant of the DC motors with the help of the driving frequency supplied from the auxiliary synchronous generator, which sits on the axis of the driving motor. Such devices are used in the textile and paper industry, in metal rolling equipment, etc.

Б подобном устройстве, согласно изобретению, дл регулировани возбуждени синхронизируемого двигател применен элемент ваттметрового типа, щунтова обмотка которого включена на указанный синхронный генератор, а сериесна - в цепь статора вспомогательной асинхронной короткозамкнутой мащины, насаженной на вал синхронизируемого двигател и питаемой от того же синхронного генератора. Така система синхронизации , как основанна на асинхронном принципе действи , работает надежно даже при возникновении длительной разницы в скорост х синхронизируемых мащин и не подвержена опасности выпадени из синхронизма.In such a device, according to the invention, a wattmeter-type element is used to control the excitation of a synchronized motor, the pull-through winding of which is connected to the specified synchronous generator and series to the stator circuit of an auxiliary asynchronous short-circuiting mask mounted on the shaft of the synchronized engine and powered from the same synchronous generator. Such a synchronization system, as based on the asynchronous principle of operation, works reliably even in the event of a long-term difference in the speeds of synchronized machines and is not at risk of falling out of synchronism.

Сущность изобретени по сн етс чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены электрические схемы двух вариантов предлагаемого устройства .The invention is illustrated in the drawing; in FIG. 1 and 2 which shows the electrical circuit of two variants of the proposed device.

На чертеже имеютс следующие обозначени : / - генераторные силовые шины, 2 - шины возбуждени , 3 - генератор системы Леонарда, 4 - возбудитель, 5 - приводной двигатель генератора ведущей частоты, 6 - синхронный генератор ведущей частоты, 6а - шины ведущей частоты, 7-секционный (рабочий) двигатель привода, 8 - асинхронный генератор, 9 - шунтовой регул тор с моторным приводом, 10- сервомотор шунтового регул тора, // - регулировочное сопротивление сервомотора,12 - направленное реле активной мошности , 12а - направленное реле активной мощности с дополнительной катушкой , питаемой от сети переменного тока, 13 - регулировочный реостат в цепи дополнительной катушки реле 72а, 14 - сеть переменного тока ПО вольт, 15 - коническа ременна передача от секционного двигател 7 к генератору 8.In the drawing there are the following designations: / - generator power buses, 2 - field buses, 3 - Leonard system generator, 4 - exciter, 5 - drive motor of the leading frequency generator, 6 - synchronous generator of the leading frequency, 6a - bus of the leading frequency, 7- sectional (working) drive motor, 8 — asynchronous generator, 9 — shunt regulator with motor drive, 10 — shunt regulator servomotor, // — adjusting resistance of the servo motor, 12 — directional active power relay, 12a — directional relay of active power with additional The second coil is powered from the AC mains, 13 is the adjusting resistor in the additional coil circuit of the relay 72a, 14 is the AC mains software volt, 15 is the bevel belt from the sectional motor 7 to the generator 8.

Секционные двигатели 7 посто нного тока, питаемые от генератора 3 системы Леонарда и возбудител 4, должны вращатьс синхронно или иметь посто нную относительную скорость .The DC sectional motors 7, powered by the Leonard system generator 3 and driver 4, must rotate synchronously or have a constant relative speed.

Контроль и автоматическое поддержание скорости секционных двигателей осуществл етс следующим образом. Двигатель 5 вращает синхронный генератор 6 ведущей частоты . Последний питает шины ба ведущей частоты. Мощность двигател 5 и генератора б выбираетс в несколько раз больше их максимальной нагрузки , так что число оборотов двигател 5 строго пропорционально напр жению генератора 3 системы Леонарда .The control and automatic maintenance of the speed of sectional engines is carried out as follows. Motor 5 rotates the master frequency synchronous generator 6. The latter feeds the ba bus leading frequency. The power of the engine 5 and the generator b is chosen several times greater than their maximum load, so that the number of revolutions of the engine 5 is strictly proportional to the voltage of the generator 3 of the Leonard system.

С валом каждого секционного двигател 7 посредством, например, конической ременной передачи /5 соединен короткозамкнутый ротор асинхронной машины 5. Статор последней присоедин етс к шинам ведущей частоты через направленное реле активной мощности /2. Контакты этого реле управл ют цепью сервомотора W шунтового реостата 9 секционного двигател , включа сервомотор JO на пр мой или обратный ход. Асинхронна мащина S секционного двигател , в зависимости от того, вращаетс ли она быстрее или медленнее синхронной скорости, будет работать то на асинхронного генератора, отдава мощность в сеть, то на режиме мотора, забира мощность из сети. Ваттна мощность, протека через реле активной мощности /2, реагирующее на направление мощности, заставл ет сработать это реле /2 и включать сервомотор W в ту или другую сторону. Тем самым будет регулироватьс скорость секционного двигател .A short-circuited rotor of an asynchronous machine 5 is connected to the shaft of each sectional motor 7 by means of, for example, a tapered belt drive / 5. The stator of the latter is connected to the driving frequency buses via a directional active power relay / 2. The contacts of this relay control the servo motor circuit W of the shunt resistor 9 of the sectional motor, including the servomotor JO, for forward or reverse. An asynchronous motor S of a sectional motor, depending on whether it rotates faster or slower than the synchronous speed, will then work on the asynchronous generator, delivering power to the network, then in motor mode, drawing power from the network. Watt power, flowing through an active power relay / 2, which reacts to the direction of power, causes this relay / 2 to operate and turn on the servomotor W in one direction or the other. This will regulate the speed of the sectional motor.

Если асинхронна машина 8 вращаетс синхронно с частотой сети, то энерги по системе не циркулирует и реле /2 находитс в среднем положении, размыка цепь сервомотора . Вс система работает устойчиво.If the asynchronous machine 8 rotates synchronously with the frequency of the network, then the system does not circulate energy and the relay / 2 is in the middle position, opening the servo circuit. The whole system works steadily.

Из характеристики асинхронной машины , изображающей зависимость момента на ее валу или, что то же самое, ее активной мощности, от скорости или скольжени , следует, что в рабочей части характеристики (на малых значени х скольжени ) незначительное изменение скольжени машины приводит к весьма большому колебанию мощности. Этим определ етс высока чувствительность системы .From the characteristics of an asynchronous machine, depicting the dependence of the moment on its shaft or, which is the same, its active power, on speed or slip, it follows that in the working part of the characteristic (at small slip values) a slight change in the slip of the machine leads to a very large fluctuation power. This determines the high sensitivity of the system.

В качестве асинхронной машины 8 может быть выбрана трехфазна асинхронна короткозамкнута машина. Дл реверсирующих систем может быть также применена однофазна асинхронна машина, имеюща симметричную характеристику при работе в пр мом и обратном направлении.As an asynchronous machine 8, a three-phase asynchronous short-circuited machine can be selected. For reversing systems, a single-phase asynchronous machine can also be used, having a symmetrical characteristic when working in the forward and reverse direction.

Дл изменени относительной скорости машин служит коническа ременна передача /5. Измен последней относительную скорость асинхронной машины по сравнению с секционным двигателем, можно тем самым измен ть скорость последнего.To change the relative speed of the machines, bevel belt transmission / 5 is used. By changing the latter relative speed of an asynchronous machine as compared with a sectional motor, it is possible thereby to change the speed of the latter.

В тех случа х, когда регулировка относительной скорости требуетс сравнительно редко и в небольших пределах до + , она может быть достигнута приложением к корю ваттметрового реле регулируемого момента.In those cases when the adjustment of the relative speed is required relatively rarely and within a small range of up to +, it can be achieved by applying an adjustable-torque watt-meter relay to the switch.

На фиг. 1 такое реле имеет обозначение /2а. Величина момента срабатывани реле J2a регулируетс реостатом /5. При срабатывании реле 2а сервомотор W включаетс на пр мой или обратный ход. При этом секционный двигатель 7 изменит свою скорость, что приведет к циркул ции мощности между асинхронной машиной 8 и игинами ведущей частоты. Устойчива работа наступит тогда, когда момент, развиваемый этой ваттной мощностью, скомпенсирует дополнительный момент и реле J2a вернетс в среднее положение, разомкнув цепь серво.мотора при измененной в нужных пределах скорости данного секционного двигател .FIG. 1 such relay has the designation / 2a. The magnitude of the tripping moment of relay J2a is controlled by a rheostat / 5. When a relay 2a is triggered, the servomotor W is activated for forward or reverse. In this case, the sectional motor 7 will change its speed, which will lead to the circulation of power between the asynchronous machine 8 and the origin of the leading frequency. Stable operation will come when the moment developed by this watt power compensates for the additional moment and the relay J2a returns to the middle position by opening the servo circuit with the speed of the sectional motor changed to the desired limits.

В варианте по фиг. 2 вместо ваттметрового реле примен етс асинхронна машина двойного питани (силовой фазометр) J26. Одна система обмоток фазометра J26 включена последовательно в цепь асинхронной машины 8, а друга система - через контактные кольца /6 и установочные сопротивлени 17 приключаетс к шинам 6а ведущей частоты. Фазометр 126 через посредство кулачка 18 и рычага 19 действует на угольное сопротивление 20, включенное в цепь возбуждени секционного двигател 7.In the embodiment of FIG. 2, an asynchronous dual power machine (power phase meter) J26 is used instead of a power meter relay. One system of windings of phase meter J26 is connected in series to the asynchronous machine 8, and the other system, via slip rings 6 and adjusting resistances 17, occurs to the driving frequency buses 6a. The phase meter 126, through the cam 18 and the lever 19, acts on the coal resistance 20 included in the excitation circuit of the sectional engine 7.

При синхронной скорости секционного двигател в обмотку статора асинхронной машины 8 течет безваттный ток только дл возбуждени в ней вращающегос магнитного потока . При изменении скорости секционного двигател 7 в сторону замедлени асинхронна машина 8 начинает работать мотором, потребл ваттный ток из сети, при изменении же скорости секционного двигател в сторону повышени асинхронна машина 8 начнет работать асинхронным генератором, посыла ваттный ток в сеть. Частота асинхронной машины определ етс частотой сети и не зависит от скорости вращени машины 8. При этом вектор тока асинхронной машины будет смещатьс относительно вектора напр жени .At the synchronous speed of the sectional motor, the wattless current flows into the stator winding of the asynchronous machine 8 only to excite a rotating magnetic flux in it. When the speed of the sectional motor 7 changes to the deceleration side, the asynchronous machine 8 starts to work with the motor, consumes watt current from the network, and if the speed of the sectional motor changes upward, the asynchronous machine 8 starts to work with the asynchronous generator, sending the watt current to the network. The frequency of the asynchronous machine is determined by the frequency of the network and does not depend on the speed of rotation of the machine 8. In this case, the current vector of the asynchronous machine will be shifted relative to the voltage vector.

При изменении скольжени от -f- до - Р/о вектор тока смещаетс приблизительно на угол около 120. Ток асинхронной мащины 8 проходит через статор силового фазометра 126. Последний, как указывалось выше, представл ет собой асинхронную машину двойного питани . Обмотка его ротора также присоедин етс к шинам ведущей частоты, но таким образом , чтобы пол , образуемые обмотками статора и ротора, вращались в одном направлении, ротор машины 126 был бы нормально неподвижен и отклон лс на некоторый угол лишь при изменении сдвига фаз статора и ротора. Сдвиг фаз между токами статора и токами ротора подбираетс таким образом, что бы при синхронной работе ротор занимал среднее положение; тогда при изменении числа оборотов секционного двигател 7 ротор силового фазом-етра будет отклон тьс в ту или другую сторону, воздейству посредством кулачка 18, рычага 19 п угольного сопротивлени 20 на возбуждение секционного двигател , выравнива его скорость. Регулировка относительной скорости производитс посредством конических шкивов. При малых пределах регулировки относительной скорости последн может быть произведена посредством наложени дополнительного момента на вал -фазного регул тора 726 или изменением сдвига фаз между токами обмотки статора и ротора (например, посредством установочных сопротивлений).When the slip changes from -f-to-P / o, the current vector shifts by about 120. The current of the asynchronous maschine 8 passes through the stator of the power phase meter 126. The latter, as mentioned above, is an asynchronous dual-feed machine. The winding of its rotor is also connected to the leading frequency tires, but in such a way that the fields formed by the stator and rotor windings rotate in the same direction, the rotor of the machine 126 would be normally stationary and deflected at some angle only when the phase shift of the stator and rotor changes . The phase shift between the currents of the stator and the currents of the rotor is chosen in such a way that during synchronous operation the rotor occupies a middle position; then, when changing the number of revolutions of the sectional engine 7, the rotor of the power phase-etra will deflect to one side or the other, affecting through the cam 18, the lever 19 and the carbon resistance 20 to the excitation of the sectional engine, equalizing its speed. The relative speed adjustment is done by means of conical pulleys. At small limits of adjustment of the relative speed, the latter can be made by imposing an additional moment on the shaft of the phase regulator 726 or by changing the phase shift between the currents of the stator and rotor windings (for example, by means of adjusting resistances).

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Устройство дл поддержани посто нства скорости двигател посто нного тока по асинхронному принципу с применением ведущей частоты, подаваемой от вспомогательного синхронного генератора, сид щего на оси ведущего двигател , отличающеес тем, что в качестве управл ющего непосредственно или помощью серводвигател цепью возбуждени двигателей органа применен элемент ваттметрового типа, щунтова обмотка которого включена на указанный синхронный генератор, а сериесна - в цепь статора питаемой от этого же генератора вспомогательной асинхронной короткозамкнутой машины, насан енной на вал регулируемого двигател привода.A device for maintaining the constant speed of a direct current motor in an asynchronous manner using a driving frequency supplied from an auxiliary synchronous generator, which sits on the axis of a driving motor, characterized in that an element of a meter is used as a control engine of an organ engine of the type, the shuntovaya winding of which is connected to the specified synchronous generator, and the series-generator to the stator circuit powered by the same auxiliary generator synchronous squirrel cage mounted on the shaft of an adjustable drive motor.

ЧлгChlg

1212

- -ttnir- -ttnir

ME-JME-J