тор асинхронного двигател 1 подключен к трехфазной сети неременного тока, а ротор - к вьшр мнтелю 3. Последовательно с вынр мителем 3 включен ннзертор 4, к которому ириеоединена статорна обмотка синхронного двигател 2, и унравл емый но заданию скорости сетевой выпр мнтель 5. Параллельно инвертору 4 иодключены конденсатор 6 и размыкающий контакт контактора (коммутирующего элемеита) 7, запитанного от релейного усилител 8. Па вход усилител 8 нодано наир женне, нронорциональное скорости нрнвода, с тахогснератора 9. Второй выход уснлител 8 нодключен последовательно к задатчику скорости и входу блока 10 унравлени тнрнсторами сетевого выир мител . Машинно-вентнльный каскад работает следующим образом. В состо нии готовности каскада к иуску статор асинхроииого двигател 1 и вынр митель 5 подключены к ннтающей сетн неременного тока, а обмотка возбуждени синхронного двигател 2 подключена к сетн посто нного тока (возбудителю). Выпр митель 5 переведен в инверторный режнм с минимальным углом опережени включени вентилей |3, поэтому его противо-ЭДС максимальна и равна выпр мленной ЭДС скольл ени ротора ненодвижного двигател 1. Так как ЭДС выпр мител 3 нанравлена встречно протнво-ЭДС вынр мител 5, то ток в роторной цени асиихронного двигател 1 равен нулю. Контакт контактора 7 замкнут и шуитирует иивертор 4. Пуск привода осуществл етс подачей задающего сигнала И на вход блока 10. Прн этом увеличнваетс угол 3, т. е. уменьшаетс противо-ЭДС вынр мнтел 5, наход щегос в инверторном режиме. В роторной цепи двигател 1 по вл етс ток, и двигатели 1 и 2 начинают вращатьс . С увеличением увеличиваетс угол (3, что приводит к уменьшенню нротпво-ЭДС выпр мител 5 (инвертора) и иовышенню скорости привода. При скорости вращени привода , равной примерно 10% от номинальной , наир женне тахогенератора 9 становитс достаточиым дл срабатывани релейного усилител 8, который в свою очередь включает контактор 7. Контакт, шунтирующий инвертор 4, размыкаетс . Одновременно со второго выхода уснлител 8 подаетс нанр жение на вход блока 10, которое , складыва сь с напр жением И, мгновенно уменьшает нротиво-ЭДС выпр мител 5 на такую величииу, прн которой бы комненснровалась ЭДС статорной обмотки двигател 2. В результате ток в контуре выпр митель 3 - инвертор 4 - выпр митель 5 после срабатыванн контактора 7 не измен етс . После размыкани контакта контактора 7 нроисходит зар д конденсатора 6 (что предотвращает перенапр женн па размыкающемс контакте н инверторе 4) и нарастание тока в статорны.ч обмотках двигател 2. При скорости 10% от номинальной ЭДС статорной обмотки уже достаточна, чтобы обеспечить надежную коммутацию тирпсторов инвертора 4, которые получают отпирающие импульсы с датчика иолол еи1 ротора (на чертеже датчик не показан), как и в обычиых схомах вентильных двигателей. Такнм образом, с момента размыкани контакта контактора 7 снихроиный двигатель 2 иачинает развнвать собственный электромагнитный момент и мощность на валу каскада тенерь уже онредел ете мощностью двух машин. При увеличеиин угла р до л./2 нротивоЭДС вынр мител 5 уменьшаетс до нул , ЭДС скольжени ротора двигател 1 стаиовитс равной 0,5 от номинальной и прикладываетс полпостью к ннвертору 4. Таким образом, нри достижеиии приводом скорости 0,5 от иоминальиой вс энерги скольжени (за вычетом иотерь иа иреобразование ) преобразуетс с помощью двигател 2 в механпческую и поступает иа общий вал каскада. Дл дальнейшего увеличеин екорости увеличиваетс задающий сигнал 6з и выпр мнтель 5 переводпте в выпр мительный режим. При номинальной скоростн иривода выпр митель 5 иолностью отперт и практически все его напр жение приложено к ннвертору 4. ЭДС скольжени , а зиачнт, и напр жение выпр мител 3 в этом режиме близки к нулю. В оппеанной системе напр жение, нрнложениое к инвертору 4, в процессе регулировапи скорости складываете из суммы двух паир женнй: напр жени выпр мител 3 и наир жени (нлн противо-ЭДС) вынр мнтел 5. Так как вынр митель 3 неуправл емый, т. е. работает е открыти тиристоров а 0, то регулироваиие суммарного вынр мленного напр жени близко по характеру известпому поочередному управленню в тнрнсторных нрпводах иосто ниого тока и иозвол ет больший коэффициент мощности нрн регулировании , чем в классической схеме АВК. Выир митель 5 исиользуетс не только в инверторном, но и в выир мительиом режиме , а его мощность равна мощности мотора 2, т. е. половинной мощности каскада (предиолагаетс , что двигатели 1 и 2 имеют равную мощность). Мехаинческие характеристики веитильпых синхронных двигателей имеют, как известно , положительную жесткость, т. е. с ростом нагрузки скорость двигател возрастает , если не увеличить одновременно поок возбуждени . Эта нелинейность механических характеристик требует дл ихThe torus of the asynchronous motor 1 is connected to a three-phase mains current network, and the rotor is connected to the transmitter 3. Consistently with the inverter 3, the generator 4 is connected to which the stator winding of the synchronous motor 2 is connected, and the rectifier 5 is parallel to the speed reference. 4 and connected the capacitor 6 and the opening contact of the contactor (switching element) 7, powered from the relay amplifier 8. Pa input of the amplifier 8 nodali nary, normal to the speed of the input, from the tachogenerator 9. The second output of the usnlitel 8 is connected in series to the speed reference and the input of the control unit 10 by means of network load detectors. Machine-vent cascade works as follows. In the cascade ready state, the stator of the asynchronous motor 1 and the driver 5 are connected to the alternating current network, and the excitation winding of the synchronous motor 2 is connected to the direct current (pathogen). Rectifier 5 is transferred to the inverter mode with a minimum angle of advance of valves | 3, therefore its back-EMF is maximum and equal to the rectified EMF of the rotor slide of the non-mobile engine 1. Since the EMF of rectifier 3 is picked up by counter-EMF of pick-up 5, then the current in the rotary value of the asychronous motor 1 is zero. The contact of the contactor 7 is closed and shuit and the invertor 4. The drive is started by applying a driving signal to the input of block 10. This increases the angle 3, i.e. the counter-emf of the receiver 5, which is in inverter mode, decreases. In the rotor circuit of motor 1, a current appears, and motors 1 and 2 begin to rotate. With an increase, the angle increases (3, which leads to a decrease in the drive voltage of the rectifier 5 (inverter) and the increase in the drive speed. At a drive rotation speed of approximately 10% of the nominal, the output of the tacho generator 9 becomes sufficient to operate the relay amplifier 8, which in turn, turns on contactor 7. A contact, a shunt inverter 4, is opened. Simultaneously, from the second output of usnlitel 8, an input is applied to the input of unit 10, which, adding to the voltage I, instantly reduces the EMF of the rectifier 5 And such a magnitude, which would compensate for the electromotive force of the stator winding of the engine 2. As a result, the current in the circuit rectifier 3 - inverter 4 - rectifier 5 does not change after the contactor 7 has been triggered. After opening the contact 7, the capacitor 6 is charged overvoltage on the opening contact on the inverter 4) and the increase in current in the stator motor windings 2. At a speed of 10% of the nominal EMF of the stator winding is already sufficient to ensure reliable switching of the inverters 4 tirpstors The unlocking pulses from the rotor sensor and the wheel (the sensor is not shown in the drawing) are shown, as in conventional valve motors. Thus, since the opening of the contact of the contactor 7, the snohroi engine 2 is designed to develop its own electromagnetic moment and the power on the shaft of the Tenter stage is already determined by the power of two machines. With an increase in the angle p to l. / 2, the anti-emf voltage of the injector 5 decreases to zero, the emf of the rotor of the engine 1 stays at 0.5 of the nominal and is applied fully to the inverter 4. Thus, at a speed of 0.5 of the total energy the slip (minus the loss of transformation) is transformed by the engine 2 into a mechanical one and is supplied by the common shaft of the cascade. To further increase the speed, the drive signal 6s and the rectifier 5 are increased to the rectifying mode. At the nominal speed of the drive, the rectifier 5 is completely unlocked and almost all of its voltage is applied to the inverter 4. The EMF of the slide, and the voltage, and the voltage of the rectifier 3 in this mode are close to zero. In the opted system, the voltage applied to the inverter 4, in the process of adjusting the speed, adds up the sum of two pairs: the voltage of the rectifier 3 and the voltage (nln counter-emf) is equal to 5. Since the device is 3 unmanaged, t. E. It works by opening thyristors a 0, then the regulation of the total applied voltage is close in character to the known alternate control in the actuator and current conditions and allows a higher power factor for the rnn regulation than in the classical AVK circuit. The synchronizer 5 is used not only in the inverter mode, but also in the boost mode, and its power is equal to the power of the motor 2, i.e. half the power of the cascade (it is assumed that motors 1 and 2 have equal power). The mechanical characteristics of these synchronous motors, as is well known, have positive rigidity, i.e., with increasing load, the speed of the motor increases, if not simultaneously increasing the excitation field. This non-linearity of mechanical characteristics requires
спр млени применени системы автоматической регулировки возбуждени .for the application of an automatic excitation control system.
Асинхронный двигатель имеет отрицательную жесткость механической характеристики , поэтому совместна работа двух двигателей иа общий вал позвол ет получить достаточио устойчивую результирующую механическую характеристику каскада и упростить систему возбуждени син;чронного двигател 2.An asynchronous motor has a negative stiffness of the mechanical characteristic, therefore the joint operation of two engines and a common shaft allows to obtain a sufficiently stable resulting mechanical characteristic of the cascade and to simplify the excitation system of the synchronous motor 2.
В каскаде облегчен пуск вентильного двигател , так как его разгон до начальной скорости (10% от номинальной) производитс асинхронным двигателем 1. Следователыю , в роторе двигател не требуетс иусковой обмотки или устройства искусственной коммутации, обеспечивающих коммутацию инвертора 4 при малых скорост х двигател . Импульсы на отиирание тиристоров инвертора 4 могут быть поданы с датчика угла поворота вала сразу же носле пуска привода, а нормальна коммзтаци тиристоров иивертора начииаетс иосле срабатывани контактора 7.In the cascade, the start of the valve motor is facilitated, since its acceleration to the initial speed (10% of the nominal) is performed by the induction motor 1. Consequently, the starting winding or an artificial switching device that switches the inverter 4 at low engine speeds is not required in the motor rotor. The pulses for erasing the thyristors of the inverter 4 can be served from the shaft angle sensor immediately after the drive is started, and the normal connection of the thyristors and the inverter starts when the contactor 7 is activated.