ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2000 года по МПК H02P7/74 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в двухдвигательном электроприводе различных производственных механизмов, где электродвигатели работают на общую нагрузку.

Известен электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродвигателя, тиристорный коммутатор в цепи обмотки статоров электродвигателей, последовательно соединенные блок сравнения, усилитель и блок импульсно-фазового управления, выход которого соединен с входом тиристорного коммутатора, блок задания, два датчика скорости, каждый из которых установлен на валу соответствующего электродвигателя, генератор импульсов, переключатель, вход которого соединен с выходом датчиков скорости вращения, а выход которого соединен с входом блока сравнения [1]. Недостатком устройства является его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродвигателя; зависимый инвертор, работающий с постоянным углом инвертирования; источник тока, содержащий индуктивно-емкостный преобразователь; три мостовых неуправляемых выпрямителя. Все вентильные преобразователи соединены последовательно, что позволяет выравнивать токи роторов двигателей [2].

Недостатком данного устройства является малая точность выравнивания скоростей двигателей, т. к. равенство токов роторов может быть достигнуто при неравенстве скоростей двигателей.

Предлагаемый двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором, два нерегулируемых мостовых выпрямителя, входы которых подключены к обмоткам роторов двигателей, а к выходам выпрямителей подключены последовательно соединенные инвертор и питающий выпрямитель так, что при его включении питающее напряжение подводится через нерегулируемые мостовые выпрямители к инвертору, выход инвертора подключен к обмоткам статоров двигателей, соединенным параллельно, нерегулируемые мостовые выпрямители соединены между собой параллельно, питающий выпрямитель является регулируемым, его силовой вход подключен к сети, а его управляющий вход подключен к устройству регулирования выходного напряжения, инвертор является автономным, его управляющий вход подключен к устройству регулирования выходной частоты.

На чертеже представлена электрическая схема двухдвигательного электропривода.

Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором 1 и 2, два нерегулируемых мостовых выпрямителя 3 и 4, входы которых подключены к обмоткам роторов двигателей. К выходам выпрямителей 3 и 4 подключены последовательно соединенные автономный инвертор 5 и регулируемый выпрямитель 6, силовой вход которого подключен к сети. Между автономным инвертором 5 и питающим выпрямителем 6 может быть включен сглаживающий реактор 7. К трехфазному выходу автономного инвертора 5 подключены параллельно соединенные обмотки статоров двигателей 1 и 2. К управляющему входу питающего выпрямителя 6 подключено устройство регулирования выходного напряжения 8. К управляющему входу автономного инвертора 5 подключено устройство регулирования выходной частоты 9.

Двухдвигательный электропривод работает следующим образом.

При включении питающего выпрямителя 6 питающее напряжение подводится через параллельно соединенные неуправляемые выпрямители 3 и 4 к входу автономного инвертора 5. При включении автономного инвертора 5 напряжение с его выхода подается на параллельно соединенные обмотки статоров двигателей. Инвертор 5 является источником противо-ЭДС E_u, введенной в цепи роторов обоих двигателей. Вместе с тем сумма выходного напряжения выпрямителя 6 U_do, и выпрямленной ЭДС роторов двигателей E_zkdS больше ЭДС инвертора E_u, что определяет протекание тока в выпрямленной цепи I_d

где R_э - эквивалентное суммарное сопротивление всех элементов, приведенное к выпрямленной цепи;
ΔU_вΣ - суммарное падение напряжения на вентилях схемы.

При равенстве скоростей и скольжений двигателей их ЭДС E_zkdS равны между собой.

В процессе разгона двигателей происходит изменение скольжений S, поэтому для поддержания постоянства выпрямленного токa I_d или его изменения по нужному закону необходимо регулировать выходное напряжение U_do выпрямителя 6. Обмотки статоров и роторов двигателей 1 и 2 с помощью звена постоянного тока соединены в общую электрическую цепь, поэтому при равенстве скольжений двигателей токи в обмотках статоров и роторов обоих двигателей равны между собой. Электропривод сочетает в себе свойства каскадного и частотного управления. Энергия скольжения двигателей передается из цепей их роторов непосредственно в обмотки их статоров.

Если, например, двигатель 1 обогнал двигатель 2, его скольжение уменьшается S1 < S2, тогда E_zkd1•S1 < E_zkd2•S2, и мостовой выпрямитель 4 подпирает мостовой выпрямитель 2. В результате эквивалентная противо-ЭДС в цепи ротора двигателя 1 становится больше, чем эквивалентная противо-ЭДС в цепи ротора двигателя 2, поэтому двигатель 1 подтормаживается и скорости двигателей выравниваются. Таким образом, в данном электроприводе осуществляется выравнивание скоростей двигателей.

Установившаяся частота вращения двигателей задается устройством регулирования выходной частоты инвертора. Напряжение на выходе инвертора, а следовательно, ток в обмотках и момент двигателей задается устройством регулирования напряжения на выходе питающего выпрямителя.

Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР N 904171, МКИ H 02 P 5/46 13.06.80.

2. Авторское свидетельство СССР N 1713074, H 02 P 7/74 15.02.92.

Изобретение может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, где двигатели работают на общую нагрузку. Технический результат заключается в уменьшении потери энергии в электроприводе, повышении коэффициента мощности, т.к. энергия скольжения передается из цепи ротора непосредственно в обмотки статоров двигателей, а также в обеспечении синхронизации скоростей двигателей. Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя, к обмоткам роторов которых подключены неуправляемые выпрямители, соединенные параллельно. Последовательно с ними соединен автономный инвертор, питающий выпрямитель и сглаживающий реактор. К выходу инвертора подключены обмотки статоров обоих двигателей. Управляющий вход выпрямителя подключен к устройству регулирования выходного напряжения, управляющий вход инвертора подключен к устройству регулирования выходной частоты. 1 ил.

Двухдвигательный электропривод, содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, два нерегулируемых мостовых выпрямителя, входы которых подключены к обмоткам роторов двигателей, а к выходам указанных выпрямителей подключены последовательно соединенные инвертор и питающий выпрямитель так, что при его включении питающее напряжение подводится через нерегулируемые мостовые выпрямители к инвертору, выход инвертора подключен к обмоткам статоров двигателей, соединенным параллельно, отличающийся тем, что нерегулируемые мостовые выпрямители соединены между собой параллельно, питающий выпрямитель является регулируемым, его силовой вход подключен к сети, а его управляющий вход подключен к устройству регулирования выходного напряжения, инвертор является автономным, его управляющий вход подключен к устройству регулирования выходной частоты.