ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2001 года по МПК H02P7/74 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, где двигатели работают на общую нагрузку.

Известен двухдвигательный электропривод, содержащий два асинхронных электродвигателя, к роторным обмоткам которых подключены два трехфазных дросселя и два трехфазных нулевых выпрямителя, выходы выпрямителей подключены к общему резистору, другой вывод резистора и нулевые точки трехфазных дросселей соединены вместе [Авторское свидетельство СССР N 1410258; МКИ H 02 P 5/50, 16.09.86].

Наиболее близким к предлагаемому является многодвигательный электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, к роторным обмоткам которых подключены обмотки трехфазных индукционных резисторов, имеющих общий магнитопровод [Авторское свидетельство СССР N 1396234; МКИ H 02 P 7/74, 24.03.86].

Недостатком данного устройства является наличие статических напряжений в механизме, если валы двигателей имеют механическую связь, а расположение роторов в пространстве не синхронизировано или механические детали, передающие вращающий момент от одного и другого двигателя механизму, неидентичны. В первом случае, рассогласование между фазными напряжениями роторов электродвигателей вызывает уравнительные токи. Они создают дополнительные вращающие моменты, приводящие к статическим напряжениям в механизме. Во втором случае, при длительной работе привода в установившемся режиме с одним направлением скорости, возникают и накапливаются статические напряжения, обусловленные различными угловыми перемещениями роторов.

В предлагаемом двухдвигательном электроприводе, содержащем два основных асинхронных электродвигателя с фазным ротором, два трехфазных индукционных резистора, третий дополнительный асинхронный электродвигатель с фазным ротором и единичным коэффициентом трансформации, электромагнитный тормоз и нерегулируемый выпрямитель, один индукционный резистор подключен к обмоткам ротора одного основного двигателя, другой индукционный резистор подключен к обмоткам ротора другого основного двигателя, обмотка статора третьего дополнительного асинхронного электродвигателя подключена к обмоткам ротора одного основного двигателя, а обмотка ротора дополнительного асинхронного электродвигателя подключена к обмоткам ротора другого основного двигателя, электромагнитный тормоз установлен на валу дополнительного асинхронного электродвигателя, обмотка электромагнитного тормоза подключена к выходу нерегулируемого выпрямителя, а входы нерегулируемого выпрямителя подключены к обмоткам ротора одного основного двигателя.

На чертеже представлена электрическая схема двухдвигательного электропривода.

Двухдвигательный электропривод содержит два основных асинхронных электродвигателя с фазным ротором 1 и 2, к обмоткам ротора этих двигателей подключены трехфазные индукционные резисторы 3 и 4, между обмотками роторов основных электродвигателей включен третий дополнительный асинхронный электродвигатель с фазным ротором и единичным коэффициентом трансформации 5, на валу этого двигателя установлен электромагнитный тормоз 7, обмотка электромагнитного тормоза 6 подключена через нерегулируемый выпрямитель 8 к обмоткам ротора одного основного электродвигателя.

Двухдвигательный электропривод работает следующим образом. При подаче питания в обмотках роторов двигателей 1 и 2 наводится эдс. Обмотка 7 электромагнитного тормоза 6 получает питание от выпрямителя 8. Так как обмотка электромагнитного тормоза имеет постоянную времени, отличную от нуля, то эффект торможения наступает не мгновенно. Ротор дополнительного асинхронного электродвигателя 5 ориентируется так, что устраняется возможный сдвиг фаз между напряжениями роторов двигателей 1 и 2. Таким образом, исключается возникновение уравнительных токов между роторами двигателей 1 и 2, а, следовательно, и вращающих моментов этих двигателей, обусловленных нарушением синхронного положения роторов рабочих двигателей. После срабатывания электромагнитного тормоза ротор дополнительного асинхронного электродвигателя вращаться не может и двигатель исполняет роль трехфазного трансформатора, обеспечивающего электромагнитную связь между обмотками роторов двигателей 1 и 2. Таким образом, осуществляется синхронизация скоростей вращения двигателей 1 и 2 при пуске электропривода. Если нарушается синхронность вращения, то возникает фазовое рассогласование между напряжениями роторов двигателей 1 и 2. Наличие электромагнитной связи между роторами этих двигателей обуславливает появление уравнительных токов, которые изменяют соотношение между вращающимися моментами, развиваемыми двигателями 1 и 2, так, что двигатель, имеющий большую скорость, будет притормаживать, а двигатель, имеющий меньшую скорость, будет ускоряться. Когда привод достигнет рабочей скорости, величина напряжения в роторе двигателя 1 будет недостаточна для удержания во включенном состоянии электромагнитного тормоза. Двигатели 1 и 2 теряют электромагнитную связь и могут вращаться несинхронно. При длительной работе привода в установившемся режиме с одним направлением скорости возникают и накапливаются механические напряжения, обусловленные неидентичностью деталей, передающих вращающий момент от одного и другого двигателя механизму. В ряде механизмов, например - механизм передвижения моста мостового крана. При определенном значении накопленных напряжений создаются условия для дискретного самоустранения этих напряжений, например, выравнивание моста мостового крана. Условия могут быть реализованы только при отсутствии электрической или электромагнитной связи между рабочими двигателями этих механизмов, что и реализовано в предлагаемом двухдвигательном электроприводе при работе на установившейся скорости.

При торможении с помощью реверса или при электродинамическом торможении с самовозбуждением схема работает так же, как и при пуске.

Работоспособность схемы была проверена экспериментально на механизме передвижения моста мостового крана 50/10 ЛПЦ 3 ОАО "НЛМК".

Изобретение может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, где двигатели работают на общую нагрузку. Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с индукционными резисторами в цепях роторов, дополнительно цепи ротора соединены между собой через третий асинхронный двигатель с фазным ротором, на валу которого установлен электромагнитный тормоз. Обмотка электромагнитного тормоза получает питание через нерегулируемый выпрямитель от обмотки ротора одного из двигателей. Технический результат заключается в том, что изобретение позволяет устранить механические напряжения, обусловленные неидентичностью деталей, передающих вращающий момент от одного и другого двигателя механизму, и обеспечить синхронизацию скоростей двигателей при пуске и торможении. 1 ил.

Двухдвигательный электропривод переменного тока, содержащий два электродвигателя с фазным ротором, к обмоткам ротора которых подключены обмотки трехфазных индукционных резисторов, и третий дополнительный асинхронный электродвигатель с фазным ротором, обмотки статора которого подключены к обмоткам ротора одного основного электродвигателя, а обмотки ротора подключены к обмоткам ротора другого основного асинхронного двигателя, отличающийся тем, что на валу третьего дополнительного электродвигателя установлен электромагнитный тормоз, обмотка которого подключена через нерегулируемый выпрямитель к обмоткам ротора одного из основных электродвигателей.