Способ асинхронного пуска синхронного двигателя Советский патент 1962 года по МПК H02K19/12 H02P1/48 

Изобретение относится к способу асинхронного пуска синхронного двигателя, имеющего на статоре полюсопере1{лючаемую обмотку на две скорости с четным отношением чисел пар полюсов.

Сущность изобретения заключается в том, что для устранения при запуске синхронных двигателей тормозного (генераторного) момента и осуществления работы машины при оптимальной характеристике пуск двигателя производят с помощью включения обмотки статора с меньшей полюсноСтью и пуск происходит как бы при выключенном возбуждении. После достижения двигателем синхронной скорости, соответствующей большему числу полюсов, питание переключается на обмотку с большим числом полюсов.

На фиг. 1 - изображена механическая характеристика двигателя, запуск которого осуществляется с помощью обмотки, имеющей полюсность системы возбуждения; на фиг. 2 - то же двигателя, запуск которого осуществляется с помощью обмотки меньщей полюсности.

При асинхронном запуске синхронных двигателей с постоянно включенным возбуждением возникает тормозной (генераторный) момент. Величина тормозного момента пропорциональна величине намагничивающей силы (Н. С.) возбуждения, его максимум наступает при определенной скорости вращения. В результате этого в механической характеристике асинхронного запуска таких синхронных двигателей появляется провал, уменьшается величина момента сопротивления лг валу, при котором двигатель входит в синхронизм.

В случае запуска синхронного двигателя с постоянными магнитами происходит размагничивание постоянных магнитов пусковыми токами.

При асинхронном пуске синхронного двигателя под нагрузкой для увеличения момента входа в синхронизм требуется наличие достаточно мощной беличьей клетки, что усложняет конструкцию.

№ 143890- 2 I , . .

Указанные недостатки синхронных двигателей с асинхронным запуском не дают возможности нолучить у них оптимальные характеристики, особенно малой мощности двигателей.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

В пазах ст9ТО|,р,а синхронного двигателя расположена полюсопереключаемая обмотка. При одном переключении обмотка имеет полюсность, соответствующую числу полюсов системы возбуждения, при переключении полюсность обмотки статора меньше полюсности системы возбунадения в четное число раз. Например, при четырехполюсной системе возбуждения полюсопереключаемая обмотка может быть выполнена с соотношением пар полюсов 2:1 (2р 4 и 2р 2, где р - число пар полюсов). Возможно выполнение полюсопереключаемой обмотки и с другим соотношением числа пар полюсов. Например, при шестиполюсной системе возбуждения возможно выполнение обмотки с соотношением 3:2 (2р 6 и 2р 4).

Пуск синхронного двигателя происходит при включении обмотки статора, обеспечивающей меньшую полюсность. В этом случае пуск синхронного двигателя происходит, как бы при выключенном возбуждении, следовательно, тормозной (генераторный) момент отсутствует.

Момент входа в синхронизм значительно возрастает при соответствующем выборе механической характеристики. Рассмотрим сначала пуск синхронного двигателя с помощью обмотки, имеющей полюсность системы возбуждения. В этом случае механическая характеристика двигателя будет иметь следующие точки Ai, М, М„, М.,., (фиг. 1), означающие моменты вращения на валу двигателя: М - входной, Ж,,,,.-выходной, М-„ - пусковой, /VJ ,, -максимальный.

Известно, что /Vl, является функцией напряжения и актирного сопротивления ротора. При одном и том же напряжении питания М. увеличивается с уменьшением сопротивления ротора. Отношение синхронных двигателей с асинхронным пуском растет с уменьшением их мощности. При этом падают энергетические показатели синхронных двигателей.

В случае асинхронного пуска синхронных двигателей с помощью обмотки меньщей полюсности при соответствующем выборе механической характеристики (фиг. 2) и переключении обмотки на полюсность, равную полюсности системы возбуждения, при достижении ротором синхронной скорости вращения п, возможно значительно увеличить М , а следовательно, и М (момент статического сопротивления), преодолеваемый двигателем. В этом случае возможно максимально сблизить /Ид,, и MC с Мg,jx и достигнуть работы синхронного двигателя при высоких энергетических показателях.

Требования, к механической характеристике асинхронного пуска удачно сочетаются с требованием минимального пространства, занимаемого пусковой клеткой, и уменьшения пускового тока. Возможен форсированный пуск синхронного двигателя с помощью обмотки меньщей полюсности. В этом случае возможно достичь еще меньщих габаритов двигателя за счет уменьщения пусковой клетки.

Применение пуска синхронного двигателя с постоянно включенным возбуждением под нагрузкой особенно целесообразно для двигателей с постоянными магнитами с большой магнитной энергией.

Переключение обмотки в процессе пуска можно осуществить по любому из параметров синхронного двигателя, изменяющихся от скорости вращения (E.I и т. д.).

Применение предложенного .способа асинхронного пуска синхронМ,,

Horo двигателя может найти широкое применение в схемах синхронного привода и обеспечить высокие энергетические показатели синхронных двигателей.

Предмет изобретения

Способ асинхронного пуска синхронного двигателя с иостояннс) включенным возбуждением и с полюсопереключаемой статорной обмогкой с четным отношением пар полюсов, отличающийся тем, ччо, с целью устранения при пуске тормозного (генераторного) момента и осуществления работы машины при оптимальной характеристике, пуск производят при включении обмотки с меньщей полюсностью по огнощению к полюсности системы возбуждения и по достижении синхронной скорости переключают обмотку на большую полюсность.

- 3 -№143890