Многодвигательный электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P7/74 

1

(21)4374411/07 (22) 03.02.88 (46)23.06.91. Бюл.

(71)Украинский заочный политехнический институт им.И.З.Соколова и Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения

(72)Л.Н.Брагинский, В.А.Волошин, А К.Ду- ка, О.Л.Запорожец и М.Л.Грудев (53)621.323.313(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР М; 1202003, кл. Н 02 Р 3/24, 1983.

Авторское свидетельство СССР NH 955490, кл. Н 02 Р 7/74, 1980. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многодвигательных электроприводах с короткозамк- нутыми асинхронными двигателями. Целью является повышение КПД и надежности. Электропривод содержит четыре асинхронных электродвигателя с обмотками 1-3, 4-6, 7-9, 10-12 и два трансформатора 13 и 14 с первичными 15-20 и вторичными 29-34 обмотками. Коммутационные элементы 21-24 и коммутационные трехфазные группы 27- 28 обеспечивают поэтапное включение электродвигателей в зависимости от их нагрузки. Перекрестное соединение обмоток трансформаторов 13 и 14 и обмоток электродвигателей позволяет эффективно выравнивать их нагрузку. Все это позволяет повысить КПД и надежность электропривода. 1 ил.

Os

сл

00

со сл ю

И чобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока на базе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутыми роторами, и предназначено для работы вертикальных аппаратов с перемешивающими устройствами.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности электропривода.

На чертеже показана принципиальная силовая схема многодвигательного электропривода переменного тока.

Многодвигательный электропривод переменного тока содержит четыре трехфазных асинхронных электродвигателя со статорными обмотками 1-3, 4-6, 7-9, 10-12, два трехфазных трансформатора 13 и 14, первичные обмотки 15-17,18-20 которых одними выводами подключены к источнику переменного тока, шесть коммутационных элементов 21-26, две трехфазные коммутационные группы коммутационных элементов 27 и 28; фазы первичных 15-20 и фазы вторичных 29-34 обмоток трехфазных трансформаторов 13 и 14 соединены пофаз- но-последовательно, другой вывод первичной обмотки 15 первого трехфазного трансформатора 13 через первый коммутационный элемент 21 соединен с другим выводом фазы первичной обмотки 20 второго трехфазного трансформатора 14, который через второй коммутационный элемент 22 соединен с фазой первичной обмотки 19 второго трехфазного трансформатора 14, другой вывод фазы первичной обмотки 18 второго трехфазного трансформатора 14 через третий коммутационный элемент 23 соединен с фазой первичной обмотки 17 первого трехфазного трансформатора 13, которая через четвертый коммутационный элемент 24 соединена с фазой первичной обмотки 16 первого трансформатора 13. Фазы статорных обмоток 1 и 4,2 и 5, Зи 6,7 и 10.8 и 11,9 и 10 первого, второго, третьего и четвертого трехфазных асинхронных электродвигателей соединены пофазно-после- довательно одними выводами через первую и вторую группы трехфазных коммутационных элементов 27 и 28 соответственно, другие выводы фаз статорных обмоток 1,6 и 7,12 соответственно первого и второго, третьего и четвертого электродвигателей попарно соединены и присоединены соответственно к другим выводам фаз вторичных обмоток 29 и 32 первого 13 и второго 14 трехфазных трансформаторов соответственно, другие выводы фаз статорных обмоток 8,4 и 2,10 соответственно первого и четвертого, третьего и второго электродвигателей попарно объединены и присоединены соответственно к другим выводам фаз вторичных обмоток 33 и 30 второго 14 и первого 13 трехфазных трансформаторов соответственно, другие выводы обмоток фаз статорных обмоток

3,11 и 9,5 соответственно первого и четвертого, третьего и второго электродвигателей попарно обьединены и присоединены к другим выводам фаз вторичных обмоток 31 и 34 первого 13 и второго 14 трехфазных транс0 форматоров соответственно, одни выводы фаз обмоток первого электродвигателя через пятый и шестой коммутационные элементы 25 и 26 объединены между собой. Многодвигательный электропривод ра5 ботает следующим образом.

Для прокручивания перемешивающего устройства при ремонтно- профилактических работах без перемешиваемой жидкости предусмотрено понижение вращающего момен0 та электропривода за счет включения двух коммутационных элементов 25 и 26. Одни выводы обмоток 1-3 первого электродвигателя закорочены. Электродвигатель работает от сети через вторичные обмотки 29-31

5 первого трансформатора 13. В этом случае реализуется минимальный момент электропривода (приблизительно 0.85 Мн, где Мн - номинальный момент одного электродвигателя).

0После включения первой группы трехфазных коммутационных элементов 27 в цепи фазных статорных обмоток 1-3 и 4-6 первой пары электродвигателей последовательно включается вторичная обмотка 295 31 трансформатора 13, играющая в данном случае роль дросселя. К электродвигателям прикладывается пониженное напряжение сети. Вращающий момент этой пары электродвигателей приблизительно составит (1,27 0 1,3)Мн. Динамический момент электропривода уменьшается в 3 раза по сравнению с прямым одновременным пуском всех четырех электродвигателей от полного напряжения, что создает благоприятные условия

5 Для выбора люфтов и зазоров в шестернях редуктора , обеспечивая практически безударный пуск, поскольку сразу же после выбора люфта главная шестерня начинает плавно вращаться вместе с перемешиваю0 щим устройством в вязкой среде. Характеристика момента статического сопротивления соответствует наибольшей вязкости перемешивающей среды. С некоторой выдержкой времени включается вторая группа

5 коммутационных элементов 28. Включается вторая пара электродвигателей, увеличивая темп нарастания разгона в 2 раза. На следующем этапе пуска электропривода с определенной выдержкой времени включаются коммутационные элементы 21-24, после чего происходит замыкание концов первичных обмоток 15-20 трансформаторов 13 и 14 ,и на электродвигателе обеих пар подается номинальное фазное напряжение сети.

Мощность и развиваемый момент элек- тропривода становятся равными учетверенному значению мощности (Рн) и момента (Мн) одного электродвигателя. По мере размешивания вязкость перемешиваемой среды уменьшается, уменьшая тем самым загрузку электродвигателей и ухудшая энергетические характеристики электропривода, в первую очередь коэффициент мощности (cos p ) и КПД. Для поддержания энергетических характеристик электропри- вода на оптимальном уровне в зависимости от тока нагрузки выбирается и устанавливается необходимая ступень его мощности. Например, при минимальной вязкости возможна работа на двух электродвигателях при полном и пониженном напряжении (2,0 и 1,3 Рн). Работа электропривода происходит при размыкании коммутационных элементов 28 или 27 одной из пар электродвигателей. Остановка электропривода осуществляется от- ключением всех коммутационных элементов и элементов 27 и 28 и 21-26 коммутационных групп.

В процессе работы диаграмма включения количества электродвигателей и питаю- щего напряжения устанавливается по потребляемому току. Конкретная нагрузочная диаграмма работы замыкания коммутационных элементов21-24 и коммутационных групп формируется в зависимости от выбранно- го критерия регулирования электропривода: максимум КПД или минимум нагрева по известным правилам и с применением известных типовых узлов управления.

Применение предлагаемого электро- привода позволяет увеличить число ступеней регулирования мощности, что существен но улучшает его энергетические характеристики, и в любом из режимов работы иметь равномерную нагрузку между отдельными электродви- гателями, несмотря на неизбежный разброс- их характеристик. Это обеспечивает как перекрестное соединение обмоток электродвигателей, так и перекрестное соединение обмоток трансформаторов. Кроме того, элек- тропривод приобретает возможность работать при понижении напряжения сети, а также получать дополнительные искусственные характеристики методом их наложения.

Реализация предлагаемого электропривода позволяет, улучшая динамику работы электропривода (снижение ударных моме- тов и поддержание постоянной интенсивности разгона, уменьшение времени разгона),

повысить единичную мощность электропривода вертикального аппарата за счет более благоприятной симметричной компоновки кинематической схемы. Повышается резервирование и взаимозаменяемость элементов электрода, что в конечном итоге повышает эксплуатационную надежность работы вертикального аппарата в целом.

Формула изобретения Многодвигательный электропривод переменного тока, содержащий три трехфазных асинхронных электродвигателя, два трехфазных трансформатора, первичные обмотки которых одними выводами подключены к источнику переменного тока, шесть коммутационных элементов, отличающийся тем. что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены четвертый трехфазный асинхронный электродвигатель, две трехфазные группы коммутационных элементов, первая, вторая и третья фазы первичных и вторичных обмоток трехфазных трансформаторов соединены по- фазно-последовательно. другой вывод первой фазы первичной обмотки первого трехфазного трансформатора через первый коммутационный элемент соединен с другим выводом третьей фазы первичной обмотки второго трехфазного трансформатора, который через второй коммутационный элемент соединен с второй фазой первичной обмотки второго трехфазного трансформатора, другой вывод первой фазыпервичной обмотки второго трехфазного трансформатора через третий коммутационный элемент соединен с третьей фазой первичной обмотки первого трехфазного трансформатора, которая через четвертый коммутационный элемент соединена с второй фазой первичной обмотки первого трехфазного трансформатора, первая, вторая и третья фазы статорных обмоток первого и второго, третьего и четвертого трехфазных асинхронных электродвигателей соединены пофазно-последовательно одними выводами через первую и вторую группы трехфазных коммутационных элементов соответственно, другие выводы первой и третьей фаз статорных обмоток соответственно первого и второго, третьего и четвертого электродвигателей попарно объединены и присоединены соответственно к другим выводам первых фаз вторичных обмоток первого и второго трехфазных трансформаторов соответственно, другие выводы второй и первой фаз статорных обмоток соответственно первого и четвертого, третьего и второго электродвигателей попарно обьединены и присоединены соответственно к другим выводам фаз вторич

ных обмоток второго и первого трехфазныхгим выводам третьих фаз вторичных обмо- трансформаторов соответственно, другиеток первого и второго трехфазных трансвыводы третьей и второй фаз статорныхформаторов соответственно, одни выводы обмоток соответственно первого и четвер-фаз обмотки первого электродвигателя че- того, третьего и второго электродвигателей5 рез пятый и шестой коммутационные эле- попарно объединены и присоединены к дру-менты объединены между собой.