Электропривод Советский патент 1992 года по МПК H02P7/00 

Изобретение относится к устройствам управления коллекторными электрическими машинами.

Известно устройство регулирования частоты вращения коллекторного двигателя путем изменения величины постоянного напряжения подводимого к обмотке ротора посредством вращающихся синхронно с результирующим, вектором магнитного потока статора щеток 1.

Недостатками данного устройства являются низкие энергетические показатели и сложность процесса регулирования, связанные с использованием регулируемого источника постоянного тока и устройства для перемещения щеток по коллектору.

Известно также устройство регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с коммутационным устройством, например, щетками, вращающимися синхронно и соосно с результирующим вектором поля статора и замыкающим часть обмотки ротора, заключающееся в том, что коммутационное устройство смещают на фиксированный угол вдоль окружности его вращения 2,

К недостаткам данного устройства относятся сравнительно низкие энергетические и динамические характеристикипроцесса регулирования, обусловленные использованием дополнительных регулируемых устройств для вращения щеток по коллектору и преобразования части подводимой электрической энергии в тепло из-за замыкания накоротко обмотки ротора.

Наиболее близким к изобретению является устройство регулирования частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя с параллельным возбуждением, заключающимся в том, что в коллекторной обмотке подводится добавочная ЭДС от трансформатора с регулируемым вторичным напряжением или индукционного регулятора.

К недостаткам данного устройства относятся низкие показатели качества процесса регулирования, связанные со значительным временем, необходимым на изменение вводимой добавочной ЭДС.

Общим недостатком вышеназванных устройств является то, что при необходимости изменить направление вращения электродвигателя приходится производить коммутацию внешних цепей питания.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве-электроприводе регулирования частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя с независимым возбуждением, одна обмотка которого непосредственно, а другая через регулируемый фазовращатель подключены к источнику питания, осуществляют изменение фазы между напряжениями, подводимыми к статору и ротору.

В предлагаемом устройстве существует наличие отличительных существенных признаков, таких, как изменение фазы между подводимым напряжением к статору и ротору, осуществляемое за счет включения в цепь питания статора или роторй регулируемого фазовращателя.

Заявителем не обнаружено технических решений, в которых регулирование частотывраа1ения асинхронных коллекторных двигателей осуществляют изменением фазы между подводимыми напряжениями к статору и ротору за счет включения в цепь питания статора или ротора регулируемого фазовращателя.

Использование в устройстве-электроприводе регулирования частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя с независимым возбуждением регулируемого фазовращателя, включенного в цепь питания статорной или роторной обмотки, позволяет отказаться от использования в этих целях регулируемого трансформатора или индукционного регулятора напряжения, что повышает качество процесса регулирования и позволяет не только плавно изменять частоту вращения, но и направление этого вращения.

На чертеже дана структурная схема управления асинхронным коллекторным двигателем, иллюстрирующая предлагаемое устройство-электропривод регулирования частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя.

Регулирование частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя в предлагаемом устройстве-электроприводе заключается в следующем.

Например, статорная обмотка 1 однофазного коллекторного двигателя подключается к сети переменного тока с напряжением и и sin wt. К роторной обмотке 2 двигателя

подается то же напряжение, но через регулируемый фазовращатель 3, сдвинутое по фазе на угол (р sin (а t + у). Результирующий момент, развиваемый двигателем, определяется величиной магнитного

потока статора, током ротора и косинусом угла между ними. При угле между векторами магнитного потока статора и током ротора момент, развиваемый двигателем, максимален. При изменении угла от 0° до 90°

момент уменьшается до нуля, а при изменении угла от 90° до 180° момент двигателя увеличивается до максимального, меняя свой знак на противоположный.

Аналогично регулирование частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя производится и при подключении обмотки ротора к источнику питания переменного тока, а обмотки статора к тому же источнику через регулируемый фазовращатель.

Таким образом, изменяя фазу подводимого к ротору или статору напряжения, можно осуществлять плавное регулирование частоты вращения асинхронного коллекторного двигателя и изменять направление этого вращения.

Предлагаемое устройство-электропривод открывает-качественно новые возможности для разработки систем управления

асинхронными коллекторными двигателями с широким диапазоном регулирования частоты вращения и улучшенными качественными характеристиками процесса регулирования. Применение фазовращателей на базе полупроводниковых элементов позволяет создать простые экономичные и надежные системы управления асинхронными коллекторными двигателями, реализующимипредлагаемый способ

регулирования частоты вращения. Формула изобретения Электропривод, содержащий асинхронный коллекторный двигатель с независимым возбуждением, одна обмотка которого

подключена к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и улучшения энергетических характеристик, в него введен фазовращатель, при этом вторая обмотка

асинхронного коллекторного двигателя подключена к источнику питания через фазовращатель.

Ut UUfi(6JU,f)

Использование: в электротехнике, в автоматизированном электроприводе для управления коллекторными электродвигателями. Сущность изобретения; за счет изменения фазы подводимого к ротору или статору напряжения с помощью фазовращателя обеспечивается плавное регулирование частоты вращения и изменение направления вращения. 1 ил.