Электромеханический каскад Советский патент 1975 года по МПК H02P7/78 H02K51/00 

преобразователя, выполненного по схеме силового фазочувствительного выпрямителя, определяется разностью двух частот: частоты СПЧ fi питания и частота /у его управлення

/.

Электромагнитные поля якорей обеих электрических машин вращаются в противоположных направлениях. Поскольку электромагнитный момент ОЭМ больше электромагнитного момента ВЭМ, то направление враш,ения вала определяется направлением вращения магннтного поля ОЭМ При этом на зажимах ротора ВЭМ наводится э.д.с. с частотой вращения (/вращ) и частота f питания СПЧ определяется по формуле

/1 -- /о ЦП /вращ - / о i pj-

где -Рз - число пар полюсов ВЭМ;

Лр - скорость вращения вала каскада - ротора ВЭМ.

Поскольку прн изменении скорости вращения роторов ОЭМ и ВЭМ пропорционально изменению частоты токов изменется величина индуктивных сопротивлений роторных обмоток обеих машин, а также величина асинхронной э.д.с., наведенной в этих обмотках токами статоров, то возникает необходимость регулирования выходного напряжения статического преобразователя частоты.

В случае применения в качестве СПЧ силового фазочувствительного усилителя с принудительной коммутацией вентилей регулирование нанряжения может быть осуществлено по известному способу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом для наиболее простой схемы преобразователя частоты (с двумя управляемыми ключами) напряжеиия иа зажимах обмоток ротора ОЭМ (на выходе СПЧ) изменяют со1ласио следуютцим зависимостям.

и а, COS л sin COS /;

t/.zz - COS А sin ( ;

Г Г2t/,n/2г.

и с, - -- COS X Sin Js + г

где Um - амплитуда фазных наиряжений

ВЭМ; л - угол регулирования выходного ианряжения СПЧ по методу ШПМ; CDs - частота скольжения электромагнитного поля ротора ОЭМ.

При поддержании во всем диапазоне регулирования скорости электромеханического каскада неизменных значений электромагнитного момента и cos ф статора (Р и Q статора) ОЭМ величина тока ротора должна быть

неизменной. Для этого регулирование угла осуп1,ествляется согласно зависимости

/. --- - ч (S) -21 5 li

где .о 1мии const;

- и /.2 - коэффициенты регулирования;

/.1 - иекоторый постоянный коэффицнент;

/,9 - коэффициент, зависящий от знака

скольжения.

/,2(S) 0 при

дД5)-/С5 при .

При токи в обмотках ротора ОЭМ изменяются но гармоническим законам. Под действием этих токов создается вращающееся магнитное поле, перемещающееся относительно ротора ОЭМ (cor/iacHO или встречно) с угловой скоростью «s coi-соу, что собственно и обеспечивает изменение результирующей скорости ротора сор. Предлагаемый электромеханический каскад может применяться в регулируемых электроприводах автоматизированных установок переменного тока малой мощности (единиц и десятков киловатт) и отличается от известных упрощенной схемой преобразователя частоты

для получения относительно широкого диапазона регулирования (стабилизации) скорости вращения в сочетании с высокими з)1ачениями к.п.д. и cos ф.

Предлагаемый каскад может иметь и бесконтактное исиолнение (см. фиг. 2). В этом случае силовая схема преобразователя частоты конструктивно выполнена в виде вращающегося устройства. Обмотки роторов ОЭМ и ВЭМ электрически соединены со входом и выходом преобразователя через полые отверстия внутри валов. Управление преобразователем может быть осуществлено при помощи фотоэлектрических или индукционных импульсных датчиков. Такое выполнение электромеханического каскада позволяет повысить )iaдежиость и упростить его обслуживание.

Формула изобретения

Электромеханический каскад, содержащий асинхронную электрическую машину с фазовым ротором, который подключен к выходу статического преобразователя частоты, вход

которого подключен через электроиндукциоиное устройство с двумя гальванически несвязанными обмотками к питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона регулирования, в качестве

электроиндукционного устройства используется дополнительная электрическая асинхронная машина с фазовым ротором с большим, чем у первой, числом полюсов, вал которой соединен с валом основной аси хронной мащины.

Сеть

///

(Jn