Электропривод с автономным питанием Советский патент 1976 года по МПК H02P7/48 

двигателя. Под Следующими друг за другом фазами подразумеваются фазные обмотки, сдвинутые друг относительно друга иа -(т - число фаз системы). Обозначим начала следующих друг за другом фаз буквами в алфавитном порядке А, В, С, D, Е, F. Тогда от фазы А генератора питается фаза Л двигателя, от фазы В-В, от фазы С-С, от фазы D - D, от фазы Е - Е, от фазы F - F, где В , D,F - концы фазных обмоток двигателя. В зависимости от числа полюсов обмотки возбуждения генератора (рг) изменяется угол сдвига фазных токов двигателя. В общем случае ОН равен: -Р,-.(1) Число 1НОЛЮСОВ Двигателя При этом п - Д -л - о Допустим, что переключения вьшолнены таКИМ образом, что от фае генератора, сдвину360° „, -2, питаются две фазы двигателя. тых на Тогда схема соединения сдвинутые на фазных обмоток двигателя может быть названа «двойной чередующейся звездой. В рассматриваемой шестифазной системе: от фазы А генератора питаются фазы Л и D двигателя, от фазы В-В и Е, от фазы С-С и F; (А, С, Е - фазы генератора, оси которых сдвинуты друг относительно друга на -2); А и D, В w. Е, С и F-питающиеся от каждой фазы генератора 2 фазы двигателя, сдвинутые друг относительно друга еа . При таком соединении обмоток угол сдвига фазных токов в зависимости от числа полюсов генератора изменяется по закону: ад --JT,(3) а число его пар полюсов -2 Р При большем числе |фаз аналогичным образом Могут быть получены другие схемы, где от каждой из фаз генератора, сдвинутых друг 360° „„ . относительно друга на -3, питаются 3 фазы двигателя, сдвинутые друг относительно 360 друга на --- (схема «тройная чередующаяся звезда). При этом угол сдвига фазных токов станет равным а число его пар полюсов - 3/7г п - Рл 2г. Как показывает гармонический анализ маг/и м „ БИТНОГО ПОЛЯ двигателя нри - -рг, и соответственно в (2), (4) и (6) основная гар-моника поля двигателя вращается в одном направлении, а при -.рг, 2рг и , - В противополож tZ, ном. При 2рг и - 3pi, в соответ АZствующих выражениях магнитное поле двигателя пульсирует. Таким образом, в т-фазной системе может быть нолученО число ст шеней частоты вращения двигателя больше числа ступеней полюсности генератора. Например, при частоте вращения генератора 1500 об/мин. В двенадцатифазной системе при трех ступенях нолюсности генератора может быть получено 8 ступепей частоты вращения двигателя, а в шестифазпой системе при двух ступенях полюсности генератора - 4 ступени частоты вращения. На фиг. 1 и 2 представлены схемы соединения обмоток щестифазных полюсно-переключаемых синхронного генератора и асинхронного двигателя; на . 3 - схема цепей управления контакторами; на фиг. 4 и 5 - схемы, имеющие место при различных положениях командоконтроллера. На указанных схемах А, В, С, D, Е, F - начала статорных обмоток. В , D, F - концы; КК -командоконтроллер. К, П, 2К-катушки и контакты контакторов. На схемах изображена обмотка возбуждепия генератора, позволяющая получать число пар ПОЛЮСОВ генератора, равным 1 и 2 путем переключения контакторов 1К и 2К. Изображенные на фиг. 1 и 4 схемы поясняют переключения фазных обмоток и обмоток возбуждения генератора при соединении обмотки двигателя в «звезду, а на фиг. 2 и 5 - при соединении ее в «многоугольник. В первом положении комапдоконтроллера КК (фиг. 1 и 2) включен контактор 1К, контактор К Отключен. Этому соответствует поясняющая схема, приводимая на фиг. 4, а (б, а). Число Пар полюсов обмотки возбуждения генератора . Схема соединения силовых обмоток «многоугольник - «чередующаяся звезда («многоугольник - «чередующийся многоугольник). Число пар полюсов двигателя в соответствии с (2) , а частота вращения поля

Рг1

n - n.J -«гР.1 2

Во втором Положении командоконтроллера включены контакторы Щ и К. Этому Соответствует поясняющая схема фиг. 4,6 (5,6). Число Пар полюсов обмотки возбуждения генератора равно . Схема соединения силовых обмоток «многоугольник - «двойная чередующаяся звезда. Число пар полюсов двигателя в соответствии с (4) .

Таким образом, частота враЩения поля двигателя .

В третьем положении командоконтроллера включен .контактор 2К, контактор К отключен. Этому соответствует схема на фиг. 4.s (5, в).

Число пар полюсов генератора . Схема соединения силовых обмоток «многоугольниК - «чередующаяся звезда («многоугольник - «чередующийся многоугольник). Число пар полюсов двигателя в соответствии с (2) , а частота вращения поля двигателя .

В четвертом положении командоконтроллера КК включены контакторы К и 2К. Этому соответствует схема фиг. 4, г (5, г). Число пар полюсов генератора . Схема соединения силовых обмоток «многоугольник - «двойная чередующаяся звезда. Число пар полюсов двигателя в Соответствии с (4) , а частота вращения поля . Направление вращения обратное по сравнению с предыдущими случаями, так как .

Преимущества предлагаемого электропривода для управления частотой вращения асинхронного двигателя в автономной многофазной системе Г-Д переменного тока состоят в следующем.

Применение дополнительных несложных переключений в силовых цепях позволяет уменьщить число ступеней полюсно-переключаемой

обмотки возбуждения синхронного генератора при заданном числе ступеней частоты вращения двигателя, увеличить число ступеней частоты вращения двигателя при заданном числе ступеней полюсности генератора. При неизменном диапазоне изменения частоты вращения двигателя возможно уменьщение диапазона изменения чисел полюсов генератора, что приводит к снижению его веса. Переключение числа полюсов генератора осуществляется только в цепях его обмотки возбуждения. Это существенно упрощает травление системой по сравнению с трехфазной системой мноточастотный синхронный генератор-м«огоскоростной асинхронный двигатель.

В ряде случаев выполнение системы возможно на базе серийных электрических мащин переменного тока.

20

Формула и 3 о б р е т е н 1 я

Электропривод с автоно.мным питанием, содержащий асинхронный двигатель и синхронный генератор с полюсно-переключаемой обмоткой возбуждения, в котором обмотки inoмянутых электрических мащин состоят из т секций, от л ич а ющп и с я тем, что, с целью расщирения диапазона регулирования частоты вращения двигателя (при заданном числе ступеней полюсности генератора, в силовые цепи введен коммутатор, через контакты которого соединены секции генератора с секциями двигателя, причем начала (концы) фаз

двигателя подключены по порядку к фазам

ЗбО Р, 360 „

1 з )

генератора, сдвинутым на

тт 360

4 И т. д., И К каждой из них подключет

ны две, три, четыре и т. д. фазы двигателя,

360 сдвинутые друг относительно друга на -- ,

45 ЗбО 360

и т. д.

A

f(;i Hxnuii///jiu ЗКи::(гель

siS-b

I CliHKpOHHtiUACiWX/JOHhii/U

I генератордНигатель

K. Ф«г.2

Фиг.1

1K fg

2/f

фиг.5

OffMOi i::a Eoз5L f дffнu,я

0)

+

;

N

S

4

+

Г i

а)

о

+

+

)

Чх

)