Способ пуска дугового статора Советский патент 1946 года по МПК H02P1/26 

Прелметом основного авторского свидетельства № 42629 является устройство для приведения во вращение машин - орудий, представляющее собою приставную к приводимой части машины-орудия часть статора асинхронного двигателя в виде кругового сегмента. Такое устройство получило название „дугового статора.

При использовании дугового статора для привода рабочих машин с большим статическим моментом сопротивления (например, шаровых мельниц), особенно в связи с наличием пониженного против нормального напряжения в питающей сети, возникают трудности в пуске машины.

Для решения этой задачи, особенно актуальной в условиях, когда требуется немедленный ввод машины в эксплоатацию даже при неблагоприятных условиях питания (пониженное напряжение сети) и эксплоатации (повышенный статический момент сопротивления), предлагается при пуске шунтировать накоротко часть обмотки статора, смежную с нулевой точкой звезды, или реактора, включенного последовательно с обмоткой статора. Способ повышения

вращающего момента асинхронного двигателя путем выключения части витков обмотки статора вообще не нов, но в применении к дуговому статору он, помимо технически рационального решения указанной выше производственной проблемы, дает специфический для дугового статора эффект уменьшения момента сопротивления машины при пуске вследствие увеличения эффекта „магнитной подвески ротора при расположении дугового статора поверх барабана машины.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого показаны две пусковые схемы для дугового статора по предлагаемому способу.

В схеме на фиг. 1 к обмотке статора, присоединяемой к питающей линии главным выключателем /, выше звезды присоединяются три провода - по одному к каждой фазе. Вторые концы проводов присоединяются к зажимам дополнительного выключателя 2, вторые три зажима которого закорачиваются.

Включение при пуске этого дополнительного выключателя шунтирует звезду обмотки, т.е. уменьшает число витков в фазе. Это выключает из работы часть дуги статора на время пуска, но повышает на это же время магнитный поток остальной части дуги статора. В любом режиме работы (включая и пуск; вращающий момент статора определяется выражением: АГ 0,51 В V,, SR-1Q кгм, (1) Ь где для каждого данного режима работы: Be -амплитуда синусоиды индукции в зазоре; vs - линейная скорость скольжения (в см/сек.); к , -S-z - соответствующее этому скольжению удельное активное и полное сопротивление роторной поверхности (в ом/см), включающее также и лобовую ее часть; S-активная поверхность статора (в см ); Е-радиус расточки статора (в м). Указанное щунтирование при пуске части обмотки изменяет в выражении (1) величины Be и S, причем, если магнитные на рузки в железе не близки к насыщению, то уменьшение 8, например, на 20%,дает увеличение BgE 1:0,8- 1,25 раза. Другие величины, входящие в формулу (I), остаются неизменныдш при рассматриваемой схеме включения дугового статора. Окончательно, поэтому, при щунтировании части обмотки статора во время пуска (что выражается в уменьшении числа витков W обмотки на величину APF) М fBeY- S Бе J 8 2 I7-Д W 8 ( ) Я-Д5 Т. е. применительно к взятому примеру шунтирования 20% статора.i,,25. М 1-0,2 Магнитное насыщение несколько снижает это приращение пускового момента, но все же оно остается существенным, особенно, если при проектировании исходить из магнитных нагрузок в железе, согласованных с предлагаемой схемой пуска. Второе новое обстоятельство, создаваемое этой схемой пуска, заключается в изменении радиальных магнитных сил Fmij дугового статора и их эффекта магнитной подвески ротора на время пуска. В любом режиме работы этот эффект определяется: р -п./ е Vr,o cosyi-cosy, ™ -°Ч-50-00-; -, К-коэфициент картера; , образуемые пограничными радиусами дуги магнитопровода статора с положительным направлением оси абсцисс через центр вращения; ср-центральный угол дуги статора. По отнощеник) к обычной схеме включения статора на основании уравнения (3) при новой схеме, когда щунтируется часть Д5 статора, имеем функция cos fj -cos tp2 Kmv стремится к 1 при :p, стремящемся К нулю, и принимает значение- при , т. е. Кту возрастет с. уменьщением дуги статора. Как раз такое уменьщение дуги статора получаем при рассматриваемой схеме включения по отнощению к обычной схеме. Отсюда, применительно ко взятому примеру щунтирования 20% статора, получим при отсутствии магнитного насыщения: fjmy 1Кту Кту1-0,2 Кту

т. е, более чем на 25% возрастает на время пуска эффект магнитной подвески ротора. Это снижает давление в коренных подшипниках машины при пуске. Достигаемое благодаря этг)му уменьшение статического момента сопротивления машины облегчает трогание ее с места.

После пуска машины дополнительный выключатель отключается. Этим вводится в работу вся активная поверхность и вся обмотка дугового статора, т. е. доводятся до расчетных значений рабочие харак теристики статора.

Рассматриваемую схему пуска следует считать специальной, т. е. прибегать к ней следует не всегда, а только в определенных случаях, подобно тому как для специальных случаев пуска обычных электродвигателей имеются свои особые схемы включения.

Помимо случая привода шаровых мельниц предлагаемая схема включения может быть применена для решения задач, связанных с использованием дугового статора для шахтных подъемников, где требуется обеспечить надлежащие режимы ускорения и торможения.

В схеме по фиг. 2 два шунтирующих ответвления рассмотренного рода вместе с выводами концов самой звезды к нулевому переключателю (контроллеру) делают возможным получение от дугового статора трех семейств механических характеристик.

Вместо шунтирующих ответвлений от самой обмотки статора окажется во многих случаях рациональным применение шунтирующих ответвлений от особого реактора, включенного после звезды обмотки дугового статора.

Предмет изобретения

Способ пуска дугового статора по авторскому свидетельству К 42629, используемого для привода рабочих машин с большим статическим моментом сопротивления (например, шаровых мельниц), с расположением дугового статора над приводимой им частью машины (ротором), отличающийся темд что, с целью одновременного повышения пускового момента и уменьщения момента сопротивления при пуске за .счет увеличения эффекта „магнитной подвески ротора при пуске шунтируют накоротко часть обмотки статора, смежную с нулевой точкой звезды или реактора, включенного последовательно с обмоткой статора