Устройство для регулирования скорости асинхронного двигателя Советский патент 1947 года по МПК H02P7/74 H02K17/34 

Известны устройства для регулирования скорости асинхронного двигателя, использующие каскадное соединение последнего с одноякорньш преобразователем. Предлагаемое изобретение касается такого устройства и состоит в особой его выполнения. Суш,ность изобретения сводится к применению преобразователя, магнитная система которого, с целью обеспечения широкой регулировки напряжения на коллекторе, , выполнена с расщепленными полюсами. Для повышения устойчивости работы указанный преобразователь, кроме обмоток независимого возбуждения, снабл ен обмотками последовательного возбуждения.

На фиг. 1 изображена однолинейная схема соединений устройства; на фиг. 2 - схема преобразователя с расщепленными полюсами; на фиг. 3 - распределение магнитной индукции в воздушном зазоре преобразователя; на фиг. 4 - схема токораспределения в роторе главного двигателя для одного из частных случаев его работы.

Преобразователь К{, питаемый трехфазным током скольжения /2 от контактных колец ротора главного двигателя (асинхронный двигатель) AM питает преобразователь /(2. Последний работает в качестве генератора и отдает в сеть энергию PZ,

пропорциональную скольжению регулируемого двигателя AM.

Обмотка K.S последовательного возбуждения предусмотрена с целью повышения устойчивости работы преобразователя /С 1 при толчках нагрузки на валу главного двигателя AM.

Последовательная обмотка возбуждения F способствует уменьшению колебания тока i при изменениях нагрузки двигателя AM.

Ввиду того, что обычный преобразователь не допускает широкой регулировки напряжения на коллекторе, в предлагаемом устройстве, как уже указывалось выше, применен преобразователь с расщепленными полюсами. На фиг. 2, где изображена схема этого преобразователя, приняты следующие обозначения: а b - щетки на коллекторе якоря; N и 5| - полюса, создающие магнитный поток Фь NZ и S2 - полюса, создающие магнитный .поток Р - обмотка независимого возбуждения полюсов NI и 5г, FZ - обмотка независимого возбуждения полюсов N и Sa; FZ - обмотка главного тока полюсов NI vi F - обмотка главного тока полюсов и Sz,. Ф1 - магнитный поток, создаваемый полюсами и 5i; Ф2 - магнитный поток,, создаваемый полюсами Л/2 и S.

На фиг. 3 даны диаграммы распределения магнитной индукции в.

151

воздушном зазоре преобразователя с расщепленными полюсами при разных токах возбуждения в обмотках полюсов машины.

Изменяя на обратное направление тока в обмотках 2, а следовательно, и направление потока Ф, можно изменить напряжение на коллекторе между щетками а и Ь. Когда противоположно направленные потоки и 2 будут равны между собой, как показано на нижней диаграмме фиг. 3, напряжение между щетками а b машины станет равным нулю. При дальнейшем уменьшении потока Ф, и увеличении потока , как показано пунктиром на нижней диаграмме фиг. 3, напряжение между щетками а и b изменит свое направление на обратное.

При таких условиях направление тока i на фиг. 1 изменится на обратное (см. пунктирную стрелку), после чего преобразователь /Ci начнет вращаться в обратную сторону; в этом случае чередование фаз тока /2 в роторе главного двигателя изменится на обратное и его ротор начнет вращаться со скоростью выше синхронной.

До перехода на режим сверхсинхронной работы двигатель AM должен перейти через синхронную скорость. При синхронной скорости двигателя AM ротор преобразователя К будет стоять неподвижно. Картина токораспределения в роторе главного двигателя AM для того случайного положения остановивщегося (неподвижного) якоря преобразователя /Сь когда положительная щетка соприкасается с коллекторной пластиной и секцией якоря, соединенной с одним из контактных колец, представлена на фиг. 4. Постоянный ток i через щетку со знаком плюс и контактное кольцо / притекает к правой фазе ротора и затем, разветвившись на две равные части %г + Уг, суммируется в щетке со знаком минус и возвращается в цепь.

Регулировка скорости главного двигателя AM может быть осуществлена путем изменения величины постоянного тока возбуждения, текущего в обмотках преобразователя fi и 2. 152

Па фиг. 3 верхняя диаграмма соответствует максимальному напряжению на коллекторе между щетками а и 6 и, следовательно, минимальной скорости главного двигателя AM.

Нижняя диаграмма фиг. 3 (сплошные линии) дает картину распределения потоков, при котором напряжение на коллекторе между щетками а и 6 получается равным нулю; в этом случае главный двигатель AM вращается со скоростью, близкой к синхронной.

Если увеличить еще больше поток Фг (см. пунктир на нижней диаграмме фиг. 3) и соответственно уменьшить поток Ф,, напряжение между щетками а и b преобразователя изменит свой знак, и ток t также изменит свое направление. В этом случае направление вращения преобразователя также изменится на обратное, и главный двигатель AM будет вращаться со скоростью выше синхронной.

Изменение величины потоков Фх и Ф2 преобразователя необходимо производить таким образом, чтобы сумма Ф1 и Фа была постоянной; в этом случае коэфициент мощности преобразователя Kz при разных величинах напряжения между щетками а и 6 будет оставаться фактически неизменным.

Предмет изобретения

1. Устройство для регулирования скорости асинхронного двигателя в обе стороны от синхронной скорости с применением одноякорного преобразователя, питаемого со стороны переменного тока от вторичной цепи асинхронного двигателя и питающего, в свою очередь, преобразователь постоянного тока в переменный частоты сети, отличающееся тем, что в качестве указанного преобразователя постоянного тока в переменный применен одноякорный преобразователь, магнитная система которого, с целью обеспечения широкой регулировки напряжения на коллекторе, выполнена с расщепленными полюсами.

2. Форма выполнения устройстваток независимого возбуждения, с

поп. 1, отл и ч а ю щ а я с я тем,.чтоцелью повышения устойчивости раодноякорный преобразователь с рас-боты снабжен обмотками последоващепленньши полюсами, кроме обмо-тельного возбуждения.

ФИГ. 1

пЛп| -