Устройство для синхронного вращения шунтовых коллекторных двигателей Советский патент 1949 года по МПК H02P7/74 

Известны схемы для получения синхронного вращения коллекторных двигателей с питанием через ротор путем электрического соединения втсоичных обмоток. В этих схемах синхронизация достигается перекрестным включением коллекторных и статорных обмоток двух машин. Недостатком таких схем является небольшая величина уравнительных моментов.

В описываемом устройстве для синхронного вращения шунтовых коллекторных двигателей указанный недостаток устранен тем, что одноименные щетки одной системы траверс всех двигателей соединены между собой электрически при помощи трех уравнительных проводов и передвижение щеток по коллекторам всех мащин в процессе регулирования скорости производится одновременно.

На фиг. I приведена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - схема включения дополнительного сопротивления.

Одноименные щетки одной системы траверс всех двигателей соединяются посредством уравнительных шин А, В и С, вследствие чего коллекторные и статорные обмотки всех двигателей оказываются включенными параллельно. Питание первичных обмоток W, всех двигателей осуществляется от общей линии трехфазного тока.

Передвижение щеток по коллекторам производится сельсинами, соединенными по схеме синхронного поворота и посаженными на валы поворотных механизмов -щеточных траверс. Статорные обмотки сельсинов остаются присоединенными к сети, а роторные - навстречу друг другу как при работе, так и при отключенной схеме. Этим предотвращается рассогласование положений траверс отдельных двигателей во время остановок.

Одновременное регулирование скорости всех двигателей достигается поворотом ротора одного из сельсинов, снабженного для этой цели рукояткой или дистанционным приводом.

№ 78888-- 2 Напряжение на шинах уравнительных соединений при отсутствии уравнительных токов (синфазное вращение роторов всех двигателей) зависит от величины э.д.с. коллекторной обмотки , и вторичного тока /2- При среднем положении щеток (асинхронный режим) напряжение равно Е при всех иных положениях щеток вышесинхронная и нижесинхронная скорости оно отличается от ,, на величину падения напряжения, обусловленного протеканием вторичного тока /2 в части коллекторной обмотки, введенной в цепь статорной обмотки Ws.

При отклонении ротора одного из двигателей от согласованного положения по отношению к роторам других машин вектор напряжения на щетках этого двигателя поворачивается относительно вектора напряжения на щинах уравнительных соединений на угол, равный углу отклонения ротора в электрических градусах. Возникающая при этом разность напряжений вызывает появление уравнительного тока, который протекает в обмотке W,,i и параллельно соединенных обмотках W,,2 и Wg, распределяясь между ними пропорционально полным сопротивлениям.

Взаимодействие уравнительных токов, протекающих в обмотке статора Wj, с токами первичной обмотки Wi и коллекторной обмотки создает восстанавливающий вращающий момент, препятствующий нарастанию рассогласования.

Во избежание циркуляции уравнительных токов при синфазном ходе системы необходимо, чтобы напряжения на щетках всех двигателей были равны при одинаковых скоростях роторов и одинаковых относительных нагрузках. Выполнение этого условия, безусловно. имеет место, если номинальные мощности двигателей одинаковы и двигатели однотипны.

При неодинаковых номинальных мощностях двигателей равенство напряжений на щетках должно быть предусмотрено при их проектировании. В случае не слишком больших различий нужно прибегнуть к включению соответственно подобранным импеданцам во вторичные цепи некоторых двигателей.

С целью получения распределения нагрузок, пропорционального номинальным мощностям, при проектировании двигателей, предназначенных для работы в схемах синхронного вращения, надлежит добиваться подобия их механических характеристик при соответственных положениях щеток.

Для повышения жесткости синхронной связи при среднем положении щеток можно ввести во вторичные цепи двигателей активные сопротивления R, как изображено на фиг. 2. Тогда часть уравнительного тока, ответвляющаяся в статорную обмотку, возрастет, следовательно, возрастет и синхронизирующий момент.

Следует иметь в виду, что при введении дополнительного сопротивления R электрическая жесткость системы может быть существенным образом повышена лишь в случае очень малых сопротивлений щеточного контакта, т. е. порядка гь 0,3 -f 0,5гзг, где - активное сопротивление обмотки статора. Если же, как это обычно бывает у стандартных машин, гь s 0,8rst, то введение дополнительного сопротивления очень мало сказывается на электрической жесткости схемы и не оправдывает существенного увеличения потерь и изменения механической характеристики.

Предмет изобретения

1. Устройство для синхронного вращения шунтовых коллекторных двигателей с -питанием через ротор путем электрического соединения

вторичных обмоток, питание первичных обмоток которых производится от одной и той же линии трехфазного тока, отличающееся тем, что одноименные щетки одной системы траверс всех двигателей соединены между собою электрически, посредством трех уравнительных проводов и передвижение щеток по коллекторам всех машин в процессе регулирования скорости производится одновременно.

2.В устройстве по п. 1 применение сельсинов, насаженных на валы поворотных механизмов траверс и включенных: статорами - на сеть параллельно, а роторами - навстречу один другому, с целью одновременного перемещения всех щеточных траверс.

3.В устройстве по п. 1 включение активных сопротивлений между точками присоединения уравнительных проводов и щетками, с целью повыщения жесткости синхронной связи двигателей.

IV

(Риг. 2