Способ управления электроприводом с асинхронным двигателем Советский патент 1952 года по МПК H02P5/28 

При рабств многих маппш и механизмов с приводом от асинхронного двигателя часто требуется или плавное и бесступенчатое регулирование числа оборотов, или поддержание заданного постоянного числа оборотов независимо от нагрузки при работе двигателя на пониженных скоростях, т. е. при работе последнего на искусственной характеристике (при введенном в цепь ротора сопротивлении).

В качестве примеров использования таких установок можно указать следующие:

1.Работа подъемной машины с асинхронным яривсцом и опрокидными сосудами, когда последние движутся в разгрузочных кривых; в этом случае приводной асинхронный двигатель работает с понижеиным Ч||гслом оборотов и преодолевает переменный внеи1н;га момент сопротивления.

2.Работа некоторых специальных станков (станки для производства я;елезобеTOHHF ix стоек) длительное время протекает на ион;гясеииых оборотах, диапазон регулировки которых должен быть очень широким, и скорость работы станка не дол;кна зависеть от изменения внешней нагрузки.

3.Испытательные стенды насосов и Бент41ляторов требуют привода, допускающего как широкое п бесступенчатое регулирава гкз числа оборотов, так и поддержание постоянства последних независимо от виешисй нагрузки.

Известно, что асинхронный привод дает весьма ограниченное число промежуточных пониженных скоростей, количество которых определяется числом ступеней пускового реостата и обычно не превышает 5-6. Ко и эти скорости не могут быть

получены точно заданной величины, так как асинхронный двигатель, работая на искусственных характеристиках, весьма чувствителен к колебаииям нагрузки: с увеличением нагрузки обороты -двигателя снилсаются, а с уменыиенпем - повышаются.

Это свойство асиих1)онного двигателя заставляло в ряде случаев применять дорогостоющую мотор-генераторную группу, а в другом ряде случаев (np:i невозмолшости или нежелательности применения моторгепораторной группы) мириться с неговершепной работой и управлением машины.

Примером несовершенной работы мо:кет служить шахтная подъемная машина с опрокидными сосудами, в которой во время движения сосудов в разгрузочных кривых асинхронный двигатель на малых оборотах дол:.кен преодолевать переменный момент сонротивления. Работа нодъемной iiauninbi из-за указанных свойств асинхронного авкгателя в этом нериодз не поддавалась точному управлению i: все попытки автоматизировать ее работу не увенчались успехом.

Предлагаемое изобретеш;е нозволяет решить задачу плавного и бесступенчатого регулирования числа оборотов асинхронного двигателя и получения устойчивой работы на любой скоростн независимо от нагрузки.

Зте достигается путем дополнительного питания обмпткп статора аспнхронного двигателя постоянным током и автоматического регулирования этого тока в зависимости от разности двух напряжений-.эталопиого и пропорционального току нагрузк;: двигателя.

На фиг. 1 к 2 Б качестве примера iipiJAстанлрпы два варианта осуществления предлагаемого способа управления электропрКБОдом с aooixiiOHHbiM двпгателем.

В устройстве, показаппо5( на фиг. 1. асинхронный двигатель получает иитанне от двух псто-чников - из сети леременното тока, чем обеспечивается его движущий :;1:; :ит, и от геиераторй постояииого тока (ГДТ), iMTopHM обеспечивается тормозной ,.

Для регулирования оборотов аспнХ1)онного Д1 иг;1теля. 1)абота10П1его пл искусственной хар;.ктеристико с какой-то нистпнсй нагрузк-ой. иеобхоаимо изменять велнчилу постоянного тока, подаваемого в оПзютку статора. При увеличении этого тока тормозной момент, создаваемый им. также возрастает и, сл дователь)1(:, возрастает нагрузка двигателя, которая теперь складьн.айтся лз двух частей: впепгней нагруз.ки. иреодолеваекой Д15;1гателем. и тормоз)1ой нагр)зки, создаг.аемой постоянным TiiuOM, иодаваемым в обмотку его статора.

Так как двигатель работает иа гологой механической характеристике, то обороты его Бе( чувствительио изменяются в функции пзменеиия нагрузки. Путем изменения величины постоянного тока, иодаjiaeMoro в обмотку статора, молсно в nutpo);их пределах изменять суммарную нагрузку двигателя, а следовательно, и число его оборотов.

Пзменение величины ностоянного тока, лодаваемото в статор асинхронного двигателя, осуществляется изменением величины тока возбужцения генератора (ГДТ).

Обмотка возбуждения (Шов) генератора (ГДТ) питается от селенового вынрямнтоля (CBi), напряягение на заж.имах которого может 1)етулироваться реостатом (РИИ). Следодательпо, реостатом (РШ.1) регулируется и напвяжепие. вырабатываемое ге 1ератором (ГДТ). Таким образом, измеиением сонротивления реостата (PUIi) достигается плавное и бесстуненчатое регу.лироваяие оборотов асинхронного двигателя.

Для решения второй части задач.и - лоддержаиия постояиного числа оборотов дсинхрониого двигателя, работающего на мягких характеристиках, - необходимо иыиолнить условие иоддержання постоянства момента, преодолеваемого двпгателем, т. е. чтобы с измепеннем виешией нагрузки аг/гоматически пропорционально и в противоположную сторону изменялся и тормозной момент. Это достигается тп.тем электрической связи генератора (ГДТ) с сетью переменного тока. и ттаюи;ей ириводной двигатель.

Обмотка вОЗбуждеиия (Шов) гене))атора (ГДТ) получает п«тапие не только от указанного селенового выпрямителя (CBi) независимого нитаиия, но еще и от селенового выпрямителя (СВо), присоединенного ко вторичной обмотке трансформатора тока (GT). Первичная обмотка этого трансформатора включена в цепь переменного тока, пнтающего нриводной асинхронный двигатель. При увеличенп ; нагрузки ириводного двигателя увеличивается и ток в иитаюи1;ей его цени и, следовательно, увеличивается и наирялсение на зажимах се.енового выпрямителя (СВ2).

Селеновые выпрямители (CBi) и (СВ) включены иа обмотку возбуждения (Шов) таким образом, что нанрял;ения их вычитаются. Такое включение питапия обмотки возбуждения генератора дает воз(ожность автоматически снискать вырабатываемый им ток нри увеличеиии нагрузка приводного двигателя.

Для разделения 11остоя)1ного и переменного токов, подаваемых одновреме шо « обмотку статора двигателя, служат дрос,сель (Др) в иени ностояиного и акTjusHoe соиротивленне (1C) в пени переменного тока.

При необходимости регулировано1я числа оборотов асинхронного двигателя включается катушка контактора (ДТ). Последний замыкает свои силовые контакты в цеип пптаиия обмотки статора д1П1гателя постоянным током и СБОИМ блок-контактом включает пускатель (ИМДТ), чем запускается авигатель (МДТ) генератора (ГДТ). Замык,ается рубильник (II), чем отключается от цени уиравле.пия се.леновьп выпрямитель (СВо).

Такнм образом уста)1овка по.цотовлена . осуществления бесступенчатого регулирования оборотов, которое производится госредством реостата (РШ) иаиряжения возбуждения генератора (ГДТ).

Для поддержания постоянства числа оборотов асинхронного двигателя рубильН.НК (К) размыкается п в работу включается выпрямитель (СВ2), который действует противоположно выпрямителю (СВ,).

Во время работы асинхронного двигателя на естественной характорпсти);е прн закороченном роторном сонротивлении все устройство регулирования числа его оборотов автоматпчег;кп выводится из работы: сопротивление (1C) шунтируется сплоВЫ5Г контактом (ЗУ), вторичная обмотка трансформатора тока (СТ) замыкается накоротко блок-коптат тпм (ЗУ), и eиь катушки контактора (ДТ) разрывается пе пок.здниым на чертеже блок-коктактом (ЗУ), в результате чего мотор-геиератор (ГДТ) отключается.

На фиг. 2 представлен вариа)1т устройс.тпа с прпме.чением 5 ашпнного усилителя (У) с тремя обмотками возбуждения: обмотка (I) питается от выпрямителя (CBi). обмотка (II) - от выпрямителя (СВ2), (обмотки (I) и (II) действуют друг другу навстречу), и обмотка (III) - стабилизирующая.

Эта схема облагает большей чувствительностью, чем схема на фиг. 1.

Для получения постоянного тока, подаваемого в обмотку статора асинхронного двигателя, могут быть использовапы и другие источники, в частности, селеновый выярямиталъ с 1дросселями насыщения.

Предмет изобретения

Способ управления электроприводом с асин.хроиным двигателем, регулируемым путем подачи в обмотку статора постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью получения устойчивой работы на любой скорости независимо от нагрузки, ток, подаваемый в статор, автоматически регулируется в зависимости от разности напряжений - эталонного и пропорционального тпку нагрузки двигателя.

3BOS

ПМД7

тг

Фр1г. 2