Способ изменения числа полюсов электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P7/36 

, Изобретение относится к электрот,ехнике и может быть использована преимущественно в электроприводе гребных винтов судовых механизмов. Известен способ управления двухскоростным полюснопереключаемым электродвигателем, заключающийся в подключении полуобмоток к источни ку переменного тока коммутационной аппаратурой, согласно которому изме няют направление тока в полуобмотках tl3. Недостатком такого способа является низкая надежность из-за применения значительного количества коглм та:-ИОННОЙ аппаратуры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му эффекту является способ изменени числа полюсов электродвигателя с |двумя полуобмотками статора, подклю ченными к двум генераторам переменного тока, согласно которому подают питание на обмотки возбуждения генераторов, а затем подключают оба генератора на параллельную работу, обеспечивая бодьшее число полюсов, электродвигателя 2. Недостатком способа являет ся низкая надежность из-за того. что подключение генераторов на параллельную работу сопровождается значительным по величине уравнительным током в результате несовпадения фазных напряжений в их обмотках. Целью изобретения является повышение надежности -генераторов путем уменьшения уравнительного тока в их обмотках. Эта цель достигается тем, что пел ред переходом на большее число полюсов отключают обмотку возбуждения одного из генераторов. На фиг. 1 показана схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - векторные диаграмма электродвигателя} на фиг. 3 механические характеристики электродвигателя . Устройство для реализации предлагаемого способа содержит генераторы 1 и 2, асинхронный электродвигатель 3 с фазами 4, 5 , 6 одной полуобмотки статора и с фазами 7, 8, 9 яругой полуобмотки статора, коммутатор 10, соединяющий источник постоянного тока через регулятор 11 тока с обмоткой 12 возбуждения генератора 2, коммутатор 13, который иа;меняет чередование фаз генератора

1, соединенного с полуобмоткой электродвигателя 3, коммутатор 14, соединяющий источник постоянного тока с обмоткой 15 возбуждения генератора 1, коммутатор 16, соединякядий генератор 2 с полуобмоткой электродвигателя 3 и коммутатор 17, соединяющий обе полу обмотки статор.а параллельно. На фиг. 2 показаны векторная диаграмма 18 напряжения и токов при меньшем числе полюсов и векторная диаграмма 19 при большем числе полюсов. На фиг. 3 показаны механическая характеристика 20 электродвигателя с меньшим числом полюсов, механическая характеристика 21 электродвигателя с большим числом полюсов при отключении обмотки возбуждения одного генератора и механическая характеристика 22 при параллельной работе генераторов.

Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.

Если скорости вращения двух синхронных генераторов 1 и 2 при одинаковых числах полюсов одинаковы, то при наличии возбуждения обоих генераторов устанавливается их устойчивая параллельная работа, обуслов-ленная наличием индуктивной связи между фазами 4, 5, 6 и 7, 8, 9 электродвигателя 3. В связи с тем, что оси фаз полуобмоток сдвинуты в пространство на угол ji , параллельная работа синхронных генераторов происходит при сдвиге их напряжений ЭДС на угол Я (векторная диаграмма 18). При этом токи полуобмоток находятся также в приблизительной противофазе, и в двигателе имеется меньшее число полюсов.

После отключения тока возбуждения одного из генераторов его цепь главного тока вместе с питаемой им полуобмоткой становится вторичным контуром, наведенный ток в котором i находится под некоторым углом, меньшим Jijl относительно наводящего тока 3 другого генератора (векторная диаграмма 19), В этом случае электродвигатель имеет большее число полюсов. Однако в связи с тем, что наведенный ток 3 не полностью совпадает по фазе с наводящим током 3-, и в связи с тем, что величины этих токов не одинаковы, в электродвигателе при совместном действии обоих полуобмоток образуются две рабочие гармоники - высшая и низшая с преобладанием высшей (т.е. большей полюсности) и электродвигатель работает на механической характеристике 21.

После отключения тока возбуждения одного из генераторов 2 эажики генераторов можно соединить между

собой при помощи коммутатора 17, а затем вновь включить ток возбуждения, который был отключен. При этом генераторы 1 и 2 оказываются соединенными между собой непосредственно зажимами и работают параллельно, но направления токов в полуобмотках Электродвигателя 3 совпадают, что соответствует большему числу его полюсов.

Для перехода на меньшее число полсов электродвигателя (большую скорость вращения), если был возбужден только один генератор, включают ток возбуждения второго генератора, а если были возбуждены оба генератора (при непосредственном соединении их зажимов), то разъединяют их зажимы. Более надежному переходу электродвигателя на большую скорость спсобствует повторное отключение и включение тока возбуждения одного из Генераторов.

Для изменения направления вращения электродвигателя отключают ток возбуждения одного генератора (например, генератора 2) и переключают две фазы для изменения порядка их следования на другом генераторе (например, генераторе 1) помощи коммутатора 13. Если электродвигатель вращался при большем числе полюсов (на низшей скорости) то изменение порядка следования фаз на входе одной полуобмотки является достаточным, так наведенный ток будет иметь тот же порядок следования фаз, что и наводящий. Если электродвигатель вращается при меньшем числе полюсов (на высшей скорости) либо при большем числе полюсов и повышенном моменте, то после переключения порядка следования фаз на входе первой полуобмотки переключают его также на входе второй полуобмотки, затем включают ток возбуждения второго генератора (например, генератора 2). Торможение электродвигателя осуществляют противовключением. Для этого отключают ток возбуждения одного генератора (например, генератора 1), переключают порядок следования фаз коммутатором 13, включают ток возбуждени этого генератора и отключают ток возбуждения другого генератора (например, генератора 2). При этом момент двигателя направлен навстреч первоначальному, электродвигатель тормозится.

Таким образом, предлагаемый способ изменения числа полюсоЬ электродвигателя позволяет ступенчато регулировать скорость вращения питаемого от двух генераторов, с устойчивой работой последних без механической связи между их валами, причем включение генераторов на парал;лельную работу производится при минимальном значении уравнительного тока в обмотах генератора, чем повышается HajseKHOCTb их работы.

Формула изобретения

Способ изменения числа полюсов электродвигателя с двумя полуобмотками статора, подключенными к двум генераторам переменного тока, при котором подают питание на обмотки возбуждения генераторов, а затем подключают оба генератора на параллельную работу, обеспечивая большее число полюсов электродвигателя, отлич аюциЯся тем, что, с целью повыиения надежности путем уменьшения уравнительного тока, перед переходом на большее число полюсов отключгиот обмотку возбуждения одного из генераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Костенко М.Я. и др. Электрические машины. Л., Энергия, 1973, ч. 2, с. 525..

2.Авторское свидетельство СССР 305545, кл. Н 02 Р 7/36, 1968

li

ц

It, of I мин