ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2194355 (13) C2

(51) 7 H02P7/36, H02P5/34 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000118941/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.07.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.07.17 
(43) Дата публикации заявки: 2002.08.10 
(45) Опубликовано: 2002.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2100898 С1, 27.12.1997. RU 2014722 С1, 15.06.1994. RU 2130689 С1, 20.05.1999. SU 1385213 А1, 30.03.1988. SU 1066023 А, 07.01.1984. DE 156322 А, 15.04.1972. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Брянский машиностроительный завод" 
(72) Автор(ы): Загорский М.В.; Воробьев В.И.; Ивахин А.И.; Михальченко Г.С. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Брянский машиностроительный завод" 
Адрес для переписки: 241015, г.Брянск, ул.Ульянова, 26, ОАО БМЗ, ТО 

(54) ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Изобретение относится к локомотивостроению. Технический результат заключается в повышении надежности электропривода путем снижения токовых нагрузок в силовой цепи. Частотно-управляемый электропривод снабжен не менее чем двумя дуговыми обмотками статора электродвигателя, подключенными к отдельным автономным инверторам статического преобразователя частоты. Токи автономных инверторов сдвинуты относительно друг друга на угол, определяемый количеством дуговых обмоток. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и непосредственно касается асинхронных тяговых приводов локомотивов.

Известен частотно-управляемый асинхронный электропривод [1], содержащий электродвигатель с основной круговой и пусковой дуговой обмотками статора, датчик скорости электродвигателя и систему регулирования, включающую статический преобразователь частоты с автономным инвертором, коммутатор обмоток и блок управления преобразователем с обратной связью по датчику скорости, при этом коммутатор обмоток электрически связан со статическим преобразователем частоты, основной круговой и пусковой дуговой обмотками и блоком управления преобразователем.

Недостатком этого технического решения является наличие высоких токовых нагрузок на элементы привода, вызванных повышенными значениями абсолютного скольжения электродвигателя при пуске, разгоне и движении с малыми скоростями.

Целью изобретения является повышение надежности привода путем снижения токовых нагрузок в силовой цепи привода вследствие уменьшения величины абсолютного скольжения двигателя.

Для достижения поставленной цели электропривод содержит электродвигатель с дуговым статором, датчик скорости электродвигателя и систему регулирования, которая состоит из подключенного к обмотке статора статического преобразователя частоты с автономными инверторами, блок управления преобразователем с обратной связью по датчику скорости.

Новым в изобретении является обеспечение электродвигателя несколькими дуговыми обмотками статора, каждая из которых подключена к отдельному автономному инвертору. При этом токи инверторов сдвинуты друг относительно друга на угол, определяемый количеством дуговых обмоток.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом.

Электропривод содержит (фиг. 1) электродвигатель 1 с дуговыми обмотками 2 статора (в качестве примера на фиг. 1 изображен электропривод с тремя дуговыми обмотками) и систему регулирования, которая состоит из статического преобразователя частоты 3 с автономными инверторами 4, блока управления 5 преобразователем 3 с обратной связью по датчику скорости 6 электродвигателя 1. При этом блок управления 5 имеет прямую связь со статическим преобразователем частоты 3.

В электроприводе электродвигатель 1 содержит количество дуговых обмоток 2, необходимое для обеспечения требуемых характеристик крутящего момента двигателя. Дуговые обмотки 2 подключены к отдельным автономным инверторам 4 статического преобразователя частоты 3, токи которых сдвинуты друг относительно друга на угол, определяемый количеством дуговых обмоток 2.

Электропривод работает следующим образом.

Регулирование электропривода осуществляется частотным способом. Статический преобразователь частоты 3 вырабатывает напряжение (ток) питания электродвигателя 1. При этом блок управления 5 преобразователем частоты 3 формирует сигналы управления инверторами 4 по алгоритму с однократной на периоде коммутацией силовых элементов, а пусковая частота напряжения питания f1п дуговых обмоток 2 соответствует пусковым частотам частотно-регулируемых асинхронных тяговых двигателей с круговым статором, т. е. f1п = 0,8... 1,0 Гц [2].

Напряжения (токи) питания дуговых обмоток 2 статора электродвигателя 1 смещены друг относительно друга на угол, равный



где k 2 - количество дуговых обмоток статора.

Известно [2] , что в области низких частот f1 напряжения питания двигателя при законах управления статическим преобразователем частоты с однократной на периоде коммутацией силовых элементов ( = 180 эл. градусов или = 120 эл. градусов) пульсации крутящего момента на валу двигателя



могут достигать 25% и более от его среднего значения. При этом частота следования пульсаций крутящего момента равна шестикратной частоте питающего напряжения, т. е. fM = 6f1.

Суммирование крутящих моментов дуговых обмоток позволяет (на фиг. 2 приведен крутящий момент электродвигателя с тремя дуговыми обмотками) достичь необходимого среднего значения момента Mcp электродвигателя, а также уменьшить до требуемого уровня относительную пульсацию М крутящего момента с одновременным увеличением частоты следования пульсаций до значений

fM = 6kf1,

где f1 - частота напряжения питания электродвигателя.

Технико-экономическая эффективность изобретения в сравнении с прототипом заключается в том, что функционирование электропривода с питанием нескольких дуговых обмоток статора от отдельных автономных инверторов, токи которых сдвинуты на соответствующий угол, снижает токовые нагрузки в силовой цепи электропривода вследствие уменьшения величины абсолютного скольжения электропривода. Это повышает надежность электропривода.

С целью выяснения характеристик предложенного электропривода были выполнены расчеты крутящего момента электродвигателя. Расчеты производились для числа дуговых обмоток k = 2, 3, 4; 5; 6 путем суммирования крутящих моментов обмоток, как показано на фиг. 2 для k = 3. Результаты вычислений, приведенные на фиг. 3, показали, что с увеличением количества обмоток величина относительной пульсации крутящего момента М уменьшается до 3% с одновременным увеличением частоты следования пульсаций fM до 29... 36 Гц и среднего значения крутящего момента двигателя до 6Mcp, где Mcp - среднее значение момента от одной дуговой обмотки.

Источники информации

1. Патент РФ 2100898 "Частотно-управляемый асинхронный электропривод" от 31.05.96 - прототип.

2. Курбасов А.С., Седов В.И., Сорин Л.Н. "Проектирование тяговых электродвигателей", М., Транспорт, 1987, с.364-365. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Частотно-управляемый асинхронный электропривод преимущественно рельсового транспортного средства, состоящий из электродвигателя с дуговым статором, датчика скорости электродвигателя и системы регулирования, содержащей подключенный к дуговым обмоткам статора статический преобразователь частоты с автономными инверторами, блок управления преобразователем с обратной связью по датчику скорости, имеющий прямую связь с преобразователем частоты, отличающийся тем, что электродвигатель снабжен не менее чем двумя дуговыми обмотками статора, подключенными к отдельным автономным инверторам статического преобразователя частоты, токи которых сдвинуты относительно друг друга на угол, определяемый количеством дуговых обмоток.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru