СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2263388 (13) C2

(51) 7 H02P1/50, H02K17/26, H02K19/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003134324/09 
(22) Дата подачи заявки: 2003.11.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.11.26 
(43) Дата публикации заявки: 2005.05.10 
(45) Опубликовано: 2005.10.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 782062 A, 23.11.1980. RU 2050684 C1, 20.12.1995. RU 2084075 C1, 10.07.1997. SU 1515308 A, 15.10.1989. GB 1410141 A, 15.10.1975. US 5254894 A, 19.10.1993. FR 2225867 A, 08.11.1974. DE 2902040 A, 31.07.1980. EP 0127909 A, 12.12.1984. 
(72) Автор(ы): Мещеряков В.Н. (RU); Соломатин А.А. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) (RU) 
Адрес для переписки: 398600, г.Липецк, ул. Московская, 30, ЛГТУ НИС 

(54) СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических двигателях переменного тока общепромышленного исполнения, работающих в длительном режиме с редкими пусками. Техническим результатом является повышение перегрузочной способности и предотвращение тепловых перегрузок. Синхронизированный асинхронный двигатель содержит статор с трехфазной обмоткой, начальные выводы которой подключены к питающей сети, а ее конечные выводы - к входу трехфазного мостового выпрямителя, и ротор с трехфазной обмоткой. К выводам выпрямителя подключены контакты коммутирующего аппарата. Выводы обмотки ротора подключены к выходу трехфазного мостового инвертора, анодный вход которого соединен с катодным выходом выпрямителя, а катодный вход инвертора соединен с анодным выходом выпрямителя. 2 ил., 1 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электрическим двигателям переменного тока общепромышленного исполнения, работающим в длительном режиме с редкими пусками.

Известна синхронизированная асинхронная машина, содержащая статор с трехфазной обмоткой, подключенной к трехфазной обмотке на роторе через неуправляемые вентили, причем обмотка статора соединена в звезду и выполнена с дополнительными выводами в каждой фазе по автотрансформаторной схеме, а обмотка ротора с включенными в нее вентилями подключена к дополнительным выводам фаз обмотки статора [1].

Недостатком данного устройства являются: сложность изготовления обмотки статора вследствие необходимости выполнения дополнительных выводов; наличие в обмотках ротора пульсирующих токов, имеющих частоту скольжения, вызывающих пульсации, и электромагнитного момента; дополнительный нагрев двигателя. 

Наиболее близким к заявленному двигателю по технической сущности и достигаемому результату является синхронизированный асинхронный двигатель, содержащий статор с трехфазной обмоткой и ротор с трехфазной обмоткой, подключенной к выходу выпрямительного устройства, шунтированного резистором и контактами коммутационного аппарата, причем обмотка статора начальными выводами подключена к питающей сети, а конечными выводами подключена к входу выпрямителя [2].

Недостатком этого двигателя является разная величина токов, протекающих по разным обмоткам ротора, так как по одной фазной обмотке протекает максимальный ток, а по двум другим только половина этого максимального тока. Вследствие этого одна фазная обмотка ротора нагревается сильнее, чем две другие фазные обмотки ротора. Это приводит также к снижению перегрузочной способности двигателя.

Предлагаемый синхронизированный асинхронный двигатель содержит статор с трехфазной обмоткой, начальные выводы которой подключены к питающей сети, а ее конечные выводы - к входу трехфазного мостового выпрямителя, и ротор с трехфазной обмоткой, к выходам выпрямителя подключены контакты коммутирующего аппарата, причем выводы обмотки ротора подключены к выходу трехфазного мостового инвертора, анодный вход которого соединен с катодным выходом выпрямителя, а катодный вход инвертора соединен с анодным выходом выпрямителя, к выводам обмотки ротора через контакты коммутационного аппарата подключены пусковые резисторы.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. На фиг.2 - временные диаграммы токов, протекающих по обмоткам ротора двигателя.

Синхронизированный асинхронный двигатель содержит трехфазную статорную обмотку 1 и трехфазную роторную обмотку 2, причем начальные выводы статорной обмотки подключены к сети, а ее конечные выводы соединены с входом трехфазного мостового выпрямителя 3, имеющего катодный и анодный выходы, контакт 4 коммутационного аппарата подключен к выходам выпрямителя 3, анодный выход выпрямителя 3 соединен с катодным входом мостового инвертора 5, выполненного на управляемых вентилях V1...V6, а катодный выход выпрямителя 3 подключен к анодному входу инвертора 5. Трехфазный выход инвертора 5 присоединен к выводам обмотки ротора 2 и трем подвижным контактам 6 коммутирующего аппарата, три неподвижных контакта которого подключены к трехфазному пусковому резисторному устройству.

Пуск двигателя осуществляется при замкнутом контакте 4 и замкнутых контактах 6 коммутирующего аппарата, при этом двигатель работает в асинхронном режиме. В таком режиме трехфазный мостовой выпрямитель работает в режиме "короткого замыкания" и токи, протекающие по обмотке статора, такие же, как и при соединении ее в звезду, а запираемые вентили мостового инвертора находятся в закрытом состоянии, поэтому ток роторной обмотки протекает по цепи, содержащей пусковое резисторное устройство 7. По мере разгона двигателя постепенно выводятся пусковые сопротивления из роторной обмотки и, в конечном итоге, ротор становится короткозамкнутым, а двигатель выходит на предсинхронную скорость.

В дальнейшем происходит размыкание контакта 4 и контактов 6 коммутирующего аппарата, и в этот же момент начинаются циклы переключения управляемых вентилей трехфазного мостового инвертора 5. Роторная обмотка оказывается под выпрямленным напряжением, вследствие этого по ее обмоткам протекает постоянный ток, который способствует втягиванию двигателя в синхронизм. Последовательность переключения управляемых вентилей приведена в таблице.



Частота переключения вентилей значительно (более чем на порядок) меньше частоты питающей сети. Промежуток времени между переключениями составляет порядка 10 секунд. По каждой из фазных обмоток ротора 1/3 часть периода работы протекает максимальный ток, а 2/3 части периода работы - только половина максимального тока. Поэтому фазные обмотки ротора имеют одинаковый тепловой режим. Максимальный ток, протекающий 1/3 часть периода, может на 40% превышать номинальный ток ротора, так как за 2 /3 периода происходит остывание обмотки, питаемой током, на 30% меньшим номинального.

В качестве управляемых вентилей в мостовом инверторе могут использоваться силовые биполярные или IGBT транзисторы.

Таким образом, пропуская через обмотки ротора ток выше номинального можно повысить перегрузочную способность двигателя с фазным ротором, а используя возможность переключения обмоток ротора, предотвратить тепловые перегрузки.

Список используемой литературы

1. Авторское свидетельство СССР №1251241. Синхронизированная асинхронная машина, МКИ Н 02 К 17/26. 15.08.86. Бюл. №30.

2. Авторское свидетельство СССР №782062. Синхронизированный асинхронный двигатель, МКИ Н 02 К 17/26. 23.11.80. Бюл. №43.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Синхронизированный асинхронный двигатель, содержащий статор с трехфазной обмоткой, начальные выводы которой подключены к питающей сети, а ее конечные выводы - к входу трехфазного мостового выпрямителя, и ротор с трехфазной обмоткой, к выходам выпрямителя подключены контакты коммутирующего аппарата, отличающийся тем, что выводы обмотки ротора подключены к выходу трехфазного мостового инвертора, анодный вход которого соединен с катодным выходом выпрямителя, а катодный вход инвертора соединен с анодным выходом выпрямителя, а к выводам обмотки ротора через контакты коммутирующего аппарата подключены пусковые резисторы.





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