RU2237345C2 - Two-engine electric drive - Google Patents
Two-engine electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237345C2 RU2237345C2 RU2002129861/09A RU2002129861A RU2237345C2 RU 2237345 C2 RU2237345 C2 RU 2237345C2 RU 2002129861/09 A RU2002129861/09 A RU 2002129861/09A RU 2002129861 A RU2002129861 A RU 2002129861A RU 2237345 C2 RU2237345 C2 RU 2237345C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rectifier
- motor
- phase
- rotor
- anode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах производственных механизмов, где двигатели работают на общую нагрузку, например на подъемно-транспортных механизмах.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of production mechanisms, where the engines operate at a common load, for example on hoisting-and-transport mechanisms.
Известен электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродвигателя, тиристорный коммутатор в цепи обмотки статоров электродвигателей, последовательно соединенные блок сравнения, усилитель и блок импульсно-фазового управления, выход которого соединен со входом тиристорного коммутатора, блок задания, два датчика скорости, каждый из которых установлен на валу соответствующего электродвигателя, генератор импульсов, переключатель, вход которого соединен с выходом датчиков скорости вращения, а выход которого соединен со входом блока сравнения [1]. Недостатком устройства является его сложность, так как необходима установка датчиков скорости, вращения, генератора импульсов и системы управления для выравнивания скоростей двигателей.Known AC electric drive containing two induction motors, a thyristor switch in the winding circuit of the stators of electric motors, a series-connected comparison unit, an amplifier and a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the input of the thyristor switch, a reference unit, two speed sensors, each of which is installed on the shaft of the corresponding electric motor, a pulse generator, a switch whose input is connected to the output of the speed sensors, and the output of which is connected to about the input of the comparison unit [1]. The disadvantage of this device is its complexity, since it is necessary to install speed sensors, rotation sensors, a pulse generator and a control system for aligning engine speeds.
Наиболее близким к предлагаемому является двухдвигательный электропривод, содержащий два асинхронных двигателя с фазным ротором, два нерегулируемых мостовых выпрямителя, причем вход первого выпрямителя подключен к обмоткам ротора первого двигателя, а вход второго выпрямителя подключен к обмоткам ротора второго двигателя, нерегулируемые мостовые выпрямители соединены между собой параллельно, причем положительный выход первого выпрямителя подключен к положительному выходу второго выпрямителя, а отрицательный выход первого выпрямителя подключен к отрицательному выходу второго выпрямителя, к положительным выходам нерегулируемых выпрямителей подключен положительный вход инвертора, выход которого подключен к обмоткам статоров двигателей, соединенным параллельно, а отрицательный вход инвертора подключен через сглаживающий реактор к отрицательному выходу питающего выпрямителя, а положительный выход питающего выпрямителя подключен к отрицательным выходам нерегулируемых выпрямителей, силовой вход питающего выпрямителя подключен к сети, а его управляющий вход подключен к устройству регулирования выходного напряжения, инвертор выполнен автономным, его управляющий блок подключен к устройству регулирования выходной частоты.Closest to the proposed one is a twin-motor drive containing two induction motors with a phase rotor, two unregulated bridge rectifiers, the input of the first rectifier connected to the rotor windings of the first motor, and the input of the second rectifier connected to the rotor windings of the second motor, unregulated bridge rectifiers connected together in parallel moreover, the positive output of the first rectifier is connected to the positive output of the second rectifier, and the negative output of the first It is connected to the negative output of the second rectifier, the positive input of the inverter is connected to the positive outputs of unregulated rectifiers, the output of which is connected to the motor stators windings connected in parallel, and the negative input of the inverter is connected through the smoothing reactor to the negative output of the supply rectifier, and the positive output of the supply rectifier is connected to negative outputs of unregulated rectifiers, the power input of the supply rectifier is connected to the network, and its control input is It is connected to the output voltage control device, the inverter is autonomous, its control unit is connected to the output frequency control device.
Недостатком данного устройства является его сложность, так как для регулирования частоты вращения двигателя необходимо одновременно изменять частоту на выходе инвертора и напряжение на выходе питающего выпрямителя с помощью блоков управления инвертором и выпрямителем, что требует использования двухканальной системы управления.The disadvantage of this device is its complexity, since to control the engine speed it is necessary to simultaneously change the frequency at the inverter output and the voltage at the output of the supply rectifier using the inverter and rectifier control units, which requires the use of a two-channel control system.
Предлагаемый двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором, два трехфазных мостовых выпрямителя, причем вход первого мостового выпрямителя подключен к обмоткам ротора первого двигателя, а вход второго мостового выпрямителя подключен к обмоткам ротора второго двигателя, еще один третий выпрямитель, вход которого подключен к питающей сети, трехфазный инвертор, выход которого подключен к обмоткам статоров двигателей, соединенным параллельно, первые два мостовых выпрямителя соединены между собой параллельно, причем положительный выход первого выпрямителя соединен с положительным выходом второго выпрямителя, а отрицательный выход первого выпрямителя соединен с отрицательным выходом второго выпрямителя, к положительным выходам этих двух выпрямителей подключен положительный вход трехфазного инвертора, отрицательный вход которого подключен к отрицательному выходу третьего выпрямителя, положительный вход которого подключен к одному выводу обмотки сглаживающего реактора, другой вывод обмотки которого подключен к отрицательным выводам двух параллельно соединенных мостовых выпрямителей, у которых вентили, составляющие группы отрицательного выхода выпрямителя, выполнены из диодов, а вентили, составляющие группы положительного выхода выпрямителя, выполнены из тиристоров, к управляющему входу каждого из шести тиристоров этих двух выпрямителей подключен катод одного из шести защитных диодов, аноды которых соединены в общую точку и подключены к одному выводу регулируемого резистора, к другому выводу которого подключены соединенные в общую точку катоды других шести диодов, анод первого из этих диодов подключен к первой фазе обмотки ротора первого двигателя, анод второго диода подключен ко второй фазе обмотки ротора первого двигателя, анод третьего диода подключен к третьей фазе обмотки ротора первого двигателя, анод четвертого диода подключен к первой фазе обмотки ротора второго двигателя, анод пятого диода подключен ко второй фазе обмотки ротора второго двигателя, а анод шестого диода подключен к третьей фазе обмотки ротора второго двигателя, к общей точке соединения положительных выходов первого и второго мостовых выпрямителей подключен катод дополнительного диода, анод которого подключен к общей точке соединения отрицательных выходов первого и второго мостовых выпрямителей.The proposed twin-motor drive contains two induction motors with a phase rotor, two three-phase bridge rectifiers, the input of the first bridge rectifier connected to the rotor windings of the first motor, and the input of the second bridge rectifier connected to the rotor windings of the second motor, another third rectifier, the input of which is connected to the power supply network, three-phase inverter, the output of which is connected to the windings of the stators of the motors connected in parallel, the first two bridge rectifiers are interconnected pa allele, moreover, the positive output of the first rectifier is connected to the positive output of the second rectifier, and the negative output of the first rectifier is connected to the negative output of the second rectifier, the positive input of these two rectifiers is connected to the positive input of the three-phase inverter, the negative input of which is connected to the negative output of the third rectifier, the positive input which is connected to one terminal of the winding of the smoothing reactor, the other terminal of the winding of which is connected to negative the outputs of two parallel-connected bridge rectifiers, in which the gates that make up the rectifier's negative output groups are made of diodes, and the gates that make up the rectifier's positive output groups are made of thyristors, the cathode of one of the six protective circuits is connected to the control input of each of the six thyristors of these two rectifiers diodes, the anodes of which are connected to a common point and connected to one terminal of an adjustable resistor, to the other terminal of which are connected the cathodes of other These are diodes, the anode of the first of these diodes is connected to the first phase of the rotor winding of the first motor, the anode of the second diode is connected to the second phase of the rotor winding of the first motor, the anode of the third diode is connected to the third phase of the rotor winding of the first motor, the anode of the fourth diode is connected to the first phase of the rotor winding of the second motor, the anode of the fifth diode is connected to the second phase of the rotor winding of the second engine, and the anode of the sixth diode is connected to the third phase of the rotor winding of the second motor, to the common point of connection of the positive outputs of the first the second and second bridge rectifiers connected to the cathode of the additional diode, the anode of which is connected to the common point of connection of the negative outputs of the first and second bridge rectifiers.
В данном двухдвигательном электроприводе скорости двигателей регулируются путем изменения величины сопротивления управляющего резистора, при этом обеспечивается синхронизация скоростей двигателей. Электропривод имеет простую конструкцию и высокую надежность.In this two-motor electric drive, the engine speeds are controlled by changing the resistance value of the control resistor, while synchronizing the speed of the engines. The electric drive has a simple design and high reliability.
На фиг.1 приведена электрическая схема устройства, на фиг.2 - экспериментальные механические характеристики.Figure 1 shows the electrical circuit of the device, figure 2 - experimental mechanical characteristics.
Двухдвигательный электропривод содержит два асинхронных двигателя 1 и 2, концы обмоток роторов двигателей подключены к входам мостовых выпрямителей 3 и 4, соединенных параллельно так, что положительный выход выпрямителя 3 соединен с положительным выводом выпрямителя 4 в общую точку 5, а отрицательный выход выпрямителя 3 соединен с отрицательным выходом выпрямителя 4 в общую точку 6, у выпрямителя 3 группа вентилей 7, соединенная с общей точкой 5 положительного выхода выпрямителей 3 и 4 выполнена из тиристоров, у этого же выпрямителя 3 группа вентилей 8, соединенная с общей точкой 6 отрицательного выхода выпрямителей 3 и 4, выполнена из диодов, у выпрямителей 4 группа вентилей 9, соединенная с общей точкой 5 положительного выхода выпрямителей 3 и 4, выполнена из тиристоров, у этого же выпрямителя 4 группа вентилей 10, соединенная с общей точкой 6 отрицательного выхода выпрямителей 3 и 4, выполнена из диодов. К общей точке 5 положительного выхода выпрямителей 3 и 4 подключен положительный вывод от входа трехфазного инвертора 11, отрицательный вывод от входа которого подключен к отрицательному выводу от выхода выпрямителя 12, вывод от положительного выхода которого подключен к первому выводу обмотки сглаживающего реактора 13, второй вывод обмотки которого подключен к общей точке 6 соединения выпрямителей 3 и 4, трехфазный выход инвертора 11 соединен с параллельно включенными трехфазными обмотками статоров двигателей 1 и 2, вход выпрямителя 12 подключен к питающей сети. К управляющему электроду тиристоров 7 выпрямителя 3 и тиристоров 9 выпрямителя 4 подключен катод одного из шести защитных диодов 14, аноды которых соединены в общую точку 15, к которой подключен один вывод регулируемого резистора 16, другой вывод которого подключен к общей точке 17, к которой также подключены катоды трех диодов 18, 19, 20 и еще трех диодов 21, 22, 23, анод диода 18 подключен к первой фазе обмотки ротора двигателя 1, анод диода 19 подключен ко второй фазе обмотки ротора двигателя 1, анод диода 20 подключен к третьей фазе обмотки ротора двигателя 1, анод диода 21 подключен к первой фазе обмотки ротора двигателя 2, анод диода 22 подключен ко второй фазе обмотки ротора двигателя 2, анод диода 23 подключен к третьей фазе обмотки ротора двигателя 2. К общей точке 5 соединения выпрямителей 3 и 4 подключен катод диода 24, а к общей точке 6 соединения выпрямителей 3 и 4 подключен анод диода 24.The twin-motor drive contains two
Двухдвигательный электропривод работает следующим образом. При включении выпрямителя 12 питающее напряжение подводится через реактор 13 и диод 24 ко входу инвертора 11, при включении которого напряжение с его выхода подается на параллельно соединенные обмотки статоров двигателей. В обмотках роторов двигателей 1, 2 наводится ЭДС. Напряжение с выводов обмоток ротора двигателя 1 через диоды 18-20, резистор 16 и защитные диоды 14 поступает на управляющие электроды группы тиристоров 7 выпрямителя 3, а напряжение с выводов обмоток ротора двигателя 2 через диоды 21-23, резистор 16 и защитные диоды 14 поступает на управляющие электроды группы тиристоров 9 выпрямителя 4. Группы тиристоров 7 и 9 открываются, и напряжение с выходов выпрямителей 3 и 4 складывается с напряжением на выходе выпрямителя 12 и это суммарное напряжение подается на вход инвертора 11.A twin-engine electric drive operates as follows. When the rectifier 12 is turned on, the supply voltage is supplied through the reactor 13 and the diode 24 to the input of the inverter 11, when turned on, the voltage from its output is supplied to the parallel connected windings of the stators of the motors. EMF is induced in the windings of the rotors of
Инвертор 11 является источником противоЭДС Еи, введенной в цепи роторов двигателей 1 и 2. Вместе с тем, сумма напряжения выпрямителя 12 Ud и выпрямленной ЭДС роторов двигателей E2d*S, пропорциональной скольжению S, больше ЭДС инвертора Еи, что определяет протекание тока в выпрямленной цепи Id:The inverter 11 is the source of the back EMF of Eu, introduced into the circuit of the rotors of the
где RЭ - эквивалентное суммарное сопротивление всех элементов, приведенное к выпрямленной цепи;where R E is the equivalent total resistance of all elements, reduced to a straightened circuit;
ΔUвΣ - суммарное падение напряжения на вентилях схемы.ΔU вΣ is the total voltage drop across the valves of the circuit.
При равенстве скоростей и скольжении двигателей ЭДС их обмоток роторов равны между собой . Если, например, двигатель 1 обогнал двигатель 2, его скольжение уменьшается S1<S2, тогда , и мостовой выпрямитель 4 подпирает мостовой выпрямитель 3. В результате эквивалентная противоЭДС в цепи ротора двигателя 1 становится больше, чем эквивалентная противоЭДС в цепи ротора двигателя 2, поэтому двигатель 1 подтормаживается и скорости двигателей выравниваются. Таким образом, в электроприводе осуществляется синхронизация скоростей двигателей.When the speeds are equal and the motors EMF slip, their rotor windings are equal to each other . If, for example,
В данном электроприводе обмотки статоров и роторов двигателей 1 и 2 с помощью звена постоянного тока соединены в общую электрическую цепь, и энергия скольжения двигателей передается из цепей роторов двигателей непосредственно в обмотки их статоров, обеспечивая электроприводу высокие энергетические показатели. Питающий выпрямитель 12 может быть неуправляемым, выполненным из диодов, в этом случае напряжение на его выходе Udo будет иметь постоянное значение Udo=const. На фиг.2 линия 1 показывает механическую характеристику при условии Udo=const и Rymin, то есть сопротивление резистора 16 имеет минимальное значение. В этом случае тиристорные группы 7 выпрямителя 3 при любой скорости двигателей 1 и 2 получают сигнал управления с обмоток роторов двигателей, достаточный для их открывания, т.е. работают в режиме диодов.In this electric drive, the windings of the stators and rotors of
При увеличении сопротивления Ry резистора 16 на нем возрастает падение напряжения от тока управления группами тиристоров 7 выпрямителя 3 и тиристоров 9 выпрямителя 4. Ток управления группами 7 и 9 тиристоров снижается. Если двигатели работали в точке А на линии 1 (см. фиг.2), то при увеличении сопротивления Ry тиристоры группы 7 выпрямителя 3 и группы 9 выпрямителя 4 получают ток управления, недостаточный для их открывания, поэтому эти тиристоры будут в закрытом состоянии. Токи роторов двигателей 1 и 2 прерываются, двигатели тормозятся до скорости W1, при этом скольжения S1 и S2 двигателей возрастают, ЭДС роторов двигателей и возрастают, следовательно, возрастает ток управления группами тиристоров выпрямителей 3 и 4. В точке Б на линии 2 (см. фиг.2) тиристоры выпрямителей 3 и 4 будут открытыми и двигатели 1 и 2 будут работать при установившейся скорости вращения. При изменении нагрузки на валах двигателей 1 и 2 при постоянном значении сопротивления Ry резистора 16 двигатели будут работать на механической характеристике, показанной на фиг.2 линией 2. При дальнейшем увеличении сопротивления Ry резистора 16 двигатели 1 и 2 перейдут на механическую характеристику с меньшей скоростью W2, показанной на фиг.2 линией 3. При еще большем увеличении сопротивления Ry резистора 16 двигатели 1 и 2 перейдут на механическую характеристику, показанную на фиг.2 линией 4 и т.д. Таким образом, установившуюся частоту вращения двигателей 1 и 2 регулируют путем изменения сопротивления Ry резистора 16.With increasing resistance Ry of the resistor 16, the voltage drop from the control current of the groups of thyristors 7 of the rectifier 3 and the thyristors 9 of the rectifier 4 increases on it. The control current of the groups 7 and 9 of the thyristors decreases. If the motors worked at point A on line 1 (see Fig. 2), then with an increase in resistance Ry, the thyristors of group 7 of rectifier 3 and group 9 of rectifier 4 receive a control current insufficient to open them, so these thyristors will be in a closed state. The rotor currents of the
В данном устройстве инвертор 11 обеспечивает только одну частоту напряжения на выходе, равную номинальной частоте двигателей, что значительно упрощает конструкцию инвертора, снижает его стоимость и повышает надежность. Питающий выпрямитель 12 может быть нерегулируемым, выполненным из диодов, что упрощает его конструкцию, снижает его стоимость и повышает надежность.In this device, the inverter 11 provides only one frequency of the output voltage equal to the rated frequency of the motors, which greatly simplifies the design of the inverter, reduces its cost and increases reliability. The supply rectifier 12 can be unregulated, made of diodes, which simplifies its design, reduces its cost and increases reliability.
Таким образом, двухдвигательный электропривод имеет простую и надежную систему регулирования угловой скорости двигателей вниз от основной скорости с диапазоном регулирования до 10:1, при этом энергия скольжения из обмотки ротора возвращается в обмотку статора, что обеспечивает экономичность работы электропривода при любой угловой скорости двигателя. Кроме того, в двухдвигательном электроприводе обеспечена синхронизация угловых скоростей двигателей.Thus, the twin-motor drive has a simple and reliable system for controlling the angular speed of motors down from the main speed with a control range of up to 10: 1, while the sliding energy from the rotor winding is returned to the stator winding, which ensures the economical operation of the electric drive at any angular speed of the motor. In addition, in a twin-engine electric drive, the synchronization of the angular speeds of the engines is provided.
Литературные источникиLiterary sources
1. Авторское свидетельство СССР № 904171, МКИ Н 02 Р 5/46, 13.06.80.1. USSR author's certificate No. 904171, MKI N 02 P 5/46, 13.06.80.
2. Патент РФ № 2160495. Двухдвигательный электропривод, В.Н.Мещеряков, В.В.Федоров, Д.С.Осипов, МКИ Н 02 Р 7/74, 10.12.2000, бюл. № 34.2. RF patent No. 2160495. Twin-engine electric drive, V. N. Meshcheryakov, V. V. Fedorov, D. S. Osipov, MKI N 02 P 7/74, 10.12.2000, bull. Number 34.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129861/09A RU2237345C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Two-engine electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129861/09A RU2237345C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Two-engine electric drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002129861A RU2002129861A (en) | 2004-06-10 |
RU2237345C2 true RU2237345C2 (en) | 2004-09-27 |
Family
ID=33433145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002129861/09A RU2237345C2 (en) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | Two-engine electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237345C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104967367A (en) * | 2015-06-04 | 2015-10-07 | 江苏国电南自海吉科技有限公司 | Intelligent power supply switch designing method by parallel connection of thyristor and power relay |
RU2601740C1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-11-10 | Светлана Владимировна Гаврилова | Device for matched rotation of asynchronous motors with squirrel-cage rotors |
RU2621665C2 (en) * | 2016-04-26 | 2017-06-07 | Александр Абрамович Часовской | Electromechanical control device |
-
2002
- 2002-11-06 RU RU2002129861/09A patent/RU2237345C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104967367A (en) * | 2015-06-04 | 2015-10-07 | 江苏国电南自海吉科技有限公司 | Intelligent power supply switch designing method by parallel connection of thyristor and power relay |
RU2601740C1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-11-10 | Светлана Владимировна Гаврилова | Device for matched rotation of asynchronous motors with squirrel-cage rotors |
RU2621665C2 (en) * | 2016-04-26 | 2017-06-07 | Александр Абрамович Часовской | Electromechanical control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7170261B2 (en) | Generator with dual cycloconverter for 120/240 VAC operation | |
US5029263A (en) | Electric start control of a VSCF system | |
US4511835A (en) | Voltage-controlled, inverter-motor system | |
IL46573A (en) | Field excitation system for a synchronous machine utilizing a rotating transformer/brushless exciter generating combination | |
EP2553795A1 (en) | Pm brushless motor drive circuit topology and control | |
US6051953A (en) | Brushless exciterless field system for AC synchronous machines | |
RU2237345C2 (en) | Two-engine electric drive | |
JPH1118489A (en) | Drive controller for synchronous motor | |
EP1174998A1 (en) | Brushless motor,method and circuit for its control | |
Amudhavalli et al. | Speed control of an induction motor by V/F method using an improved Z source inverter | |
CN110771032A (en) | Power generation system | |
RU2160495C2 (en) | Dual-motor electric drive | |
RU2076450C1 (en) | Method for regulation of rotation frequency of double-supply electric motor and device which implements said method | |
SU1709489A1 (en) | Controller of three-phase asynchronous motor | |
RU180843U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR | |
Singh et al. | Comparison of Converter Control Strategies for a Switched Reluctance Machine | |
SU1431025A1 (en) | A.c. electric drive | |
RU2342766C1 (en) | Synchronous induction motor | |
RU2407141C1 (en) | Frequency electric drive | |
SU1184117A1 (en) | A.c.electric drive | |
SU1661958A1 (en) | Multi-motor ac drive | |
WO2024229549A1 (en) | Switched reluctance motor drive for operation-critical applications | |
RU2457609C2 (en) | Transformer-contactless synchronous motorassembly | |
SU1713074A1 (en) | Group induction torque-motor drive | |
RU2027293C1 (en) | Converter of the three-phase alternating current into the alternating one |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041107 |