книги из ГПНТБ / Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением

(СРД-Р), синхронные редукторные двигатели с непод­ вижной обмоткой возбуждения (СРД), асинхронные ре­

является низкая частота вращения при относительно вы­ соких частотах питания Q|. Важным обстоятельством является и то, что электромагнитные моменты редуктор­ ных машин значительно больше, чем моменты обычных^ машин при одном и том же весе. При этом у редуктор­ ных машин отношение момента к моменту инерции рото­ ра существенно больше, чем у машин постоянного тока, что позволяет проектировать замкнутые системы регу-

60

пусковые свойства двигателей не принимаются во вни­ мание, так как .пуск двигателя в общепринятом понима­ нии в приводе с частотно-токовым управлением отсутст­ вует—фаза (частота) токов двигателя находится в строгом соответствии с угловым положением (скоро­ стью) ротора. Поэтому не следует отдавать предпочте­ ние тем двигателям, у которых пусковые характеристики являются лучшими (например, АРД).

На рис. 1-20 дана схема обобщенной редукторной машины, имеющей число зубцов на статоре zit число зубцов на роторе % и двухполюсные, двухфазные обмот­ ки Wj, wg на статоре и wq, Wd на роторе, которые условно показаны в виде сосредоточенных обмоток. Обмотка воз­ буждения, необходимая для СРД-А, на этом рисунке не показана.

Для анализа привода с редукторной машиной необ­ ходимо выразить момент машины через токи, индуктив­ ности и взаимные индуктивности ее обмоток. Индуктив­ ности и взаимные индуктивности обмоток редукторных машин могут быть определены в результате рассмотре­ ния картины поля в воздушном зазоре машины с исполь­ зованием методики, изложенной в [Л. 21]. Будем считать, что каждая из относительных проводимостей воздушного зазора редукторных машин содержит только постоянную составляющую и первую зубцовую гармонику. Такое допущение можно принять, так как, во-первых, при кон­ струировании редукторных машин выбирают такую кон­ фигурацию пазов статора и ротора, при которой высшие зубцовые гармоники относительных проводимостей были бы сведены к минимуму (Л. 24, 25], а, во-вторых, влияние зубцовых гармоник сказывается в первую очередь на пусковых характеристиках машин, которые в регулируе­ мых приводах, как уже говорилось, не представляют особого интереса. Будем также считать, что все обмотки редукторной машины имеют синусоидальное распреде­ ление проводников вдоль зазора, а следовательно, и н. с. обмоток имеют синусоидальное распределение.

а) Привод с СРД-Р

61

Тогда вышеприведенное условие записывается в виде

в сторону вращения поля. Обычно обмотки у СРД-Р рас­ полагают на статоре, так как в этом случае он оказыва­ ется бесконтактным. В соответствии с этим будем учи­ тывать ДЛЯ СРД-Р ТОЛЬКО ОбМ'ОТКИ Wg И Wj.

Из [Л. 24, 25] известно, что для СРД-Р коэффициент

Руководствуясь методикой из [Л. 21] и принимая во внимание сделанные выше допущения, получаем:

с соответствующими величинами реактивной синхронной машины. Разница заключается в наличии коэффициента редукции /СР, а также в знаке минус перед выражением

ся к построению привода с реактивной синхронной ма­

62

вода с СРД-Р аналогично выражению момента для при-

б) Привод с СРД-А

На рис. 1-21 .представлена схема редукторного двух­ полюсного двигателя с аксиальным возбуждением. Для СРД-А должно выполняться условие

с СРД-Р, двигатель вращается в сторону, противопо­ ложную направлению вращения поля машины, создавае­ мого обмотками статора. На продольном разрезе двига­ теля обмотки статора условно показаны как сосредото­ ченные. Обмотка аксиального возбуждения w0 создает аксиальный магнитный поток (на рис. 1-21 пути потока показаны замкнутыми линиями со стрелками). Возбуж-

_ дение двигателя может осуществляться и с помощью магнита. Ротор двигателя показан в таком положении, когда максимальная проводимость совпадает с вертикаль­ ной осью, что приводит к увеличению потока аксиального возбуждения в верхней части двигателя. Отметим, что при двухполюсном исполнении СРД-А появляются нескомпен-

63

с неявновыраженными полюсами, у которой эквивалент­ ное число пар полюсов равно z2.

Так как угловая скорость поля СРД-А в z2 раз выше скорости его вала, то датчик углового положения 4 (рис. 1-4) должен быть связан с ротором двигателя 1

в случае, когда Zi>z2 и двигатель вращается в сторону, противоположную направлению вращения поля статора, получение положительного момента возможно при зна­

шины с неявновыраженными полюсами. Механические характеристики привода на основе СРД-А в линейной зоне не отличаются от характеристик рис. 1-5. Для этого привода справедливы все рассуждения, сделанные в'§ 1-4 относительно синхронной машины с неявновыраженными полюсами.

1-8. ПРИВОД С ДВИГАТЕЛЕМ, И М Е Ю Щ И М КАТЯЩИЙСЯ РОТОР

Двигатель с катящимся ротором представляет собой тихоходную машину с большим моментом [Л. 3,4] и от­ носится к классу машин с электромеханической редук­ цией. Принцип его работы основан на использовании сил одностороннего притяжения эксцентрично расположен­ ного в расточке статора ротора. На рис. 1-22 показана одна из возможных схем двигателя с катящимся рото­ ром ДКР . В пазах статора ДК Р располагается двухфаз-

вращается в сторону, противоположную вращению поля машины, а при Di<D2 — в ту же сторону, что и поле.

Чтобы ротор не пробуксовывал на катках, последние выполняют в виде шестерен со специальной формой зуб­ цов. Двигатель с катящимся ротором имеет много обще­ го с двухполюсным СРД-А, в котором направление вра­ щения определяется соотношением зубцов ротора и ста­ тора. Роль чисел зубцов Z[ и z2 в ДКР выполняют диа­ метры катков Dy и D2. Коэффициент редукции /<р, равный абсолютной величине отношения частоты вращения по­ ля к частоте вращения вала двигателя, определяется из (1-107)

оси максимальной проводимости (минимальный зазор б),

тивностей обмоток ДК Р можно получить, рассматривая картину поля в воздушном зазоре этого двигателя. При­ нимая распределение витков статорных обмоток сину­ соидальным и пренебрегая «паразитным» зазором дви­

люсной машины, можно убедиться в их аналогии. Раз­

вести с синхронной машиной с числом пар полюсов, рав-

когда ротор вращается в сторону, противоположную вра­ щению поля статора, для получения положительного мо­

(§ 1-4). Механические характеристики привода с Д К Р аналогичны характеристикам рис. 1-5.

1-9. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРИВОДА С М А Ш И Н О Й С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ РЕДУКЦИЕЙ СКОРОСТИ

Различные типы редукторных двигателей и двигатель с катящимся ротором относятся к классу машин с элек­ тромеханической редукцией, так как у них осуществля­ ется редукция между угловой скоростью поля и угловой скоростью ротора.

При построении приводов на основе двигателей с электромеханической редукцией датчик углового поло­ жения 4 (рис. 1-4), если он является двухполюсной ма­ шиной, должен быть связан с валом машины 1 через ре­ дуктор с коэффициентом редукции Л', равным частотно­

положения вала 4 использовать обычный СКВТ, то схе­ ма привода на основе машины с электромеханической

68

ны имеют однофазную обмотку возбуждения и трехфаз­ ную выходную обмотку. Поэтому в схеме привода их используют в качестве фазовращателей: питают много­ фазную обмотку трехфазным напряжением, а с обмотки возбуждения снимают напряжение, фаза которого строго определяется угловым положением ротора редуктосина (ротора машины).

Рассмотрим схему привода, в которой в качестве дат­ чика углового положения вала машины используется редуктосим, работающий в качестве фазовращателя. Эта схема представляет интерес не только для приводов на основе машин с электромеханической редукцией. При использовании в приводах с синхронными и асинхронны­ ми машинами датчика углового положения с фигурным ротором (Л. 14] последний тоже используется в качестве фазовращателя.

При применении в схеме привода фазовращателя воз­ никают трудности в получении синусоидальной формы токов, питающих машину переменного тока. Эти трудно­ сти исчезают при использовании трехфазной машины пе­ ременного тока.

На рис. 1-23 приведена структурная схема привода на основе машины с электромеханической редукцией. С ва­ лом машины 1 соединен ротор редуктосина 4. Трехфаз­ ная обмотка редуктосина питается трехфазным напря­ жением

69