CC BY
5СОГЛАСОВАНИЕ ВРАЩЕНИЯ ДВУХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С _КОРОТКОЗАМКНУТЫМИ РОТОРАМИ
Бодров Евгений Эдуардович
Канд. техн. наук, доцент кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск
Мубаракшин Ахтиам Радикович
Студент 4 курса кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск
Ахметдинов Дмитрий Александрович
Студент 4 курса кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск
Моисеев Владимир Сергеевич
Студент 4 курса кафедры автоматизированных систем управления ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск
ADJUSTMENT OF ROTATION THE TWO INDUCTION MOTORS WITH SQUIRREL-CAGE ROTOR
Yevgeny Eduardovich Bodrov, Candidate of technical science, associate professor of the department of electronics and
microelectronics FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Mubarakshin Akhtiam Radikovich, 4th year student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Ahmetdinov Dmitry Aleksandrovich, 4th year student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Moiseyev Vladimir Sergeevich, 4th year student of the Department of the automated control systems FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматриваются основные типы приводных механизмов, их достоинства и недостатки, область применения, а также сравнение также в статье приводится зависимость удельной мощности от абсолютной, на основании которой, мы делаем вывод об эффективности использования того или иного привода. ABSTRACT
This article is focused at the main types of acuators, their advantages and disadvantages, application area and the power, from which we conclude about the effectiveness of the use of a drive.
Ключевые слова: асинхронные двигатели; ротор; привод; механизм; статор; согласование. Keywords: asynchronous moto; a rotor drive mechanism; the stator; matching.
С ростом технического прогресса вместо индивидуального и группового привода стал использоваться многодвигательный привод [1]. Множество небольших двигателей обеспечивают требуемую мощность для рабочих агрегатов большой мощности.
Группы машин, двигатели которых должны вращаться с одинаковой скоростью, являются некоторой трудностью на этапе разработки системы привода. Решение этой проблемы лежит в согласовании вращения, которое может быть достигнуто с помощью механических средств (валы и редукторы) и электрических средств, которые на данный момент имеют наибольшее распространение. Одним из способов является внедрение электродвигателей, которые согласованно управляются и имеют регулируемую скорость вращения. Этот способ позволяет контролировать вышеперечисленные параметры.
В реализуемых на данный момент схемах согласо-
ванного вращения системы с двумя двигателями к сети трехфазного тока подключаются параллельно обмотки статора этих машин. Несмотря на распространённость данного способа применяются и другие способы, способные дать более лучший результат в определённых условиях. Одним из способов является разводка обмоток статора и в этом случае одна обмотка обеспечивает согласование управления, а вторая подключается к сети (рисунок 1).
Механизм имеет в своем составе два асинхронных двигателя (в дальнейшем АД) 1 и 2 с короткозамкнуты-ми (в дальнейшем КЗ) роторами, причем обмотки на статорах включены независимо друг от друга. Начала обмоток статора 3 АД 1 включаются в сеть, а концы обмоток присоединяются к трехфазному выпрямителю 4, к которому подключается биполярный транзистор 5, база которого соединена с выходом широтно-импульс-ного модулятора (в дальнейшем ШИМ) 6.
Рисунок 1. Схема реализации механизма согласования вращения АД с КЗ ротором
Начала обмоток статора 7 АД 2 включаются в сеть, а концы обмоток присоединяются к трехфазному выпрямителю 8, к которому подключается биполярный транзистор 9, база которого соединена с выходом ШИМ 10. Оставшуюся часть обмоток 11 статора АД 1 присоединяют способом соединения «звезда», выводы и нулевую точку данного соединения включаются в четырехпроводную линию связи 12. Аналогичным способом соединены оставшаяся часть обмоток 13 АД 2 с КЗ ротором и четырехпроводная линия связи 12. Первичная обмотка трансформатора тока 14 включена в одну из фаз линий связи 12, а к его вторичной обмотке подключены шунт 15 и вход ФЧВ 16. Вход синхронизации ФЧВ подключается к сети, а выходной сигнал с ФЧВ, проходящий через корректирующее звено 17 поступает на вход сумматора 19 и на инвертирующий вход сумматора 18. На другие входы сумматоров поступает напряжение, эквивалентное заданному. Результирующий вывод сумматора 18 соединяется с ШИМ 6, а результирующий вывод сумматора 19 соединяются с ШИМ 10.
Механизм работает следующим образом: напряжение задания изад через сумматоры 18 и 19 поступает на входы широтно-импульсных модуляторов 6 и 10, которые, в свою очередь, формируют управляющие импульсы для переключения транзисторов 5 и 6. Скважность импульсов пропорциональна величине изад. Изменение скважности регулирует действующее значение напряжения, поступающего на группы обмоток 3 и 7 асинхронных двигателей 1 и 2. При этом изменяется скорость вращения асинхронных двигателей 1
и 2 [2].
Если скорости вращения АД 1 и 2 равны, то величины электродвижущих сил на обмотках 11 и 13 эквивалентны, поэтому линия связи 12 обесточена. При рассогласовании вращения АД 1 и 2 происходит неравенство величин электродвижущих сил обмоток 11 и 13, и тогда появляются балансирующие токи в линии связи 12, которые создают двигательный момент для двигателя с маленькой скоростью вращения, тог-
да как для двигателя с большой скоростью создается тормозящий момент. Из-за несовершенства элементов системы будет присутствовать статическая ошибка, из-за которой будет протекать остаточный балансирующий ток по линии связи 12. Ток со вторичной обмотки трансформатора, проходя через шунт 12, формирует напряжение эквивалентное остаточному балансирующему току, которое поступает на вход ФЧВ 16. Сигнал рассогласования, формируемый ФЧВ, будет зависеть от амплитуды и фазы тока. Для того чтобы компенсировать статическую ошибку используется корректирующее звено 17, на вход которого поступает сигнал с ФЧВ 16. С вывода корректирующего звена 17 сигнал приходит на вход сумматора 19 и на инвертирующий вход сумматора 18. Данный сигнал выступит в роли отрицательной обратной связи для двигателя, имеющего большую скорость, и в роли положительной обратной связи для двигателя с меньшей скоростью. В первом случае это приведет к уменьшению скважности коммутации транзистора, а во втором к её увеличению. Все это приводит к уменьшению статической ошибки.
Достоинством данного механизма является простота конструкции и надежность в использовании, универсальность в применении среди большого диапазона скоростей и направлений вращений.
Список литературы:
1. Ankita Dwivedi Equivalence Between Squirrel Cage and Sheet Rotor Induction Motor / Ankita Dwivedi , S. K. Singh, R. K. Srivastava // Journal of The Institution of Engineers (India): Series B. Electrical, Electronics & Telecommunication and Computer Engineering. 2015.
2. С.В. Гаврилова Устройство согласованного вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами / С.В. Гаврилова, Э.И. Михайлов, Н.В. Байра-мов // Энергетические и электротехнические системы: междунар. сб. науч. трудов. - Вып. 2 - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2015 г. 254-257 с.
