Способ вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с номинальным напряжением якоря более 600В и мощностью более 3МВт для проточки коллектора
METHOD OF DC MOTOR ARMATURE ROTATION WITH INDEPENDENT EXCITATION WITH ARMATURE RATED VOLTAGE OF MORE THAN 600V AND POWER OF MORE THAN 3MW FOR COLLECTOR BORE

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
Известен способ вращения якоря двигателя постоянного тока для проточки коллектора без напряжения на специализированном станке [1] (Б.К. Клоков «Обмотчик электрических машин», учебник для профтехучилищ. - М. Высшая школа, 1982 - 220 стр.), по которому вращение якоря осуществляется на специализированном станке от вспомогательного двигателя посредством механической связи, а передача крутящего момента производится от механически сопряженного двигателя.
Недостатком этого способа является транспортировка якоря двигателя на место ремонта, что влечет за собой остановку производства на длительный срок и затраты, связанные с транспортировкой.
Известен способ вращения якоря двигателя без напряжения в своих подшипниках от вспомогательного двигателя [2] (Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи, стр. 372), по которому вращение якоря двигателя постоянного тока производится без напряжения в своих подшипниках от механически сопряженного вспомогательного двигателя.
Недостатком этого способа является отсутствие вспомогательного двигателя, либо невозможность установки вспомогательного двигателя в связи с конструктивными ограничениями в случаях, не предусмотренными проектом.
Наиболее близким к изобретению является способ вращения якоря двигателя для проточки коллектора под напряжением с использованием схемы «Генератор-двигатель» (Г-Д) [3] (Ройзен С.С. Магнитные усилители в электроприводе и автоматике, стр. 323), по которому вращение якоря двигателя постоянного тока производится путем подачи напряжения от генератора на якорную обмотку.
Недостатком этого способа является опасность поражения электрическим током персонала, а также повреждения коллектора в случае аварийного повышения напряжения на коллекторе до номинального значения.
Техническим результатом изобретения является обеспечение вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением для проточки коллектора в своих подшипниках без использования вспомогательного двигателя, а также выполнение проточки коллектора при амплитудном значении напряжения на якоре двигателя, не превышающего   UМ < 300 В, что обеспечит электрическую безопасность персонала, предотвратит порчу коллектора, возникающую вследствие дугового разряда между пластинами от взаимодействия с резцом либо стружкой.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря тому, что в способе вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с номинальным напряжением якоря более 600В  и мощностью более 3МВт для проточки коллектора в качестве источника питания якорного тиристорного преобразователя используют трехфазный трансформатор с номинальным напряжением вентильной обмотки U2L = 203 - 208В, который служит для питания якорного тиристорного преобразователя двигателя, что обеспечивает напряжение на якоре двигателя постоянного тока с независимым возбуждением не превышающего амплитудного значения UМ < 300В.
Сущность предложенного способа заключается в следующем: трансформатор с номинальным напряжением вентильной обмотки U2L = 203 - 208В подключают к якорному тиристорному преобразователю, что обеспечивает амплитудное значение напряжения на якоре двигателя постоянного тока с независимым возбуждением не превышающего UМ <300 В.
Техническое решение позволяет производить проточку якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в случаях отсутствия схемы питания двигателя от генератора или отсутствия вспомогательного двигателя на валу, исключить затраты на монтаж вспомогательного двигателя, а также затраты на транспортировку якоря для проточки на специализированном станке.
Опытные испытания, предлагаемого способа, проведенные в рельсобалочном цехе АО «ЕВРАЗ НТМК» на участке машинного зала главных приводов подтвердили работоспособность и целесообразность промышленного применения способа.
Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором изображена:
Фиг. 1 функциональная схема подключения устройства для реализации предлагаемого способа вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с номинальным напряжением якоря более 600В и мощностью более 3МВт для проточки коллектора.
Функциональная схема подключения устройств для реализации предлагаемого способа I содержит: двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) 1 с якорем (Я) 2 и обмоткой возбуждения 3; якорный тиристорный преобразователь (ТП) 4; трехфазный трансформатор с номинальным напряжением вентильной обмотки U2L = 203 - 208В (Тр) 5, соединенные между собой электрической связью 6.
Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) 1 подключен к выходу якорного тиристорного преобразователя (ТП)4, вход которого соединен с выходом трансформатора 5 с номинальным напряжением вентильной обмотки U2L = 203 - 208В.
Способ работает следующим образом. Якорь 2 двигателя постоянного тока с независимым возбуждением 1 подключается к якорному тиристорному преобразователю 4, который является преобразователем электрической энергии трехфазного переменного тока в энергию постоянного тока. Якорный тиристорный преобразователь 4 подключается к трехфазному трансформатору 5 с номинальным напряжением вентильной обмотки U2L = 203 - 208В. Расчетное амплитудное значение выпрямленного напряжения вычисляю по формуле:
UM = U2L*√2=208*√2 = 294В         (1),
Где:
UM - амплитудное значение выпрямленного напряжения;
U2L - линейное напряжением вентильной обмотки трансформатора 5.
Измеренное амплитудное значение выпрямленного напряжения UM на якоре 5 во время проточки коллектора не превышает 300В.
Выполнение проточки коллектора при амплитудном значении напряжения на якоре 2 двигателя постоянного тока с независимым возбуждением 1, не превышающего   UМ <300В обеспечивает электрическую безопасности персонала, предотвращает порчу коллектора, возникающую из-за дугового разряда между пластинами от взаимодействия с резцом либо стружкой.
Предлагаемый способ вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с номинальным напряжением якоря более 600В и мощностью более 3МВт для проточки коллектора позволяет:
- производить проточку якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в случаях отсутствия схемы питания двигателя от генератора;
- производить проточку якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в случаях отсутствия вспомогательного двигателя на валу;
- исключить затраты на монтаж вспомогательного двигателя;
- исключить затраты на транспортировку якоря для проточки на специализированном станке;
- обеспечить электрическую безопасность персонала;
- избежать предотвращение порчи коллектора, возникающую вследствие дугового разряда между пластинами от взаимодействия с резцом либо стружкой.
Источники информации
[1] Б.К. Клоков «Обмотчик электрических машин», учебник для профтехучилищ. - М. Высшая школа, 1982 – 220стр.;
[2] Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи, стр. 372.
[3] Ройзен С.С. Магнитные усилители в электроприводе и автоматике, стр. 323.