УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам для электрических испытаний и может быть использована для экспериментальных исследований аварийных режимов работы электроприводов переменного тока.
Известен учебно-лабораторный стенд для изучения электрических машин и электроприводов (RU 2473921 C1, МПК (2006.01) G01R31/34, опубл. 20.09.2011), выбранный в качестве прототипа, содержащий тормозное устройство, электрические машины переменного и постоянного тока, размещенные на монтажной раме, муфту, фотоэлектрический датчик угла поворота вала и блок управления, электрических измерений и индикации, состоящий из датчиков силы тока с аналоговыми выходами, источников электропитания, пульта управления наборного поля с клеммами, жидкокристаллического индикатора и комплекта соединительных проводов. Испытываемые электромашины переменного и постоянного тока соединены между собой выходными валами через промежуточные редукторы и муфту. Выходы инверторов подключены к обмоткам электрической машины переменного тока, а их входы - к двум выходам микроконтроллера. Выход широтно-импульсного модулятора подключен к обмотке электрической машины постоянного тока, а его вход - к третьему выходу микроконтроллера.
С помощью этого стенда невозможно проводить испытания аварийных и неполнофазных режимов работы электроприводов переменного тока.
Задачей полезной модели является проведение испытаний аварийных и неполнофазных режимов работы электропривода переменного тока.
Поставленная задача решена за счет того, что установка для исследований режимов работы электродвигателей переменного тока, также как в прототипе, содержит двигатель переменного тока и машину постоянного тока, размещенные на монтажной раме, муфту, датчики тока и блок электрических измерений и управления.
Согласно полезной модели машина постоянного тока через муфту соединена с двигателем переменного тока, один конец вала которого соединен с датчиком скорости. К каждой фазе машины переменного тока подключен соответствующий датчик тока, соединенный с соответствующим управляемым ключом с двухсторонней проводимостью, который подключен к соответствующему выводу источника питания переменного тока. Точка соединения обмоток статора машины переменного тока соединена с четвертым датчиком тока, который подключен к четвертому управляемому ключу с двухсторонней проводимостью, связанному с нейтралью источника питания переменного тока. К якорной обмотке машины постоянного тока подключен пятый датчик тока, который соединен с блоком нагрузки, подключенным к машине постоянного тока. Датчик напряжения подключен параллельно блоку нагрузки. Все датчики тока, датчик напряжения и датчик скорости, управляющие выводы всех ключей с двухсторонней проводимостью подключены к блоку электрических измерений и управления.
Заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет проводить испытания как номинальных, так и аварийных и неполнофазных режимов работы электроприводов переменного тока.
На фиг.1 представлена функциональная схема установки для исследований режимов работы электродвигателей переменного тока.
Установка для исследований режимов работы электродвигателей переменного тока содержит двигатель переменного тока 1 (Д), каждая фаза обмотки статора которого подключена к соответствующему датчику тока 2, 3, 4, который подключен к соответствующему ключу с двухсторонней проводимостью 5, 6, 7, каждый из которых соединен с соответствующими выводами 8, 9, 10 источника питания переменного тока. Точка соединения обмоток статора двигателя переменного тока 1 (Д) подключена к датчику тока 11, который соединен с ключом с двухсторонней проводимостью 12, подключенному к нейтрали 13 источника питания переменного тока. Один конец вала двигателя переменного тока 1 (Д) соединен с датчиком скорости 14 (ДС). К якорной обмотке машины постоянного тока 15 (МПТ) подключен датчик тока 16. К датчику тока 16 и к машине постоянного тока 15 (МПТ) подключен блок нагрузки 17 (БН), параллельно которому подключен датчик напряжения 18 (ДН). Выходы датчиков тока 2, 3, 4, 11, 16, напряжения 18 (ДН) и скорости 14 (ДС), управляющие выводы ключей с двухсторонней проводимостью 5, 6, 7, 12 подключены к блоку электрических измерений и управления 19 (БИУ). Двигатель переменного тока 1 (Д) и машина постоянного тока 2 (МПТ) соединены через муфту 20 и установлены на монтажную раму (не показана).
В качестве двигателя переменного тока 1 (Д) можно выбрать любой трехфазный двигатель переменного тока (синхронный или асинхронный), например, АИР63А2. В качестве машины постоянного тока 15 (МПТ) может выступать высокомометный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов типа 1ПИ 12.11. В качестве датчиков тока 2, 3, 4, 11, 16 могут быть использованы стандартные датчики с гальванической развязкой, например, модули ЛЕМ типа LA 25-NP. Датчик скорости 14 (ДС) может быть любого типа с аналоговым или цифровым выходом, например ДТА-4. В качестве датчика напряжения 18 (ДН) может быть использован датчик измерения постоянного и переменного напряжения ДНХ. В качестве полностью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью 5, 6, 7, 12 могут быть использованы симисторы. В роли блок нагрузки 17 (БН) может выступать программируемая электронная нагрузка АТН-8060. В качестве блока электрических измерений и управления 19 (БИУ) может быть использован измерительно-вычислительный комплекс MIC-400.
При замкнутых ключах с двухсторонней проводимостью 5, 6, 7 происходит подключение фаз обмоток статора исследуемого двигателя переменного тока 1 (Д) к выводам источника питания переменного тока 8, 9, 10. Датчики тока 2, 3, 4 фиксируют значения статорных токов двигателя переменного тока 1 (Д), а датчик тока 11 фиксирует значение тока, протекающего по нейтральному проводу. Датчик скорости 14 (ДС) фиксирует частоту вращения ротора двигателя переменного тока 1 (Д). Датчик напряжения 18 (ДН) фиксирует напряжение на выводах машины постоянного тока 15 (МПТ), а датчик тока 16 - силу тока, протекающего по ее якорной обмотки. Данные с датчиков тока 2, 3, 4, 11, 16, датчика напряжения 18 (ДН), датчика скорости 14 (ДС) поступают в блок электрических измерений и управления 19 (БИУ). С помощью блока нагрузки 17 (БН) изменяют нагрузку машины постоянного тока 15 (МПТ), обеспечивая этим регулирование момента нагрузки двигателя переменного тока 1 (Д). На основе полученных данных блок электрических измерений и управления 19 (БИУ) производит построение механических и электромеханических характеристик для различных режимов работы двигателя переменного тока 1 (Д). Блок электрических измерений и управления 19 (БИУ) вырабатывает статический или импульсный сигнал на отключения ключа с двухсторонней проводимостью, например, ключа 5. Двигатель переменного тока 1 (Д) переходит в аварийный режим работы. По данным, поступившим в блок электрических измерений и управления 19 (БИУ) с датчиков тока 2, 3, 4, 11, 16, датчика напряжения 18 (ДН), датчика скорости 14 (ДС), производится построение электромеханических и механических характеристик двигателя переменного тока 1 (Д) в аварийном режиме работы. Переключением ключа с двухсторонней проводимостью 12 осуществляют выбор схемы включения двигателя переменного тока 1 (Д) - со связанными или с развязанными фазами.