УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ИХ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена в качестве устройства для испытаний асинхронных двигателей, обеспечивающего взаимную нагрузку испытуемых машин и экономию электрической энергии при испытании за счет возврата электрической энергии, вырабатываемой нагрузочным генератором, и использования ее для питания нагружаемого испытуемого двигателя.
Известны схемы испытаний асинхронных двигателей, реализующие аналогичный возврат электрической энергии, вырабатываемой нагрузочным генератором в сеть, использующие помимо испытуемых дополнительные электрические машины. Недостатком данных схем является то, что помимо потерь в испытуемых машинах в схему добавляются потери в дополнительных машинах, а также повышается стоимость испытательного стенда [1, 2].
Прототипом предлагаемой полезной модели является схема, предложенная в [3], и состоящая из двух испытуемых асинхронных электродвигателей, подключенных к однотипным частотным преобразователям. При этом каждый преобразователь состоит из выпрямительных блоков, звеньев постоянного тока, управляемых инверторов, цепи связи по постоянному току и управляемого тормозного модуля.
Недостатком аналога является избыточное применение в схеме сразу двух преобразователей частоты, в том случае, когда при испытании асинхронного двигателя номинальная частота его питающего напряжения совпадает с частотой промышленной сети и, следовательно, питание обмотки статора этого двигателя может осуществляться непосредственно от данной сети.
Прототипом предлагаемой полезной модели является устройство, состоящее из двух одинаковых двигателей подключаемых к общей промышленной сети, и механически связанных друг с другом, преобразователя частоты и группы контакторов, установленных с возможностью подключения каждого из двигателей к промышленной сети либо напрямую, либо через преобразователь частоты, при этом механическая связь валов двигателей выполнена посредством муфты [4].
Недостатком такой схемы является невозможность снятия механической характеристики двигателя при неизменной частоте напряжения, подаваемого на его обмотку статора от преобразователя частоты, тж. для увеличения нагрузки испытываемого двигателя необходимо увеличивать частоту питающего его напряжения.
Целью предлагаемой полезной модели является обеспечение снятия механической характеристики двигателя при неизменной частоте питающего напряжения, подаваемого на его обмотку статора.
Указанная цель достигается за счет применения в схеме преобразователя частоты, в составе которого используется два управляемых выпрямитель-инвертора, что позволяет передавать электрическую энергию через преобразователь частоты не только от промышленной сети к асинхронному двигателю, но и в обратном направлении, благодаря чему, в отличие от прототипа, испытываемой машиной в режиме двигателя является машина, подключенная непосредственно к промышленной сети, а нагрузочной - подключенная к преобразователю частоты.
Структурная схема предлагаемого устройства показана на фиг.
Схема состоит из двухзвенного преобразователя частоты 1, состоящего из управляемых выпрямитель-инверторов 1.1 и 1.3, звена постоянного тока 1.2, двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей 2 и 3, муфты 4, которая механически связывает между собой валы двигателей 2 и 3, позволяя их роторам вращаться с одинаковой угловой скоростью вокруг общей оси вращения, контакторов 5, 6, 7, 8.
Выход выпрямитель-инвертора 1.1 подсоединен к входу звена постоянного тока 1.2, выход звена постоянного тока 1.2 подсоединен к входу выпрямитель-инвертора 1.3, выход выпрямитель-инвертора 1.3 подсоединен к входу контакторов 5 и 7, выходы контакторов 5, 6, 7, 8 в соответствии с принципом работы, описанным далее, подсоединяются к входам (обмоткам статора) двигателей 2 и 3, валы которых механически связаны между собой посредством муфты 4.
Предлагаемое устройство имеет следующий принцип работы. Трехфазное напряжение от промышленной сети подается на вход преобразователя частоты 1 и на вход контакторов 6 и 8. Напряжение, поданное на вход преобразователя частоты 1, подается на вход его управляемого выпрямитель-инвертора 1.1. С выхода выпрямитель-инвертора 1.1 выпрямленное напряжение подается в звено постоянного тока 1.2. С выхода звена постоянного тока 1.2 напряжение подается на вход управляемого выпрямитель-инвертора 1.3. С выхода выпрямитель-инвертора 1.3, который является выходом преобразователя частоты, напряжение подается на вход контакторов 5 и 7. При этом контакторы могут находиться в двух рабочих положениях: 1) когда испытывается двигатель 3, а нагрузочной машиной является двигатель 2, контакторы 5 и 6 замкнуты, а 7 и 8 - разомкнуты, 2) когда испытывается двигатель 2, а нагрузочной машиной является двигатель 3, контакторы 7 и 8 замкнуты, а 5 и 6 - разомкнуты. С выхода замкнутых контакторов напряжение подается на соответствующие входы (обмотки статора) двигателей. Для создания испытываемому двигателю нагрузки, частота напряжения, подаваемого на вход нагрузочной машины уменьшается, при этом она переходит в генераторный режим.
Источники информации:
1. Жерве, Г.К. Промышленные испытания электрических машин / Г.К. Жерве; Изд. 4-е, сокр. и перераб. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984-408 с., ил.
2. Патент на полезную модель Р.Ф. №31068, МПК H02K 15/00, H02P 9/00, G01R 31/34, 2003.
3. Патент на изобретение Р.Ф. №2433419, МПК G01R 31/34, 2010.
4. Патент на полезную модель Р.Ф. №80018, МПК G01R 31/04, 2008.