Устройство для синхронизации электрических машин

Класс 21с, 65„;

21 CL, 42га

Р4 54921

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

И ЭЛЕКТРОПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегислгрировано в Бюро по изобретений / овплана при НК

А. Д, Дроздов и Л. И, Гутенмахер, Устройство для синхронизации электричес

Заявлено 28 апреля 1938 года эа K 16415.

Опубликовано 31 мая 1939 года.

Предлагаемое изобретение касается уже известных устройств, предназначенных для синхронизации электрических машин и снабженных двумя подвижными системами, одна из которых, состоящая из металлического диска, вращается при помощи синхроноскопа пропорционально разности частот (скольжению).

Изобретение состоит в особой форме выполнения подобного устройства и, в частности, второй подвижной системы.

Устройство предназначается для автоматического включения электрических машин на параллельную работу.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает предлагаемое устройство, .фиг. 2 и 3 — диаграммы моментов подвижных систем, поясняющие его действие, и фиг. 4 — схему другой формы выполнения устройства.

Устройство снабжено синхронной системой С, подвижная часть которой, жестко скрепленная с металлическим диском Д„вращается со скоростью, пропорциональной разности частот (скольжению). В случае необходимости увеличения скорости вращения диска, в конструкцию встраивается зубчатая передача. В качестве синхронной системы может быть использован с инхроноскоп или два синхронных мотора с диференциалом.

С этой подвижной системой магнитно связана при посредстве постоянного магнита Л1 (или электромагнита постоянного тока) вторая подвижная система, выполненная в виде диска Д„магнит М жестко связан с осью диска Д, На диск Д воздействует электромагнитная система Э, питаемая от синхронизируемых напряжений, причем движение этого диска ограничено контактами К.

Вследствие вращения диска Д, со скоростью, равной разности частот (как указывалось выше), нижняя подвижная система получает вращающий момент, обу словливаемый действием токов Фуко:

М1 — — К а, (1 ) где К,— постоянный козфициент, а,— электрическая скорость скольжения ротора одной машины (генератора) относительно другой.

В качестве электромагнитной системы Э может быть взята система обычного реле, создающая вращающий момент (электродинамическая, индукционная или другая) Мг=К,У>Уг sin а1 (2) где U u U — напряжения синхронизируемых машин,

Устройство срабатывает в том случае, если замкнезся или разомкнегся контакт К, причем, вследствие отсутствия в конструкции пружин, это срабатывание полу кается при равенсТВе моментoB М, H М, T. e.

М,=-М, или К,а, =КгУ,Уг з1п <>, (3) Так как устройство работает при малых углах опережения, то синус можно приравнять углу: sin <>,t= <>,f;.

Тогда формула получит следующий вид:

1 <г 1U2 (4) Так как время t п оoсcтTоoяH>н<нHоo, как это видно из формулы (4), и не зависит от угловоч скорости, то устройство дает постоянное время оперех<ения, соответствующее времени включения масляного выключателя. Время опережения может регулироваться изменением соотношения

К <г

На фиг. 2 изображена диаграмма, поясняющая работу устройства. Как видно из чертежа„срабатывание устройства происходит при равенсгве моментов М, и М„направленных в противополох<ные стороны.

Для блокировки устройства и для воздействия при отставании или опережении электрической машины на первичный двигатель у диска Д> первой подви кной системы может быть усздновлен дополнительный магнит Мд(на фиг. 1 показан схематично) с контактами. Однако, это< дополнительный магнит можно и не ставить, а выполнить магнит М подвижным относительно диска Д.; тогда установленный дополнительный контакт К1 будет выполнять указанную блокировку.

Магнит М и диск Д, имеют весьма ограниченное движение, вследствие чего конструкции их подшипников могут быть выполнены упрощенно, например, подобно опорам весов.

Контакты К и К, должны быть достаточно прочнь.ми, так как они одновременно являются упорами.

Вместо постоянного магнита М в устройстве может быть использован электромагнит переменного тока, питаемый от синхронизируемых напряжений (подвод тока за сруднений не вызовет, так как система практически неподвижна).

В этом случае момент

М, = К, а, (U, + U.) (5)

Так как напряжения U u U no абсолютной величине равны между собой и угол между ними о>, t, то формулу (5) можно преобразовать: со E

М> =46; <.>, U, cos —, — (6)

Далее, как и в предыдущем случае, приравнявдруг другу момен1ы (2) и (б), после преобразования получим:

/ (7)

Так как угол — — весьма незначиst г телен, то можно без ущербадля точности приравнять

З 5

tg—

2 2 тогда = 4 — -. г

Таким образом, время оперех<ения получается постоянным и, что существенно, независимым от амплитуды напряжения. Диаграмма, поясняющая действие этого устройства, представлена на фиг. 3.

Несколько иной вариант устройства изображен на фиг. 4. Здесь син. хронная система связывается с нижней системой двумя контактами и поэтому оое системы движутся все время синхронно, независимо от того, срабатывает устройство или нет.

Срабатывание устройства происходит при равенстве вращающих моментов М, и М, Все выводы, сделанные выше полностью, соответствуют и этой конструкции. Вместо магнита М, может быть также взят электромагнит переменного тока, питаемый от синхронизируемых напряжений; тогда работа устройства не будет зависеть от величины амплитуды напряжения.

Для питания системы 3 можно также использовать напряжение, равное разности синхронизируемых напряжений, но при этом получается несколько меньшая точность работы устройства.

Вместо демпфирующего магнита в устройстве может быть применен масляный или воздушный демпфер.

Авторы отмечают, что предлагаемая констр кция обеспечивает необходимую точность работы вследствие того, что нижняя синхронизирующая система при работе практически неподвижна и поэтому инерция не влияет на работу устройства. В варианте же по фиг. 4 верхняя и нижняя системы все время вращаются синхронно.

Предмет изобретения.

1. Устройство для синхронизации электрических машин, состоящее из двух подвижных систем, одна из которых, состоящая из металлического диска, вращае ся при помощи синхроноскопа пропорционально разности частот (скольжению), отличающееся тем, что вторая подвижная система магнитно связана с первой системой и состоит из металлического диска, приводимого во вращение электромагнитной системой, питаемой от синхронизируемых напряжений, ограниченного в своем движении контактами и жестко связанного с постоянным магнитом.

2. В устройстве по п. 1 применение вместо демпфирующего магнита — масляного или воздушного демпфера.

3. В устройстве по п. 1 применение вместо постоянного магнита электромагнита, питаемого от синхронизируемых напряжений.

4. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что демпфирующий магнит или электромагнит наса жен на ось синхронной систем ы.

5. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что части ограниченно подвижной системы связаны между собой при помощи упоров и контактов и могут двигаться относительно друг друга.

6. Форма вы пол нения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что ограниченно подвижная система выполнена вращающейся совместно с синхронной системой со скоростью, равной или пропорциональной скорости скольжения.

7. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, ч о для увеличения скорости вращения диска синхронной системы применена зубчатая передача.

Е авторскому свидетельству A. Д. Дроздова и Л. И. Гу енмахера № 54921

И Г.

Тип, „Печатный Труд . Зак. 4)34 — МО

ИГ.) r.2