Результат интеллектуальной деятельности: Способ вращения якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с номинальным напряжением якоря более 600В и мощностью более 3МВт для проточки коллектора

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.