[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2692750C2 - Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation - Google Patents

Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2692750C2
RU2692750C2 RU2017118169A RU2017118169A RU2692750C2 RU 2692750 C2 RU2692750 C2 RU 2692750C2 RU 2017118169 A RU2017118169 A RU 2017118169A RU 2017118169 A RU2017118169 A RU 2017118169A RU 2692750 C2 RU2692750 C2 RU 2692750C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
phase
inductor
winding
open
Prior art date
Application number
RU2017118169A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017118169A3 (en
RU2017118169A (en
Inventor
Станислав Владимирович Пастин
Валерий Мефодиевич Ткачёв
Original Assignee
Станислав Владимирович Пастин
Валерий Мефодиевич Ткачёв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Владимирович Пастин, Валерий Мефодиевич Ткачёв filed Critical Станислав Владимирович Пастин
Priority to RU2017118169A priority Critical patent/RU2692750C2/en
Publication of RU2017118169A3 publication Critical patent/RU2017118169A3/ru
Publication of RU2017118169A publication Critical patent/RU2017118169A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692750C2 publication Critical patent/RU2692750C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06Linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: in an open magnetic conductor with 3-phase AC winding when approaching a wave of maximum sum of magnetic fields of 3-phase winding to edge of magnetic conductor, in which phases are shifted along inductor between each other by 120 degrees, and windings of 3-phase voltage of power supply are displaced to each other by 120 degrees, eddy currents are generated, which are converted to heat, which sharply reduces efficiency factor of electric installation and requires additional cooling measures. For the time of exceeding the amplitude of the total maximum of the magnetic fields of 3 phases over the limitation threshold through the electric circuit by controlling with the help of magnetic sensors in phase of moving of periodically moving magnetic flow, three-phase windings are opened and closed with electronic double-sided keys.EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency factor.2 cl, 3 dwg

Description

Известно, что электросварка основана на эффекте дуги, возникающей в месте контактного разрыва тока между электродом и электропроводящим материалом, в котором электромагнитная энергия преобразуется в тепловую, вызывая расплавление электрода. В линейных асинхронных (синхронных) электродвигателях (ЛАД), имеющих индуктор с разомкнутым магнитопроводом с 3-х фазной обмоткой переменного тока, фазы которой сдвинуты относительно друг друга в пространстве, а фазы напряжения источника питания сдвинуты во времени, возникает магнитное поле в котором суммарный максимум магнитных потоков 3-х фазной обмотки Фмакс, двигаясь с одного края разомкнутого магнитопровода до другого периодически сходит и вновь появляется на противоположном краю магнитопровода. Процесс исчезновения Фмакс на краю разомкнутого магнитопровода связан с возникновением вихревых магнитных потоков, создающих греющие потери, т.е. преобразуют подобно сварке электромагнитную энергию в тепловую.It is known that electric welding is based on the effect of an arc that occurs at the point of contact rupture of a current between an electrode and an electrically conductive material, in which electromagnetic energy is converted into heat, causing the electrode to melt. In linear asynchronous (synchronous) electric motors (LAD), having an inductor with an open magnetic circuit with a 3-phase winding of alternating current, the phases of which are shifted relative to each other in space, and the voltage phases of the power supply are shifted in time, a magnetic field occurs in which the total maximum magnetic flux of 3-phase winding F max , moving from one edge of an open magnetic circuit to the other periodically comes off and reappears on the opposite edge of the magnetic circuit. The process of disappearance f max at the edge of an open magnetic circuit is associated with the occurrence of vortex magnetic fluxes, creating heating losses, i.e. like welding, they convert electromagnetic energy into heat.

Очевидно, что радикальным решением для ограничения вихревых магнитных потоков является кратковременное периодическое обесточивание обмоток индуктора вовремя схода Фмакс с края разомкнутого магнитопровода либо путем размыкания соединений фаз (при схеме соединений в треугольник), либо отключением обмоток (с соединением фаз по схеме «звезда») от источника питания с последующим восстановлением режима к моменту появления новой волны Фмакс следующего периода синусоид напряжения фаз источника питания. При частоте питания f=50 Гц длительность периода движения магнитного потока составляет Т=0,02 с, поэтому коммутацию можно осуществить только с помощью бесконтактных электронных (электромагнитных) двухсторонних ключей, а в качестве управляющих элементов использовать магнитные датчики Холла. В случае необходимости реверсирования движения магнитного поля в индукторе датчики нужно устанавливать на обоих краях разомкнутого магнитопровода, а в электрической схеме управления обеспечить их взаимную блокировку, т.к. датчик при образовании новой волны Фмакс не должен работать. При реверсировании роли датчиков функционально меняются местами.Obviously, a radical solution to limit the vortex magnetic flux is a short-term periodical de-energization of the inductor windings during the descent of F max from the edge of an open magnetic conductor either by opening the phase connections (with a triangle connection) or by turning off the star windings from the power source with the subsequent restoration of the mode to the moment of the appearance of a new wave F max of the next period of sinusoids of the voltage of the phases of the power source. With a supply frequency of f = 50 Hz, the duration of the magnetic flux motion period is T = 0.02 s, therefore switching can be carried out only with the help of contactless electronic (electromagnetic) two-way keys, and the use of magnetic Hall sensors as control elements. If it is necessary to reverse the movement of the magnetic field in the inductor, the sensors should be installed on both edges of the open magnetic circuit, and in the electrical control circuit to ensure their mutual blocking, since sensor in the formation of a new wave F max must not work. When reversing the role of sensors functionally interchanged.

Очевидно, что для настройки нужного режима, необходимо ввести амплитудный порог ограничения срабатывания датчика по величине Фмакс, причем передним фронтом волны магнитного потока электрическая схема управления осуществляет обесточивание обмоток индуктора, а задним фронтом волны магнитного потока восстанавливает эти соединения.Obviously, to adjust the desired mode, it is necessary to enter the amplitude threshold of the sensor response limit by the value of F max , with the forward wavefront of the magnetic flux electrical control circuit de-energizes the inductor windings, and the trailing edge of the magnetic flux wave restores these connections.

На Фиг. 1 и Фиг. 2 изображены: электросхема управления и регулирования электропривода, контактная электросхема соединений реверсивного электропривода с индуктором, имеющим разомкнутый магнитопровод, при питании от сети автономного источника и на фигурах обозначено:FIG. 1 and FIG. 2 shows: electrical control and regulation of the electric drive, contact electrical circuit of the connection of the reversible electric drive with the inductor having an open magnetic circuit, when powered from an independent source and in the figures indicated:

1 - - магнитный пускатель (управление движения «вперед»);1 - - magnetic starter (forward motion control);

2 - - магнитный пускатель («управление движения «назад»);2 - - magnetic starter ("movement control" back ");

1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.2, 2.3 силовые контакты соответственно пускателей 1 и 2;1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.2, 2.3 power contacts respectively starters 1 and 2;

1.4, 1.5, 1.6, 2.7, 2.8, 2.9 - блок-контакты пускателей 1 и 2;1.4, 1.5, 1.6, 2.7, 2.8, 2.9 - block contacts of actuators 1 and 2;

3 - блок отсечки опорного порога напряжения сигнала управления;3 - block cutoff voltage reference control signal;

4 - регулятор порога опорного напряжения;4 - threshold voltage regulator;

5 - магнитный датчик Холла «вперед»;5 - magnetic Hall sensor "forward";

6 - магнитный датчик Холла «назад»;6 - magnetic Hall sensor "back";

7 - сумматор сигналов управления;7 - control signal adder;

8, 9, 10 - фазные обмотки трехфазного разомкнутого магнитопровода индуктора;8, 9, 10 - phase windings of a three-phase open magnetic inductor;

11.1 - пусковая кнопка «вперед»;11.1 - start button "forward";

11.2 - пусковая кнопка «назад»;11.2 - start button "back";

11.3 - пусковая кнопка «стоп»;11.3 - start button "stop";

12 - выход сумматора 7 с тактовым периодом Т волны магнитного потока;12 - the output of the adder 7 with a clock period T wave magnetic flux;

13.1, 13.2 - электронные двухсторонние ключи;13.1, 13.2 - electronic two-way keys;

15 - преобразователь частоты питания индуктора (инвертор);15 - inductor power supply frequency converter (inverter);

16 - индуктор с трехфазный обмоткой на разомкнутом магнитопроводе.16 - inductor with three-phase winding on an open magnetic circuit.

21.1, 21.2, 21.3 - фазы 3-х фазного напряжения источника питания;21.1, 21.2, 21.3 - phases of the 3-phase power supply voltage;

На Фиг. 3 изображены:FIG. 3 depicted:

синусоиды А, В, С магнитных полей 3-х фаз обмоток 8, 9,10 индуктора 16;sinusoids A, B, C of the magnetic fields of the 3 phases of the windings 8, 9, 10 of the inductor 16;

17.1, 17.2 - место установки магнитных датчиков Холла 5 и 6;17.1, 17.2 - the installation location of the magnetic Hall sensors 5 and 6;

18 - схема направления движения «вперед» и «назад» волны максимума суммарных магнитных потоков 3-х фаз обмоток 8, 9, 10 индуктора 16:18 is a diagram of the direction of movement of the "forward" and "back" waves of the maximum of the total magnetic fluxes of the 3 phases of the windings 8, 9, 10 of the inductor 16:

19 - суммарный максимум волн магнитных потоков фаз индуктора (Ф - магнитный поток, Вб);19 - total maximum of waves of magnetic fluxes of inductor phases (Ф - magnetic flux, Wb);

20 - порог ограничения опорного сигнала;20 is the threshold limit of the reference signal;

Схема работает следующим образом:The scheme works as follows:

При нажатии 11.1 (кнопкой «вперед») пускатель 1, включает контактами 1.1, 1.2, 1.3 обмотки 8, 9, 10 фаз индуктора 16 в сеть (источник питания 15) и контактом 1.6 замыкает цепь входа в сумматор 7 от датчика 5, установленного на краю индуктора магнитопровода 16, от которого идет волна 19 - Фмакс при движении 18 «вперед».When you press 11.1 (using the “forward” button), the starter 1 turns on the contacts 1.1, 1.2, 1.3 of the winding 8, 9, 10 phases of the inductor 16 into the network (power supply 15) and contacts 1.6 to close the input circuit to the adder 7 from the sensor 5 installed on the edge of the inductor of the magnetic circuit 16, from which the wave is 19 - F max when moving 18 "forward".

При включении кнопкой 11.2 пускателя 2 «назад» контактами 2.2, 2.3, две фазы 9, 10 обмотки магнитопровода 16 переключаются в источнике 15, а контакт 2.8 пускателя 2 одновременно отключает пускатель 1, который контактом 1.6 отключает выход датчика 5 к сумматору 7, пускатель 2 подключает блок контактом 2.9 сигнал датчика 6 к сумматору 7.When the button 11.2 starts the starter 2 "back" with contacts 2.2, 2.3, two phases 9, 10, the windings of the magnetic circuit 16 are switched in the source 15, and contact 2.8 of the starter 2 simultaneously turns off the starter 1, which by contact 1.6 turns off the output of sensor 5 to the adder 7, starter 2 connects the block with pin 2.9 sensor signal 6 to the adder 7.

В течении всего времени Т движения 18 («вперед» или «назад») периодически отключаются - включаются электронные ключи 13.1 и 13.2 в обмотках фаз индуктора 16 и работает один из двух магнитных датчиков 5 или 6 в зависимости от направления движения 18 («вперед» или «назад»).During the whole time T of movement 18 (“forward” or “back”) is periodically turned off - electronic keys 13.1 and 13.2 are turned on in the windings of the inductor 16 phases and one of the two magnetic sensors 5 or 6 is operated depending on the direction of movement 18 (“forward” or "back").

Порог срабатывания 20 в сумматоре 7 устанавливается изменением величины отрицательного опорного напряжения блока отсечки 3 регулятором 4.The threshold 20 in the adder 7 is set by changing the magnitude of the negative reference voltage of the cut-off unit 3 by the regulator 4.

Когда сигнал от магнитных датчиков 5 или 6 преодолевает порог 20, тогда передний фронт 19 волны Фмакс через электронную схему управления сумматора 7 отключает через выход 12 входы управления электронных ключей 13.1 и 13.2, а при выходе Фмакс, - задним фронтом волны 19 восстанавливает питание обмоток 8, 9, 10 индуктора 16. Процесс повторяется в каждый новый период Т движения волны 19 максимума Фмакс суммы магнитных полей фаз индуктора 16.When the signal from the magnetic sensors 5 or 6 overcomes the threshold 20, then the leading edge 19 of the wave F max through the electronic control circuit of the adder 7 switches off via the output 12 the control inputs of the electronic switches 13.1 and 13.2, and at the output F max , the trailing wave 19 restores the power windings 8, 9, 10 of the inductor 16. The process is repeated in each new period T of the movement of the wave 19 of the maximum F max of the sum of the magnetic fields of the phases of the inductor 16.

Claims (2)

1. Способ ограничения вихревых токов в разомкнутом магнитопроводе индуктора с 3-х фазной обмоткой переменного тока, фазы которых сдвинуты в пространстве, а синусоиды напряжения источника питания сдвинуты во времени, отличающийся тем, что при подходе волны движущегося суммарного максимума магнитных потоков трех фаз к краю разомкнутого магнитопровода обмотки индуктора размыкают электрическую схему соединений обмоток передним фронтом волны максимума, а задним фронтом волны максимума замыкают схему электрических соединений, причем процесс повторяют периодически с каждой новой волной этого максимума1. The method of limiting eddy currents in an open inductor magnetic core with 3-phase AC winding, the phases of which are shifted in space, and sinusoids of the power supply voltage are shifted in time, characterized in that when the wave of the moving total maximum of the magnetic flux of the three phases approaches the edge an open magnetic circuit, the windings of the inductor open the electrical circuit of the winding connections with the front wave front of the maximum, and the rear wave front of the maximum close the circuit of the electrical connections, and cc repeat periodically with each new wave of this maximum 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при схеме соединений обмоток «звезда» в двух фазах обмотки индуктора, а при схеме соединений обмоток «треугольник» в каждой фазе установлены двухсторонние электронные ключи, к входам управления каждого из которых подключен выход электронного сумматора, один из входов которого соединен с выходом блока ограничения, а один из двух других входов через нормально открытый блок-контакт магнитного пускателя направления движения «вперед» сумматора соединен с выходом магнитного датчика Холла «вперед», а другой вход сумматора через нормально открытый блок-контакт магнитного пускателя направления движения «назад» соединен с выходом магнитного датчика Холла «назад», причем магнитные датчики Холла устанавливают: один - на одном краю разомкнутого магнитопровода, а другой магнитный датчик Холла - на противоположном краю разомкнутого магнитопровода.2. The device according to claim 1, characterized in that when the star windings are wired in two phases of the inductor winding, and when the delta windings are wired, two-sided electronic keys are installed in each phase, to the control inputs of each of which the electronic output is connected an adder, one of the inputs of which is connected to the output of the limiting unit, and one of the other two inputs through the normally open contact of the magnetic actuator of the forward direction of the adder is connected to the output of the magnetic Hall sensor "forward", the other input of the adder through a normally open block contact of the magnetic actuator of the direction of movement "back" is connected to the output of the magnetic Hall sensor "back", and the magnetic Hall sensors are installed: one - on one edge of the open magnetic circuit, and the other magnetic Hall sensor - on the opposite edge of the open magnetic conductor.
RU2017118169A 2017-05-25 2017-05-25 Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation RU2692750C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118169A RU2692750C2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118169A RU2692750C2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017118169A3 RU2017118169A3 (en) 2018-11-26
RU2017118169A RU2017118169A (en) 2018-11-26
RU2692750C2 true RU2692750C2 (en) 2019-06-27

Family

ID=64400931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118169A RU2692750C2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692750C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU157729A1 (en) *
SU943613A1 (en) * 1980-09-12 1982-07-15 Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Device for measuring eddy current time constant
SU1041941A1 (en) * 1982-02-26 1983-09-15 Salov Vladimir A Method of measuring eddy current in ferromagnetic body
RU2174734C1 (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Давыдов Радий Викторович Reciprocating electric machine
RU2189100C1 (en) * 2001-12-26 2002-09-10 Байков Юрий Александрович Device for reducing power loss in electrical machine
CN103943330A (en) * 2014-05-05 2014-07-23 田村(中国)企业管理有限公司 Three-phase coupling inductor of mixed magnetic circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU157729A1 (en) *
SU943613A1 (en) * 1980-09-12 1982-07-15 Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Device for measuring eddy current time constant
SU1041941A1 (en) * 1982-02-26 1983-09-15 Salov Vladimir A Method of measuring eddy current in ferromagnetic body
RU2174734C1 (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Давыдов Радий Викторович Reciprocating electric machine
RU2189100C1 (en) * 2001-12-26 2002-09-10 Байков Юрий Александрович Device for reducing power loss in electrical machine
CN103943330A (en) * 2014-05-05 2014-07-23 田村(中国)企业管理有限公司 Three-phase coupling inductor of mixed magnetic circuit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017118169A3 (en) 2018-11-26
RU2017118169A (en) 2018-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jain et al. SRM power converter for operation with high demagnetization voltage
GB1167566A (en) Method and Apparatus for Firing Inverters
CN104917281A (en) Zero-switching circuit for inverter and commercial power and method for the same
RU2692750C2 (en) Method of limiting eddy currents in open magnetic conductor of inductor with three-phase ac winding and device for its implementation
RU2422975C1 (en) Device to generate and control voltage of matrix direct frequency converter with high-frequency sinusoidal pdm
CN106253461B (en) The control method of Novel static switch
DE60203052D1 (en) THREE-PHASE SYSTEM WITH CONTROLLED SWITCHING OF A LOAD NETWORK TO A ROTARY POWER SUPPLY
EP1774644B1 (en) Drive circuit for a synchronous electric motor
Jung et al. H7 inverter using zener diode with model predictive current control for common-mode voltage reduction in PMSM drive system
Amudhavalli et al. Speed control of an induction motor by V/F method using an improved Z source inverter
RU197318U1 (en) Reversing device for starting a three-phase asynchronous squirrel-cage motor from a single-phase network
RU2600311C2 (en) Electric machine
GB2031669A (en) Circuits for brushless dc motors
RU165864U1 (en) REVERSIBLE ADJUSTABLE SWITCH OF THE SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR AT THE POWER SUPPLY FROM THE THREE-PHASE NETWORK
CN213072502U (en) Electrode stator multifunctional controller
RU144507U1 (en) SEMICONDUCTOR CONTROLLED REVERSOR OF SERIAL AC MOTOR
Muthulakshmi et al. A new modified switched reluctance motor drive using passive network for torque ripple minimization
CN214674934U (en) Permanent magnet synchronous generator and alternating current rectification and voltage boosting and reducing control system thereof
JP2011120394A (en) Power conversion device
Asghar Three-Phase Dynamic AC Braking of Induction Motors by Discontinuous Phase-Controlled Switching
RU2423775C1 (en) Asynchronous ac converter-fed motor
RU137694U1 (en) DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR
US20220360205A1 (en) Method and apparatus for the start of single-phase induction motors
RU2539399C1 (en) Transformer winding taps switching unit
SU1617608A1 (en) Device for controlling three-phase induction motor