Способ пуска машины переменного тока

 

СПОСОБ ПУСКА МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле, в обмотках индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы венти.1ей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового враидающего момента машины, задают группу вентилей инвертора, включаемую пepвoЙJ создавая этим самым требуемую комбинацию знаков .ЭДС, сравнивают с ней текущую комбинацию знаков ЭДС, наве- g денных в фазах обмотки якоря, и при (Л их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной груп- 5 пы вентилей инвертора и в процессе разгона поддерживают значения токов в фазах обмотки индуктора постоянными . ot со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)(ФО I г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437613/24-07 (22) 14.05.82 (46) 23.01.84. Бюл. М 3 (72) A.Б.Зильберг, P.С.Цгоев и Ю.Г.Шакарян (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (53) 62.83:621.313.323.072.6:621. .926.5(088.8) (56) 1. Иванов-Смоленский A.B.

Электрические машины. М., "Энергия", 1980.

2. Аркелян А.К., Афанасьев А.А., Чиликин N.Ã. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором. М., "Энергия", 1977.

3. Патент CIIIA 9 3686548, кл. Н 02 К 29/00, 1972. (54)(57) СПОСОБ ПУСКА МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора — к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помошью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле, в обмотках

3(я) Н 02 P 1/52; Н 02 К 29/02 индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствуюшие группы вентилей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового вращаюШего момента машины, задают группу вентилей инвертора, включаемую первой, создавая этим самым требуемую комбинацию знаков .ЭДС, сравнивают с ней

С текущую комбинацию знаков ЭДС, наве- щ денных в фазах обмотки якоря, и при их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах С обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной груп- ф пы вентилей инвертора и в процессе разгона поддерживают значения токов вша в фазах обмотки индуктора постоянными.

1069106

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска машин переменного тока, а именно для пуска асинхронизированных синхронных машин.

Известен способ пуска мощных синхронных машин, при котором на время пуска обмотка возбуждения подключается к регулируемому или нерегулируемому резистору, а статорные обмотки подключаются непосредственно к питающей сети f1) .

Недостатком такого способа является возникновение значительных пусковых токов, превышающих номинальное значение тока статора машины. 15

Известен также способ пуска синх;pDHHDA машины, питаемой от преобразователя частоты, вентили которого переключаются по сигналам датчика положения ротора (2j .

Недостатком способа является сложность е"o реализации из-за наличия датчика положения ротора, механически связанного с -валом машины. Применение датчика положения ротора усложняет конструкцию машины, к тому же

|установка его на уже эксплуатирующихся машинах не всегда возможна.

Наиболее близким к изобретению является способ пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору .тока, а многофазная обмотка индуктора — к циклоконвертору, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют знаки текущих ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим началь- 40 ным подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора. Причем эти ЭДС используются системой управления ин- 45 вертором (3) .

Однако в мощных машинах переменного тока с несколькими обмотками на массивном роторе система возбужцения, включая преобразователи частоты, рассчитана на узкий диапазон изменения частоты, например в асинхронизированном синхронном электромеханическом преобразователе частоты, либо лишь на доворот вектора потока магнитного поля ротора, например, в синхронной машине с продольно-поперечным регулированием возбуждения.

Длительная работа с увеличением частоты напряжения питания обмоток воз- 60 буждения ведет к увеличению потерь в роторе. Применение известного способа пуска таких машин требует специального выполнения ротора, завышения установленной мощности преобразо-65 вателей частоты в цепи возбуждения и в то же время не обеспечивает достаточного по величине значения пускового электромагнитного момента. Таким образом, этот способ пуска не может найти применение в мощных асинхрониэированных синхронных машинах из-за низкой эффективности и надежности.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового вращающего момента машины переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора — к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторон, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, дополнительно задают группу вентилей инвертора,включаемую первой, создавая этим самым требуемую комбинацию знаков ЭДС,наведенных в фазах обмотки якоря, и при их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной группы вентилей инвертора и в процессе разгона подцерживают значения токов в фазах индуктора постоянными.

На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ пуска машины переменного тока; а на фиг.2 — кривая изменения момента.

Схема содержит асинхронизированную синхронную машину 1, обмотка якоря 2 которой подключена к зависимому инвертору 3 тока, а обмотка индуктора 4, как минимум двухфазная, подключена к выходам циклоконверторов

5, датчики б ЭДС фаэ 7-9 якоря, выходы датчиков б подсоединены к логическому блоку 10, который в свою очередь первыми шестью выходами подключен к первому блоку управления 11 инвертором, а другим выходом — к второму блоку 12 управления циклоконверторами. Инвертор 3 тока содержит вентили 13-18.

Вращающий электромагнитный момент машины определяется зависимостью =М 1п 9

1069106

Т8

89 98

79

13 и 14 14 и 15

15 и 16 16 и 17 17 и 18

18 и 13

Вентили

Перед пуском машины вначале выби- включаемую первой, т.е. функциюЕ< рают группу вентилей инвертора тока„ 65 =1, тем самым определяют положение где (- угол между магнитными осями якоря и индуктора или между совпадающими по направлению с ними, изображающимися векторами магнитных потоков Ф, поля якоря иФ

5 поля возбуждения, максимальное значение электромагнитнсго вращающего момента машины при Cq = i (2 .

Кривая изменения электромагнитно- го вращающего момента в зависимости от углового положения изображающего вектора магнитного потока возбуждения <Р для данной пары вентилей, например, 17-18 инвертора представлена на фиг.2.

Среднее значение электромагнитного момента машины на интервале повторяемости работы инвертора тока, равном ll /3 рад, определяется заштрихованной площадью (фиг.2) и принимает свое наибольшее значение при изменении угла в диапазоне от (/3 до l2 3 /3, т.е. при начальном значении угла между магнитными осями индуктоРа и якоря Q нач =

Способ поясняется на примере работы устройства (фиг.1).

Для пуска машины переменного тока,30 конкретно асинхронизированной синхронной машины 1, циклоконверторами

5 изменяют токи в фазах обмотки индуктора 4 ° Пространственный сдвиг фазных обмоток индуктора и времен- 35 ной сдвиг протекающих по ним токов обуславливает наличие магнитного поля, вращающегося относительно не подвижных индукторов 4 и якоря 2 с заданной частотой. Изображающий век- 40 тор магнитного потока индуктора Ф2 вращается вместе с магнитной осью индуктора. С помощью датчиков б определяют знаки ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря 2. На выходе датчиков б формируется логические сигналы Y „, Y.8, Ч 9 9— соответствующие положительной полярности ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря, Y — соответствующие отрица7 i 8 ъ 9 тельной полярности ЭДС, наведенных в 50 фазах 7-9 обмотки якоря. Эти сигналы поступают на входы логического блока 10, реализующего логические функции

Ч9 9 В>

Z8å э Yr

87 9 9)

9Г 9 8 8> 98 = 8 т т > т8 7 9 9

Г9 89 "8т 9т Z98 Zy8

Логическая функция 2>9 принимает значение логической "1" при совпаде/нии изображающего вектора сР магнитного потока индуктора с магнитной осью поля якоря, образованной полями фаз 7 и 9, вызванными протеканием тока через вентили 13 и 14 инвер ( тора 3. Аналогично, Z 89 соответствует совпадению вектора 4 с магнитной осью фаэ 8 и 9 в результате протекания тока по вентилям 14 и 15.

Далее соответственно

287 магнитная ось фаз 7 и 8, вентили 15 и 16;

Z97 магнитная ось фаз 9 и 7, вентили 16 и 17;

Е98 магнитная ось фаз 9 и 8, вентили 16 и 18, 8 магнитная ось фаз 7 и 8, вентили 18 и 13.

Функция 4 1 принимает значение логической "1" при совпадении вектора сР магнитного потока поля индуктора 4 с любой магнитной осью фаз обмоток якоря. По сигналу Q =, поступающему на вход блока 12 управления циклоконверторами 5 запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора 4, циклоконверторы,55 переводят в режим выпрямителей и в дальнейшем поддерживают значения токов в фазах индуктора 4 постоянными.

Этим самым фиксируют в пространстве положение вектора магнитного потока и магнитной оси магнитного поля индуктора. Сигналу Q „- 1 соответствует один иэ сигналов е . =1 1 = 7, 8, 1

9; 1 =7, 8, 9:, который поступает на соответствующий вход блока 11 управления инвертором 3 и включает группу вентилей инвертора, протекание тока через которые определяет магнитную ось якоря и положение изображающего вектора магнитного потока Р, поля якоря, сдвинутых относительно изображающего вектора магнитного потока Фq поля индуктора на начальный угол g„ ö =Pi(9 по направлению вращения вала. Соответствие между сигналами 1 „ =1 и номерами вентилей ин\ вертора 3, которые включают первыми, таково.

1069106

Фъ8,2

Составитель В.Тарасов

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Пилипенко Корректор A-Повх

Закаэ 11487/53 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул .Проектная, 4 магнитной оси якоря 2 и отстоящей от нее на к /3 рад магнитной оси якоря, при совпадении с которой фиксируют мгновенное значение токов в фазах обмотки индуктора 4 и положение в пространстве изображающего вектора магнитного потока Ф поля индуктора.

Затем, периодически переключая вентили 13-18 инвертора 3, разгоняют машину 1.

Предлагаемый способ позволяет эффективно, т.е. эа минимальное время, и надежно с максимальным пусковым вращающим моментом, эа счет создания оптимального начального значения угла между магнитными осями якоря и индуктора, в нужном направлении обеспечить пуск машины, переменного тока с многофаз ной обмоткой индуктора, например асинхронной синхронной машины.