Устройство для пуска синхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является уменьшение энергии потерь и-повьшение надежности синхронизации. Устро йство для пуска синхронного двигателя содержит тиристор (т) I, анод к-ного подключен к плюсовому выводу источника постоянного напряжения, а катод - к выводу обмотки возбуждения синхрониого двигателя (СД) 6, управляющий электрод Т1 через диод 5, динистор 4 связан с общим выводом последовательно соединенных конденса- .тора (к) 2 и переменного резистора СЛ Фиг. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (И) (51) 4 Н 02 Р 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /4.

К ДBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3909271/24-07 (22) 07.06.85 (46) 28.02.87. Бюл. У 8 (71) Физико-энергетический институт

АН ЛатвССР (72) В.П. Безруков и А.Я. Дзедонс (53) 62-83:621.313.333.072.9-59 (088.8) (56)Патент Японии У 54-26685, кл. Н 02 Р 1/50, 1979 °

Патент ФРГ У 1638573, кл. Н 02 Р 1/50, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА СИНХРОННО"

ГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменьшение энергии потерь и .повьппение надежности синхронизации.

Устройство для пуска синхронного двигателя содержит тиристор (Т) 1, анод к-ного подключен к плюсовому выводу источника постоянного напряжения, а катод — к выводу обмотки возбуждения синхронного двигателя (СД) 6, управляющий электрод Т1 через диод 5, динистор 4 связан с общим выводом последовательно соединенных конденса. тора (К) 2 и переменного резистора

129381

3, к выводу которого подключена обкладка К 7. Вторая обкладка К 7 соединена с минусовым выводом источника постоянного напряжения. Цель, состоящая из К 2, резистора 3 и К 7, подключена параллельно обмотке возбуждения СД 6. Статорные обмотки СД 6 подключены к сети, Параметры резистора (R) и K 2, 7 (С1, Сг) связаны между собой соотношениями С, — cos g Сг/(cosg — cosg ), R= tgg(C,+

+Сг)/2 ii f, S>. С,Cz, где f — частота питающей сети, а и фазовые углы вектора напряжения на находящие+ н ся в пределах 0 — —. Уст2 2 ройство обеспечивает асинхронный запуск синхронного движения. По достижении подсинхронной частоты вращеМия амплитудное значение напряжения на К 2 достигает величины включения динистора 4 и К 2 разряжается на управляющий электрод Т 1, открывая его.

Обмотка возбуждения СД 6 подключается к источнику постоянного напряжения, СД 6 втягивается в синхронизм. Наличие К 7 позволяет включить Т 1 с некоторым опережением, который совместно с резистором 3 образует фазовращающую цепочку. Эта цепочка позволяет регулировать фазовое положение вектора напряжения на К 2 относительно напряжения в обмотке возбуждения.

Последнее обеспечивает согласование включения Т 1 с моментом наиболее близкого или опережающего расположения оси ротора в магнитном поле статора СД 6. 2 ил.

Изобретение относится к электрр, технике, а именно к устройствам для ! пуска синхронных электродвигателей, и может быть использовано для автоматической синхронизации синхронных электродвигателей бесщеточного исполнения в функции частоты вращения ротора, работающих в режиме повторно-кратковременного включения.

Целью изобретения является уменьшение энергии потерь в обмотке возбуждения, упрощение и повышение надежности синхронизации.

На фиг. представлена принципиальная электрическая схема устройства для пуска синхронного электродвигателя; на фиг. 2 — диаграмма напряжений.

Устройство для пуска синхронного электродвигателя содержит тиристор

1, анод которого подключен к плюсовому выводу источника постоянного напряжения, а катод подключен к выводу первого конденсатора 2, соединенного последовательно с резистором 3, общий вывод которых через динистор 4 и диод 5 подКлючен к управляющему электроду тиристора 1 и к одному выводу обмотки возбуждения синхронного электродвигателя 6, провода статорной обмотки которого под2 ключаются к проводам трехфазной сети питания, а второй вывод обмотки возбуждения подключен к минусовой клемме источника постоянного напряжения, второй конденсатор 7, который включен между выводом резистора 3 и минусовым выводом источника постоянного напряжения.

При этом значения параметров ре-!

О зистора (R) первого (С ) и второго (Cz) конденсаторов связаны между собой соотношениями

С = cos(Сг/(соБ II — cosg ) (1)

R tg f (С + Сг )/2 f SëÑ, Сг (2) где f — частота сети питания, 1 значения углов и / находятся в пределах

)! л

О (Б — частота скольжения при поди синхронной скорости.

На диаграмме напряжений (фиг. 2)

I обозначено: 0г(Б ) — напряжение на конденсаторе 2 (С ); U,(U )- напряжение на резисторе 3 (Б); U< — напряжение, на выводах обмотки возбуждения синхронного электродвигателя 6;

Uy — напряжение на конденсаторе 7

1293813 (С )! g (g ) — фазовые углы вектора напряжения на конденсаторе 2.

Устройство для пуска синхронного электродвигателя работает следующим образом. 5

Во время асинхронного пуска электродвигателя 6 тиристор 1 закрыт и к конденсаторам 2, 7 и резистору 3 прикладывается переменное напряжение, наведенное в обмотке возбуждения электродвигателя. Частота приложенного напряжения с увеличением частоты вращения ротора синхронного электродвигателя 6 уменьшается. При этом величина сопротивления конденсаторов 2 и 7 возрастает пропорционально уменьшению частоты напряжения.

В результате этого происходит перераспределение напряжения в цепочке элементов 2, 3 и 7, причем на конден- 2О саторах 2 и 7 напряжение возрастает.

Для включения тиристора 1 при подсинхронной частоте вращения ротора значения параметров конденсаторов

2, 7 и резистора 3 выбираются в соот25 ветствии с выражениями (1), (2).

В этом случае амплитудное значение переменного напряжения на конденсаторе 2 достигает величины включения динистора 4 при подсинхронной частоте скольжения ротора $„, и заряд конденсатора в виде короткого импульса разряжается на управляющей переход тиристора 1 и открывает его.

B результате подключения обмотки воз- 35 буждения к источнику постоянного напряжения происходит втягивание ротора в синхронизм и процесс асинхронного пуска заканчивается.

I 40

Величина синхронизирующего момента синхронного электродвигателя зависит от положения оси ротора, вращающегося с подсинхронной частотой вращения по отношению к полю статора. 45

При этом максимальный синхронизирующий момент от тока возбуждения в машине соответствует положению, когда оси ротора и поля совпадают. Однако учитывая, что цепь обмотки возбуждения синхронного электродвигателя бесщеточного исполнения иэ-за наличия возбудителя имеет повышенное значение постоянной времени нарастания тока возбуждения, возникает необ- 55 ходимость включения тиристора 1 с некоторым опережением. Для этого служит конденсатор 7, который вместе с резистором 3 ббразует фазовращающую цепочку. Эта цепочка позволяет регулировать фазовое положение вектора напряжения на конденсаторе

2 (фиг. 2Р относительно. напряжения, наведенного.в обмотке возбуждения, не изменяя величины напр-.жения на конденсаторе 2, и таким образом согласовать включение тиристора 1 с моментом наиболее близкого или oneрежающего расположения оси ротора в магнитном поле статора синхронного электродвигателя 6.

Соотношения для параметров элементов в схеме узла синхронизации получены из векторной диаграммы (фиг.2), откуда следует, что величины фазового угла регулируется выбором напряжения включения динистора 4 (U„„) начального напряжения на конденсаторе С (Б2„). При этом во всех случаЯх ОтнОшение 1!2 112н ДОлжнО быть мень

2!! ше 1. . В данном устройстве для пуска синхронного электродвигателя обеспечиваются упрощение и более высокая надежность, отсутствует потребление электроэнергии узлом синхронизации после включения тиристора: возможность согласования момента включения тиристора с положением ротора в магнитном поле статора и таким образом осуществляется воздействие на величину входного момента путем использования действия ускоряющего синхронизирующего момента, который создается током в обмотке возбуждения.

Использование предлагаемого устройства наиболее эффективно для синхронных электродвигателей бесщеточного исполнения, а также синхронных электродвигателей, работающих в системах автоматизированного электропривода в режиме повторно-кратковременного включения.

Формула изобретения

Устройство для пуска синхронного электродвигателя, содержащее тиристор, анод которого предназначен для подключения к плюсовой клемме источника постоянного напряжения, а катод предназначен для подключения к выводу обмотки возбуждения синхронного электродвигателя, блок синхронизации, составленный из последовательно соединенных первого конденсатора и резистора, при этом вывод конденсатора подключен к катоду тиристора, 12938

13 6

C1:= соз g С /(cosg — соя ) к = tg (С, + С /2d с БдСС, Э

О chic ; 2; а

Составитель В. Тарасов

Техред Л.Сердюкова

Корректор М, Пожо

Редактор Л. Повхан

Заказ 394/58 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а вывод резистора соединен с минусовым выводом источника питания и другим выводом обмотки возбуждения синхронного электродвигателя, общий вывод первого конденсатора и резистора через последовательно соединенные динистор и диод подключен к управляющему электроду тиристора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергии потерь в обмотке возбуждения, упрощения и повышения надежности синхронизации, введен вто- . рой конденсатор, при этом конденсатор включен между выводом резистора и минусовым. выводом источника питания, 15 причем значения параметров резистора, первого и второго конденсаторов связаны между собой соотношениями где 1 - частота сети питания, S — скольжение, соответствующее подсинхронной частоте вращения ротора синхронной машины, С С вЂ” величины емкостей первого и второго конденсатора;  — величина сопротивления резистора, g u It — фаэовые углы вектора напряжений первого конденсатора, значения которых находятся в следующих пределах: