Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повьппение надежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхронного хода синхронного электродвигателя. Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя снабжено датчиками тока 6, первичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь обмотки ро« тора 2 синхронного электродвигателя . Вторичные обмотки датчиков тока 6 соединены последовательно-встречно через потенциометр И. К выводам тиристорного возбудителя 1 подключены § т с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УЬЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

° ПРИ ГКНТ СССР (21), 4238649/24-07 (22) 04. 05.87 (46) 07.01.89. Бюл. Р 1 (71) Всесоюзный. научно-исследовательский институт природных газов (72) А.Ф.Комягин и Н.В.Даки (53) 62-83:621.313,323.013.8-544 (088.8) (56) Возбудители тиристорные серии

ВТЕ-320-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1ТЛ.579.

059ТО.

Авторское свидетельство СССР

Р 658686, кл. Н 02 К 29/04, 1974 .

Разработка и внедрение способов и устройств автоматики для повышения надежности работы синхронных электродвигателей СТД-12500 газокомпрессорной станции "Аганская": Отчет о

НИР Ф Госрегистрации 01827052875.,SU,„, 1450060 -А1

yg y Н 02 Р 1/50, Н 02 Н 7/08 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И ЗАЩИТЫ

ОТ АСИНХРОННОГО ХОДА СИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ о (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повыпение надежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхронного хода синхронного электродвигателя. Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя снабжено датчиками тока 6, первичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь обмотки ро тора 2 синхронного электродвигателя. Вторичные обмотки датчиков тока

6 соединены последовательно-встречно через потенциометр о. К выводам тиристорного возбудителя I подключены

145006 пусковой регистор 3 через коммутатор

4 и резонансный контур 7, настроенный на частоту, выбранную из условия"

5 S S я с где мин р маркс s где -мин м кс минимальная и максимальная частоты о скольжения при асинхронном ходе. Между анодным и катодным выводами коммутатора 4 включен силовой диод 5.

Движок потенциометра соединен с входом масштабного усилителя 9. Выход последнего подключен к входу инвертирующего усилителя 10, к управляю1 !

0 щему входу "Стоп" возбудителя 1 и через диод 11 - к выходу усилителя 10 и.входу реле времени 12, Выход реле времени 12 соединен с выключателем

13 синхронного электродвигателя. Силовой диод 5 обеспечивает прохождение тока через пусковои резистор 3 при . асинхронных пусках. Резонансный контур 7 обеспечивает увеличение тока в обмотке ротора 2 на частотах скольжения, характерных для асинхронных режимов. Устройство обеспечивает снижение перегрева обмотки ротора от асинхронных режимов. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам пус-, ка и релейной защите электрических машин.

Цель изобретения — повышение на5 дежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхрон1 ного хода.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для,пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя; на. фиг. 2— амплитудно-частотная характеристика резонансного контура; на фиг. 3— временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит возбудитель 1 для подключения к обмотке ротора 2 синхронного электродвигате- 20 ля. Защитная цепь, выполненная в виде пускового резистора 3, подключена через два параллельно соединенних тиристора коммутатора 4 к выводам возбудителя 1. Силовой диод 5 25 подключен между катодом и анодом тиристорного коммутатора 4, а анод силового диода 5 соединен с положительной клеммой возбудителя 1. Первичные обмотки датчика б тока обмот- 3р ки ротора 2 соединены между собой последовательно. Резонансный контур

7 одним выводом соединен с отрицательной клеммой возбудителя 1, а другим — к точке соединения первич- 35 ных обмоток датчика 6 тока. Вторичные обмотки датчиков 6 тока через

2 потенциометр 8 соединены последовательно встречно, а движок потенциометра 8 соединен с входом масштабного усилителя 9, выход которого соединен с управляющим входом "Стоп" возбудителя I к входу инвертирующего усилителя .10 и через диод 1! подключен к выходу инвертирующего усилителя 10 и входу реле f2 времени.

Выход реле 12 времени соединен с приводом выключателя 13 синхронного электродвигателя.

На фиг, 3 приведены временные диаграммы сигналов в следующих точках схемы: а — сигнал на входе масштабного усилителя 9; б - сигнал на выходе масштабного усилителя 9; в— сигналы, подаваемые на управляющий вход "Стоп" тиристорного возбудителя 1; r — сигнал на выходе реле 12» времени (t . — выдержка времени реле), — момент отключения выключателя 13) .

Устройство работает следующим образом.

При устойчивой синхронной работе синхронного электродвигателя отсутствует сигнал на входе масштабного усилителя 9. При этом отсутствуют также сигналы на управляющий вход

"Стоп" возбудителя 1 и выходе реле

12 времени.

При выпадении двигателя из синхронизма (увеличение нагрузки на валу, снижение питающего напряжения и др.) в обмотке ротора 2 синхронного элект14500 родвигателя возникает ЭДС скольжения, вызывающая Кблебания тока в обмотке ротора (фиг. За) с частотой скольжения f Когда скольжение ротора, увеличивалась, достигает величины, при которой частота скольжения становится больше 1„,„„,ток в резонансном контуре 7 резко возрастет. При этом возрастет разность переменНых напря- 10 жений с частотой f на движке потенциометра 8, а сигнал поступает на вход масштабного усилителя 9. Перво» начально масштабный усилитель балансируют и устанавливают нулевой сигнал 15 на его выходе при отсутствии входного сигнала. Масштабный усилитель 9 выполняет функции усилителя-ограничителя и на его выходе формируется последовательность прямоугольных им- 20 пульсов (фиг. Зб), имеющих частоту екольжения.

Положительные импульсы масштабного усилителя 9 (фиг. Зв) поступают на управляющий вход "Стоп" возбудителя 1 и на выход инвертирующего усилителя 10. Отрицательные импульсы с выхода масштабного усилителя 9 инвертируются инвертирующим усилителем 10 и на его выходе получают последо- ЗО вательность прямоугольных импульсов положительной полярности (фиг.Зв).На входе реле 12 времени из импульсов, поступающих с выхода масштабного усилителя 9 через диод 11, и прямоугольных импульсов, поступающих с выхода инвертирующего усилителя 10, формируется прямоугольный импульс, начало которого соответствует моменту возникновения асинхронного хода.Пес- 40 ле истечения времени t, реле 12 времени выдает сигнал на отключение выключателя 13.

Положительные импульсы, поступающие на управляющий вход Стоп возбу- 45 дителя 1, вызывают кратковременное (на. время, равное длительности импульса) отключение тока возбуждения.

Поскольку отключение возбудителя .соответствует такому угловому положе- 5б ,нию ротора относительно поля статЬ-, . ра, когда момент тормозной, то это мероприятие способствует повторному вхождению в синхронизм электродви-, гателя.

Резонансная частота контура 7 и его полоса пропускания (на фиг. 2 значение передаточного коэффициента

К на уровне 0,7) являются параметрами, независящими от частоты питающего напряжения. Поэтому асинхронный режим выявляется лишь тогда, когда частота скольжения укладывается в

G S диапазон х,,,„„ — Г,.„„,соответствующий изменению скольжения в пределах 3,S.

Выбор значения минимальной и максимальной частот скольжения осуществляют для конкретной машины. МинимальS ная частота скольжения f „„определяется при асинхронном режиме вхолостую работающего электродвигателя.

Масксимальная частота скольжения f ù „ определяется при максимальной нагрузке на валу и наибольшем (допустимом по условиям эксплуатации электродвигателя) снижении напряжения на зажимах электродвигателя. Частота скольз

Ъ жения f, частота питающей сетй f и скольжения S связаны известным соотношением

f =Sf.

При синхронных качаниях (из-за изменения нагрузки на валу и др.) частота скольжения меньше и „„и сигG нал на движке потенциометра 8 не выделяется или его уровень меньше лоро" га его формирования масштабным усилителем 9. В случае, когда резонансный контур 7 имеет добротность, сигнал с выхода потенциометра 8 на вход масш табного усилителя 9 должен проходить через полосовой фильтр с полосой пропускания.

Целесообразность использования полосового фильтра определяется в каждом конкретном случае. Силовой диод

5, включенный между тиристорами коммутатора 4, обеспечивает прохождение, тока через пусковой резистор 3 при асинхронных. пусках. В качестве управляющего входа "Стоп" для тиристорных возбудителей может быть использована цепь подачи управляющих импульсов тиристоров выпрямителя.

При этом управление возбудителем происходит и в том случае, когда ток возбуждения в асинхронном режиме не проходит через нулевое значение (фиг. 3a).

Соответствующим выбором амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот от резонанса до 50 Гц

S ин—

40 где Е,„„„ñc яЗКС

14500 (т. е. при $1) может быть достиг.— нуто выполнение функции защиты от э@тянувшегося пуска,. когда ротор не доходит до подсинхронных оборотов;

Э1от режим характерен при. пусках под нагрузкой с применением токоограничиврющих реакторов в цепи статора или автотрансформаторов для понижения напряжения при пусках.

Повышение чувствительности устрой" с ва достигается избирательным увели- ч нием тока в обмотке ротора на част тах скольжения, характерных для а инхронных режимов с помощью резо 15 н нсного контура. Режимы синхронных к чаний, связанные с колебанием тока в обмотке ротора, не фиксируются. Ими льсные помехи, связанные с работой в збудителя 1, не влияют на работу 20 у тройства, поскольку их частотный с ектр лежит вне диапазона полосы пфопускания резонансного контура 7 (фни следуют с частотой значительно больше 50 Гц) . 25

В устройстве обеспечивается снижение перегрева обмоток электродвигателя от асинхронных режимов и, снижение расходов на ремонт электродвига- З0 теля.

Формула изобретения

Устройство для пуска и защиты от а инхронного хода синхронного элект35 р двигателя, содержащее возбудитель для подключения к обмотке ротора синхронного электродвигателя, защитнфо цепь, выполненную в виде пусковфго резистора, подключенную через два параллельно соединенных тиристора коммутатора к выводам возбудителя,. реле времени, выход которого

K соединен с выключателем синхронного электродвигателя, о т л и ч а ю m, ее,с я тем, что, с целью повьппения надежности работы путем увеличения чувствительности. выявления асинхронного хода, введены два датчика тока, резонансный контур, масштабный уси-. литель, инвертирующий усилитель, силовой и дополнительный диоды, потенциометр, при этом первичные обмотки датчиков тока соединены между собой последовательно и включены в цепь, предназначенную для соединениязащитной цепи с обмотками ротора синхронного электродвигателя, а ре- зонансный контур одним выводом соединен с отрицательной клеммой возбудителя, другим выводом подключен к точке. соединения первичных обмоток датчика тока, вторичные обмотки которых через потенциометр соединены последовательно встречно, а движок потенциометра подключен к входу масштабного усилителя, выход которого соединен с управляющим входом

И 11

Стоп возбудителя, входом инверти" рующего усилителя и через дополнительный диод -. с выходом инвертирующего, усилителя и входом реле време- ни, силовой диод включен между анодом и катодом тиристоров коммутатора в проводящем направлении по отношению к положительной клемме возбудителя„ а резонансный контур настроен на частоту р, определяемую из соотношения минимальйая частота скольжения при асинхронном ходе; максимальная частота скольжения при асинхронном ходе.

1450060

Составитель В,Тарасов

Техред М.Ходанич Корректор И.Васильева

Редактор А.-Ворович

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6973/52 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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