Устройство для синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой . Устройство для синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой снабжено п аппроксиматорами 5, п-входовой схемой совпадения и источником двуполярного опорного напряжения.Каждый аппроксиматор 5 содержит резисторы 6, 7, 8 и переключатели 9, 10, 11. Первые выводы резисторов 6, 7 через

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ОИ (gg 4 Н 02 Р 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267420/24-07 (22) 24. 06. 87 (46) 15.02.89. Бюл, Р 6 (71 ) Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (72) Н.М. Дворак, K.Á. Носов, Г.М. Белокуров и В.П. Баженов (53) 62-83: 621. 313.3. 072. 6-57 (088. 8) (56) Патент США Р 3350613, кл. 318-176, 1967.

Патент Великобритании Ф 1217564, кл. Н 02 Р 1/50, .970.

Авторское свидетельство СССР

Р 1264282, кл. Н 02 P 1/50, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОД НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой. Устройство для синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой снабжено и аппроксиматорами 5, и-входавой схемой совпадения и источником двуполярного опорного напряжения.Каждый аппроксиматор 5 содержит резисторы 6, 7, 8 и переключатели 9, 10, 11.

Первые выводы резисторов 6, 7 через

1458957 переключатели 9, 10 соответственно связаны с источниками 4, 3 двуполярных сигналов, пропорциональных скольжению и углу нагрузки. Первый вывод резистора 8 через переключатель 11 связан с источником двуполярного опорного сигнала t UIIII, Вторые выводы резисторов б, 7, 8 объединены и образуют выход аппроксиматора 5, подключенный к одному из входов схемы 12 совпадений. Выход последней подключен к входу возбудителя 13 обмотки возбуждения синхронного двигателя 2.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах синхронизации и самозапуска синхронных двигателей под нагрузкой.

Целью изобретения является повышение надежности синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для синхронизации; на фиг.2 — пример, поясняющий аппроксимацию зоны синхронизации.

Устройство синхронизации содержит датчик 1 (фиг.1) положения ротора синхронного двигателя 2, формирователи 3 и 4 двуполярных сигналов U и "U, пропорциональных соответственно скольжению S и углу нагрузки g синхронного двигателя 2, аппроксиматоры 5 зоны синхронизации, в каждый из которых входят три резистора б, 7 и 8, подключенных первым выводом через переключатели соответственно 9, 10 и 11 к формирователям

4 и 3 двуполярных сигналов k це и

Uc H.источнику двуполярного onopHoI"o напряжения IU<„, а другие концы названных резисторов, соединенные в общую точку, образуют выход аппроксиматора 5, который соединен с одним из входов схемы 12 совпадения (логическое И), выходной сигнал с которой поступает на возбудитель 13 обмотки возбуждения синхронного двигателя 2.

Устройство работает следующим образом.

Если в процессе асинхронного пуска синхронного двигателя 2 скольжение S и угол нагрузки 8 двигателя будут находиться в зоне синхронизации,. то на выходе апроксиматоров 5 и выходе схемы совпадения 12 появится единичный сигнал. Этот сигнал переведет возбудитель 13 в режим синхронизации.

На обмотку возбуждения поступит постоянное напряжение, обеспечивающее синхронизацию двигателя 2. Синхронизация происходит в заданное полюсное деление беэ проворота. 2 ил.

Если в процессе асинхронного разгона синхронного двигателя скольжение S и угол нагрузки В примут значения, прин длежащие зоне 14 синхро5 низации (фиг.2), на выходе всех аппроксиматоров 5 и на выходе схемы 12 совпадения появляется единичный сигнал, который, поступая на возбудитель 13, переводит его в режим синхрониз ации, сопровождающийся подачей постоянного нгпряжения на обмотку возбуждения синхронного двигателя 2, который входит в синхронизм, причем синхрониз ация синхронного двигателя происходит в заданное полюсное деление без проворота.

На аппроксиматорах 5 и схеме 12 совпадения реализована функция контроля значений угла 8 и скольжения

$ на их принадлежность зоне 14 син.хронизации. Для этого эона 14 синхронизации апнроксимируется многоугольником 15, число сторон N которого определяется заданное точностью аппроксимации. Каждая i-я сторона данного многоугольника описывается уравнением

ae+ b S+ с„- =0 (1) где а;, Ь,, c. — постоянные коэффициенты.

Принадлежность значений о и S зоне синхронизации задается системой неравенств

35 a;9+b, S+c; 0 при i = 1,...,N. (2) 8957 (3) 145

Каждый аппроксиматор реализует одно из этих неравенств. Если обозна чить проводимости резисторов 6, 7 и 8 как яб, g> и я8, а Величину еди нично го вхо дно ro сигнала схемы 1 2 совпадения, как U1 на выходе каждого аппроксиматора 5 появится единичный сигнал П„ при условии

- 6 + + g> S - 8 оп

) UI, @б g/ gS которое преобразуется к неравенству вбПа К П ggUon - (а + а +

При пропорциональных зависимостях

U8 = К 6 и U< = «оБ неравенства (4) эквивалентны неравенствам (2), если

15 20 устройство применимо к любому возбудителю.

Экспериментальные исследования устройства синхронизации в составе схемы самозапуска синхронного двигаI теля привода поршневых компрессоров и их синхронизации из условия обеспечения заданного углового смещения валов параллельно работающих компрессоров, при котором максимально демпфируются колебания группы компрессоров, показали, что обеспечивается

1007--ная вероятность синхронизации в заданное полюсное дел ние СД при полной нагрузке двигателя. Осуществление указанных режимов синхронизации позволяет избежать аварийных отключений синхронного двигателя и, следовательно, значительных убытков, сопровождающих подобные отключения.

Формула изобретени

+ Кбаб « g а; Ь, 1Я8Поо (Кь + gq + gII) U; (5) с;

Таким образом, при значениях 8 и

S, принадлежащих зоне 14 синхрониза- . ции, одновременно для всех аппроксиматоров выполняются неравенства (4) и на их выходах устанавливаются единичные сигналы. Проводимости g<, и g8 и знаки сигналов Ug, + U и

+ оо„ определяются из соотношений (5) с учетом неотрицательности укаэанных проводимостей. Полученными знаками сигналов + Ц@, -Б, По„определяются положения ночей 9, 10 и 11.

В качестве аппроксимируемой зоны

14 синхронизации принимается зона, соответствующая наиболее тяжелым условиям синхронизации: при максимальной нагрузке, MHHHMGJIbHoM напряжении на статоре синхронного двигателя с номинальным или форсированным напряже-..ием возбуждения. Так как всем другим возможным более легким условиям синхронизации соответствуют зоны 16, охватывающие аппроксимированную зону

14, то при работ . устройства синхронизация будет вс гда обеспечена.

Форма зоны 14 синхронизации зависит от способа асинхронного разгона

СД, что реализуется схемой возбудителя 13. Таким образом, предлагаемое

Устройства для синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой, содержащее формирователи двуполяр. ых сигналов, пропорциональных углу нагрузки и скольжению, входы которых подключены к выходам датчика положения ротора синхронного двигателя, возбудитель обмотки возбуждения синхронного двигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности синхронизации синхронного двигателя под нагрузкой, в него введены источник двуполярного опорного сигнала, и аппроксиматоров зоны синхронизации и и-входовая схема совпадения, причем каждый иэ аппроксиматоров составлен из трех резисторов и трех переключателей,пер— вый вывод каждого из двух указанных резисторов соединен через один иэ переключателей с выходами соответствующих двуполярных си "налов, пропорциональных углу нагрузки и скольжению, первый вывод третьего резистора через третий переключатель соединен с зажимами источника опорного напряжения, а вторые выводы резисторов соединены между собой и образуют выход аппроксиматора, подключенный к одному из входов схемы совпадения, иы>:оп которой соединен с гходом возбудителя, при этом и равно числу сторон многоугольника, аппроксимирунпцсг îну синхронизации.

1458957

Составитель В.Тарасов

ТехредЛ.Сердюкова: Корректор H.Король

Редактор А. Лежнина

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

Заказ 377/57 Тираж 548 Подписное

ВпИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5