Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности устройства путем увеличения эффективности питания поля статора синхронной машины при исчезновении напряжения питания. Для этого в устройстве для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины вентили однофазного мостового выпрямителя 3 выполнены управляемыми. Последовательно с вентилями анодной группы включены датчики тока 20 и 21, выходами соединенные с блоком 9 поиска режима. Управляющие цепи вентилей через ключи 24 и 25 подключены к источнику 4 сигнала управления, а регулятор тока 7 через ключ 26 - к входу системы управления 2 преобразователем 1. Управление ключами 24-26 осуществляется блоком коммутации 10, соединенным с выходом блока 9 поиска режима, входы которого подключены к датчикам 8 и 11 напряжения обмотки возбуждения 16 и цепи статора и к датчику положения 27 выключателя 28 синхронной машины 17. Преобразователь при пуске работает в инверторном режиме, а в синхронном режиме - выпрямителем. Гашение поля статора достигается реверсом обмотки возбуждения. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А1 (51}5 Н 02 Р i/50 (л

1:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4605! 7 2/24-07 . (22) 15.11.88 (46) 23.09.90. Бюл. N 35 (71) Производственное объединение

"Сургуттрансгаз" и Производственное объединение "Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина (72) А.Ф.Третьяков, В.Н.Тужилкин и 10.И,Гольмаков (53} 683:621.313.323(088.8} (56) Патент США Р 4038589, кл; Н 02 P l/50, 1977.

Патент ФРГ В 2943448, кл. Н 02 P 1/50, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1480073, кл. Н 02 P 1/50, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ АСИНХРОННОГО

ПУСКА И РЕСИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННОЙ

ИАШИНЫ У (57} Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности устройства путем увеличения эффективности гашения поля статора синхронной машины при исчезновении напряжения пи. тания. Дпя этого в устройстве для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины вентили одноФазного мостового выпрямителя 3 выполнены управляемыми . Последовательно с вентилями анодной группы включены датчики тока 20 и 21, выходами соединенные с блоком 9 поиска режима. Управляющие цепи вентилей через ключи 24 и 25 подключены к источ нику 4 сигнала управления, а регулятор тока 7 через ключ 26 — к входу

1594670 системы управления 2 преобразователем l, Управление ключами 24-26 осуществляется блоком 10 коммутации, соединенным с выходом блока 9 поиска режима, входы которого подключены к датчикам 8 и 11 напряжения обмотки возбуждения 16 и цепи статора и к

Изобретение относится E электротехнике и может быть использовано в сис- 15 темах возбуждения для электрических машин.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности в режиме самозапуска путем 20 увеличения эффективности гашения поля статора синхронной машины при исчезновении напряжения питания, На чертеже приведена блок-схема

25 устройства для а синхроннопо пуска и ресинхронизации синхронной машины.

Устройство содержит m-Фазный управляемыи преобразователь ", систему 2 управления, однофазный управляемый мостовой выпрямитель 3 с источником 4 управляющего напряжения, дроссель 5, датчик 6 тока, регулятор

7 тока, датчик 8 напряжения обмотки возбуждения, блок 9 поиска режима, 35 блок !G коммутации, датчик 11 напряжения цепи статора 11, Выход m-Фазного управляемого преобразователя l "оединен с выходом однофаэного мостового.управляемо" î выпрямителя 3 через дроссель 5 и датчик 6 тока, причем катодная группа 12 вентилей выпрямителя 3 coåäèíåíà с анодной группой

13 преобразователя 1, а анодная группа 14 выпрямителя 3 соединена с катод-45 ной группой 15 преобразователя 1, выводы обмотки 16 возбуждения синхронной ° машины 17 соединены с датчиком 8 напряжения возбуждения и входом однаФазного выпрямителя " Последователь- 50 но с вентилями 18 и 19 анодной группы

14 включены дополнительные датчики 20 и 21 тока, три входа блока 9 поиска режима соединены с выходами датчика

11 напряжения цепи статора синхронной 55 машины 17 и датчиков 20 и 21 тока.

Мостовой выпрямитель 3 состоит из управляемых вентилей 18 и 19> 22 и 23. датчику положения 27 выключателя 28 синхронной машины 1 7. Преобразователь1 при пуске работает в инверторном ре-: жиме, а в синхронном режиме — выпрямителем. Гашение поля статора достигается реверсом обмотки возбуждения. 1 ил.

Управлякяцие цепи вентилей 18 и 22 однофазного выпрямителя 3 подключены к источнику 4 управляющего напряжения через первый ключ 24, а управляющие цепи вентилей 19 и 23 однофазного выпрямителя 3 подключены к источнику 4 управляющего напряжения чер.ез второй ключ 25. Выход регулятора 7 тока соединен с первым входом системы 2 управления через третий ключ 26, управляюшие входы ключей 24-26 соединены с выходами блока 10 коммутации. Второй вход системы 2 управления m-фазного преобразователя 1 соединен с первым выходом блока 9 поиска режима, второй выход которого подключен к входу блока 10 коммутации, четвертый и пятый входы блока 9 поиска режима соединены с датчиком 11 напряжения цепи статора и датчиком 27 положения выключателя 28,синхронной машины..

Устройство работает следуюшим образом.

В исходном состоянии при отключенном выклк:чателе, 28 статора 17 синхронной машины, следовательно, при отсутствии сигналов с выхода датчика

8 напряжения, датчика 27 и датчика

ll напряжения статора, блок 9 поиска режима формирует выходные сигналы, I поступающие на входы 2 системы управления ш-фазного преобразователя l и на коммутатор 10. Все ключи 24-26 коммутатора 10 соответствуют замкнутому состоянию. Цепи управления вентилей l 8, 22 и 19, 23 соединены с источником управляющего напряжения

4„. выход 7 регулятора тока соединен с входом системы 2 управления. Однофазный управляемый выпрямитель подготовлен к работе с нулевым углом зажигания, т.е. к работе в режиме диодного выпрямителя. На вход системы 2 управления с выхода блока поиска режима поступает сигнал, paspema25

5 15946 ющий формирование импульсов, соответствующих работе m-Фазного преобразователя 1 в инверторном режиме.

При подаче на статор питающего напряжения для асинхронного пуска наведенный ток частоты скольжения в обмотке 16 возбуждения выпрямляется однофазным выпрямителем 3, обеспечивая надежную работу m-фаэного .пре10 обраэователя 1 в режиме инвертора во всем диапазоне частоты скольжения. Энергия обмотки 16 возбуждения передается через выпрямитель 3 и преобразователь 1 в питавшую сеть.

Дроссель 5 обеспечивает непрерывность тока преобразователя 1 на время коммутации выпрямителя 3. Начальная установка угла зажигания системы

2 управления преобразователя 1 вы- 20 бирается, как правило, близкой к

90 эл. град (угол отсчитывается от точки естественного зажигания вентилей) .

При протекании тока в преобразователе 1 с датчиком 6 тока через регулятор 7 тока и третий ключ. 26 блока 10 коммутации на вход системы

2 управления поступает сигнал, суммирующийся с сигналом блока 9 поис- 30 ка режима таким образом, чтобы угол зажигания сдвигался в сторону предельных углов устойчивой работы преобразователя 1 в режиме инвертора. Таким образом осуществляется автомати35 ческое изменение угла зажигания тиристоров преобразователя 1 от предельных в начале пуска до углов, близких к 90 эл.град в конце пуска, что эк вивалентно > введению в цепь обмотки 40

16 возбуждения регулируемого пускового сопротивления от большой кратности до нулевой в процессе асинхронного пуска. Выбором коэффициента передачи регулятора 7 TQKB осушествля 45 ется наиболее оптимальный закон регулирования угла зажигания вентилей преобразователя 1 для обеспечения наибольшего среднего асинхронного момента, обусловленного обмоткой .16 возбуждения при асинхронном пуске синхронного двигателя.

С выхода датчика 8 напряжения возбуждения на вход блока 9 поиска режима поступает напряжение частоты скольжения, которое измеряется бло- ком 9 поиска режима. При достижении . заданной частоты подсинхронный блок

9 поиска режима выдает сигнал на

70 6 вход блока 10 коммутации, под действием которого первый 24 и третий 26 ключи блока 10 коммутации размыкаются, отключая цепь управления вентилей

18 и 22 однофазного выпрямителя 3 от источника 4 управляющего напряжения и выход регулятора 7 тока от входа системы 2 управления. Вентили

18 и 22 закрываются, блок 9 поиска режима, получив подтверждение о saкрытии вентилей 18 и 22 с датчика 20 нулевого тока, подает сигнал на вход системы 2 управления о переводе преобразователя 1 в выпрямительный режим, синхронная машина втягивается в синхрониэм. Ток врзбуждения от катодной группы 15 вентилей преобразователя 1 протекает по вентилю 19, обмотке возбуждения (от вывода Б к выводу А), вентилю 23 к анодной группе

13 вентилей преобразователя 1 (на чертеже обозначено +I.

При выпадении синхронной машины из сннхронизма наведенная ЭДС частоты скольжения в обмотке 16 возбуждения превьппает напряжение питания преобразователя I, последний запирается, блок 9 поиска режима получает сигнал с датчика 8 напряжения и через блок 10 коммутации подключает цепи управления вентилей 18 и 22 выпрямителя 3 к источнику 4 управляющего напряжения (первый ключ 24 блока 10 коммутации) и выход регулятора 7 тока на вход системы 2 управления (третий ключ 26 блока 10 коммутации). Кроме того, блок 9 поиска режима, воздействуя на вход системы

2 управления, переводит преобразователь 1 в инверторный режим. При уменьшении частоты скольжения до saданного значения ресинхрониэация осуществляется аналогично режиму асинхронного пуска.

При остановке синхронной машины датчик 27 положения выключателя 28 дает сигнал на вход блока 9 поиска режима, который, воздействуя на вход блока 10 коммутации, подключает вход системы 2 управления к выходу

7 регулятора тока (третий выход, 26 блока 10 коммутации),и, воздействуя на вход системы 2 управления, переводит преобразователь 1 в инверторный режим, осуществляя гашение поля возбуждения. Ток замыкается от пер" вого вывода А обмотки 16 возбуждения через вентиль 23 выпрямителя 3.

1594670 преобразователь 1., вентиль 19 выпрямителя 3 к второму выводу Б обмотки

16 возбуждения. Если синхронная.машина имеет массивные полк са или мош5 нун> деь>п 1>ерную клетку, тo напряжение на обмотке статора двигателя не соогветствует току возбуждения, т.е. при нулевом токе возбуждения напряжение на статоре не равно нулю за счет сва- 10 бодных токов демпферных контуров. В зтом случае блок 9 поиска режима, получая информацию с выхода датчика

l1 напряжения статора и > выхода датчика 21 нулевого тока, воздействует на вход блока 10 коммутации, который отключает цепи управления вентилей

19 и 23 выпрями еля 3 ат источника

4 управляюшего напряжения вторым ключом 25 и подключаег цепи управления вентилей 1 8 и 22 выпрямителя 3 к источнику 4 управляюшего напряжения первым ключом 24. Одновременно блок

9 поиска режима дает сигнал на вход системы 2 управления.,:переводя . пра†25 образаватель 1 в выпрямительный режим . Так в обмотке 16 возбуждения меняет знак, протекая а, второго вывода Б через вентиль 22, выпрямителя

3, преобразователь !., вентиль 18 выпрямителя 3 к первому выводу А, При достижении напряжения статара заданного минимального значения блок 9 поиска режима, получая сигнал с выхода датчика 11 напряжения, переводит преобразователь 1 в инверторный режим, воздействуя на вход системы 2 управления. Осушествляется гашение отрицательного тока в обмотке !6 воз— буждения и при получении сигнала с выхода датчика 20 тока блок 9 поиска режима подклн>чает через блок 10 коммутации цепи управления вентилей 19 и 23 выпрямителя 3 (второй ключ 25 блока 10 коммутации) к источнику 4 управляющего напряжения, а >вкладе

I выход регулятора 7 тока на вход системы 2 управления пр еобразователя чем осуществляется возврат устройства в исходное состояние.

" Лостигается упрощение и снижение массогабаритных показателей. Некоторое усложнение однофазного выпрямителя (применение управляемых вентилей вместо неуправляемых вентилей вместо

55 неуправляемых> позволяет обеспечить зффективное гашение поля статора реверсом тока возбуждения„ чта асобенно важно в режимах самозапуска мошных синхронных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины, содержащее m-Фазный управляемый преобразователь, систему управления, выходом подключенную к управляюшему входу указанного преобразователя, однофазный мостовой выпрямитель с выходными выводами для подключения к раз-. наименным выходным выводам упомянутого преобразователя через датчик тока и дроссель и с выводами обмотки возбуждения и датчика напряжения обмотки возбуждения, регулятор тока, вход которого соединен с выходом датчика тока, блок. поиска режима с тремя входами и двумя выходами, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения обмотки возбуждения, а первыи выход — к одному из входов системы управления, о т л и ч а ю ш е еся тем,,что,,с целью улучшения массогабаритных показатеТ леи и павьш|ения надех<ности в режиме самозапуска путем увеличения зффективнасти гашения поля статара синхронной машинь> при перерывах питания, вентили однофазного мостового выпрямителя выполнены управляемыми, введены два дополнительных датчика тока, второй датчик напряжения для включения в цепь статора синхронной машины, датчик положения выклн>чателя синхронной машины, источник управляющего напряжения, три замыкающих управляемых ключа., блок коммутации, входом подключенный к второму выходу блока поиска режима, второй и третий входы которого соединены с выходами дополнительных датчиков тока, включенные последовательно с управляемыми выпрямителями анодной группы однафазного мостового выпрямителя, управлявшие зпектроды вентилей разноименных групп катарога попарно объединены и подклк>челны через первый и второй замыка>ошие ключи к выводам источника управляюшего сигнала, управлявшие входы упомянутых замыкак>ших ключей и управляк>щий вход третьего замыкаюшсго ключа,. включенного между BbIxo. дам регулятора тока и вторым входом системы управления, подключены к выСоставитель В. Горелов

Техред М.Дидык

Корректор Т.Малец редактор Н. Лазаренко

Заказ 2837 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

l0 ,ходам блока коммутации, блок поиска ветственно датчика напряжения сТВТО режима снабжен четвертым и пятым Bxo- pa и датчика положения выключателя дами для подключения к выходам соот- синхронной машины.