Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности

Авторы патента:

H02P3/22 - путем торможения коротким замыканием или путем резистивного торможения

Использование: системы электроснабжения мо щных электродвигателей, питающихся от сети соизмеримой мощности. Сущность изобретения состоит в том, что в процессе пуска электродвигателя, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации, а потом подключают ее по схеме продольной ком: пенсации, измеряют остаточное напряжение U на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети Um и при UK 0,273 Um включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации при фазовом угле сетевого напряжения остающей фазы 95 15 эл. град., а при UK 0,273 Um включают конденсаторы в батарею поперечной компенсации при р 0, что позволяет уве-. личить срок службы конденсаторов, уменьшить коммутационные перенапряжения в сети и повысить быстродействие. 3 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 Н 02 P 3/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808701/07 (22) 21.02.90 (46) 30.01.93. Бюл. N 4 (71) Вологодский политехнический институт (72) А.И.Игнайкин и В.Г.Вугаков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1651349, кл. Н 02 P 3/22, 1988.

Авторское свидетельство СССР

M 1424095, кл. Н 02 P 3/22, 1987. (54) СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ОТ СЕТИ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ (57) Использование: системы электроснабжения мощных электродвигателей, питающихся от сети соизмеримой мощности.

Сущность изобретения состоит в том, что в процессе пуска электродвигателя, при котоИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оптимизации режимов системы электроснабжения при пусках мощных электродвигателей в сетях соизмеримой мощности.

Известно техническое решение, в котором для исключения провалов напряжения на шинах подключения двигателя и регулирования электромагнитного момента при

его пуске конденсаторная батарея (КБ) включается последовательно в цепь двигателя на время пуска, а по его завершении шунтируется вы кл ючателем. Недостатком такого решения является неиспользование

КБ в номинальных рабочих режимах, что существенно ухудшает технические и экономические характеристики системы электроснабжения (СЭ).

Известно также техническое решение для улучшения пусковых режимов двигателя, в котором используется переключаемая шунтовая КБ, состоящая из двух группвЂ”, . Ж «, 1791948 А1 ром заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации, а потом подключают ее по схеме продоль ной компенсации, измеряют остаточное напряжение О, на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети Um и при Ux> 0,273 Um включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации при фазовом угле сетевого напряжения остающей фазы р=--15 эл. град.,,а при Ок < 0,273 Um включают конденсаторы в батарею поперечной компенсации при у) = О, что позволяет увеличить срок службы конденсаторов, уменьшить коммутационные перенапряжения в сети и повысить быстродействие. 3 ил. форсировочной и не отключаемой в нормальном режиме. При пусках здесь обеспе чивается требуемое качество напряжения, однако наиболее мощная форсировочная часть КБ не используется в нормальных режимах работы СЭ.

Известен также способ пуска электродвигателя, при котором на время пуска двигателя шунтовая КБ переключается в установку продольной компенсации, а после завершения пуска снова переключается в шунтовую КБ, при этом для преодолевания момента трогания используется энергия заряда конденсаторов. Такое техническое решение позволяет исключить провалы напряжения при пуске двигателя и осуществить регулирование пусковой мощности. Существенным недостатком его является наличие возмущений в сети, вызванных переключением заряженных в процессе пуска двигателя конденсаторов из батареи про1791ЯВ дольной компенсации в батарею поперечной компенсации.

Целью изобретения является увеличение срока службы конденсаторов, уменьшение коммутационных перенапряжений B сети и повышение быстродействия за счет

"мягкого" с минимальными токами переключения заряженных в процессе разгона двигателя конденсаторов в батарею поперечной компенсации.

Поставленная цель достигается тем, что после разгона двигателя отключают конденсаторную батарею продольной компенсации в rëîìåíò достижения напряжения на конденсаторе первой фазы амплитудного положительного значения, измеряют остаточное напряжение на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на указанном конденсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсатор в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 эл. град., а при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения

0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент перехода напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (О эл. град,), Н а фиг.1 п редста влен и роцесс откл ючения трехфазной конденсаторной батареи после разгона двигателя, Напряжение на конденсаторе в ка>кдой фазе КБ отстает от протекающего по нему тока на угол 90 эл. град., поэтому в момент прохождения тока через нуль напряжение на конденсаторе этой фазы имеет максимальное значение.

Отключение КБ продольной компенсации происходит путем одновременного снятия управляющих импульсов (момент времени

to по фиг.1) в результате естественной коммутации тиристоров выключателя. Причем в разных фазах момент естественной коммутации (прохождение тока через нуль) неодиHBKQB,для фазы А это времл t1 (фиг.1), для других фаз В и С вЂ” это t2, После погасания вентиля в первой фазе А отключение продолжается в двухфазном режиме, при этом

ТоК в фазе С является зеркальным отражением тока в фазе В, отключение тока в тиристорах фаз В и С происходит одновременно в момент времени t2. В момент погасанил вентиля в первой фазе мгновенное значение напряжения на конденсаторах фаз Б и

С составит вЂ” 0,5 U Фп,ах. В интервале времени t> < с < t2 на линейное напряжение

UBc наряду с другими элементами будет подключена цепочка из двух последовательно соединенных конденсаторов фаз В и СвЂ” в результате ток на этом временном интер5 вале будет определяться; BCmax

)KB вЂ” 2 Х со$ cU t, k

1кс 02Х с $ (1)

2Хк

"О а напряжение на конденсаторах

t2. (ц)

UKB = вЂ” j !кв Ф + Uke

Ск tt

Р (t)

15 Зкс=С)ц !"".бт+U« (2)

B момент прохождения тока (кв и !кс через нуль (t2) напря>кение составит:

Д 2

UKBo= "J c0satdt вЂ” 0,5UкФтах

0клтах Цепах V3 вЂ” 1

2 2

= 0,366 0кФ max, (3)

U кnmax 2 U кФ max

25 Uycо= вЂ” ) cos жtdt

2 о 2

Uknmax + 0кФлпах Y3 + 1 кФп1ах .

= вЂ” 1,366 U к Фпах, (3)

Продол>кительность второго интервала составит At2 = t2 вЂ” t< = 90 эл. градусов, а всего процесса отключения At = A tt

+ A t2 =. t2 вЂ” t0 не более (б0+90) = 150 зл, 35 Ð ÀÓC08

В результате на конденсаторах будет остаточное напряжение в трех фазах, разное по величине, В таблице приведены значения остаточных напряжений на конденсаторах отдельных фаз при различных уровнях напряжения на конденсаторе первой фазы, В таблице также представлены величины напряжений рассогласования в отдельных фазах (ЛЙ = Ь вЂ” UKlo) при включении конденсаторной батареи поперечной компенсации. Мгновенное значение напряжения в отдельных фазах в момент включения

КБ поперечной компенсации будет определяться следующим образом (фиг.2); (Рв + 120o)

UB = sir. Ив

Uc = -sin(И, + 60 ). (4)

На фиг.З представлены зависимости максимального напряжения рассогласованил оТ величины остаточного напряжения на конденсаторах (ЬUm x = f(Uyо)) при различных моментах включения КБ поперс-гной компенсации: 1 вЂ” Ов = 0; 2 вЂ” (=4 = 30 ; 3вЂ”

O = 15 ; 4 вЂ” б4 =агсз!п(скво) (при таком

1791948

Велииинь остаточных напряжений на кпнленсаторах и напряжений рассогласования

0,б

0.220

О, 82 ) 1.4

0,512

I. 912

1.2

О, 439

1, 639

1,О

0.366

1.366

Р,8

О. 293

1,093

0,7

0.256

0,956

О,4

О,146

0.546

0,5

0,183

О. 683

0,2

О,O73

0.273

0,066

0,293

0,227

0.293

0,534

0,512

1, 046

0,334

0.439

0,773

О, 134

0,366

0,5

0.5

0,266 О.!66

0,220 0,256

0,046 О Оо

0,266 0,256

0,366

0,183

О.!83

0,366

0,466

О,146

0.320

О,466

0,666

0.073

О. 593

О, 666

0.693

О. 254

О, 947

О. 947

0.493

0.180

0.673

0,673

0,293

O,107

0,400

0.4ОО

О, 007

0,003

О,О1О

О,ОIО

О,O93

0,034

0,127

0.127

O. IO7

О, 039 ,0,146

0,146

0,307

0,112

0.420

0,420

0,207

0,076

0.283

0,283

0.507

0.186

О, 693

0,9

О, 012

0,912

О, 912

0,7

О, 061

0.639

0.7

0,5

0,134

0,366

0,5

0,2

О, 244

0,044

0,244

О.э

0, ãO7

О, 093

О.э

О.!

0. 280

О, I80

О, 280 о.!

0.354

0.454

0,454 о,ооо

О. 3 I 7

О. 317

0,3

О, 427

0,723

О. 723

1.9

1. 012

2 912

2, 912

1,7

0,939

2.639

1,5

0,866

2,366

1,3

О,793

2.093

l.2

U,756

1.956

l, 956

1,1

0,720

1,820

0.9

0,646

I, 546

1, 546

1,О

О. 683

1, 683

I.683

0.7

0,573

1. 273

30.00

0,912

О.ооо

0.912

26,05

0,642 о,ооо

0,642

21,47

0,377 о, ооо

0.377

1 / 05

O,ОО9

О,ООО

О, 009

17.03

0,118

О.ооо

0,118. 12,69

O,135

О,ООО

О,ОО9

8,419

0.384

О.ооо

0.384

10,55

О, 260 о, ооо

О, 260

4.198

О, 627

О.ооо

0,627

О.ооо

du, 0,866

du О,ООО

ЛО. 0,866 включении напряжение рассогласования в фазе В равно нул!о}. Наиболее неблагоприятная фаза включения (Эа = 2100.

По данным таблицы и графиков на фиг.3 мо>кно предло>кить способ включения КБ поперечной компенсации, при котором напряжение рассогласования, а значит, и возмущения в системе при включении КБ будут близки к минимальным, При контроле напряжения на конденсаторах фазы А включение КБ поперечной компенсации осуществляется в интервале

О< UKAo < 0,273 Оа = О, а пРи UKAo> 0,273 вЂ” C4 = 15 (на первом интервале участок кривой 1, на втором вЂ” кривой 3 фиг.3), Формула изобретения

Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации с последующим ее подключением по схеме продольной комu„„„„, o,о

О,а. О,О

u... О.о ба =О bud 0.866

du, о,ооо

bUñ О ° 866

bU.„ 0,866 о8 =15 а 0я 0,707

Л Ug О. 259

bUе 0,966

140иакс 0,966

6 в =30 du 0.5

dUа 0,5

duÄ I,o

4и„,„, 1.О

6, =21Юа Uä 0,5

dud 0,5

1.O

40и.„1. O пенсации, отл и ча ю щи и ся тем, что, с целью увеличения срока службы конденсаторов, уменьшения коммутационных перенапряжений в сети и повышения

5 быстродействия, измеряют остаточное наприяжение.на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на указанном кон10 денсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 зл. град„а

15 при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент перехо20 да напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (ноль зл. град.), 1791948

0,6

С,5

Ol3

О, 6 0, с". а е

Фиг.3 Составитель А.Игнайкин

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор А.Коэориз о,, Редактор

Производственно-изда ельскии комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности

Устройство для автоматического управления асинхронным электродвигателем в режиме рекуперативного торможения // 1782332

Электропривод переменного тока // 1781807

Устройство для управления асинхронным электродвигателем // 1772882

Способ торможения асинхронного вентильного каскада // 1767674

Способ пуска электродвигателя // 1651349

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах электроснабжения для пуска электродвигателей от сети соизмеренной мощности , Целью изобретения является повышение пускового момента, уменьшение времени пуска и расхода электроэнергии

Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем // 1644342

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках и промышленных роботах

Электропривод переменного тока // 1636980

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронным электродвигателем, питаемым от транзисторного инвертора с широтно-импульсным принципом изменения частоты в тех случаях, когда двигатель при торможении переходит в генераторный режим

Электропривод переменного тока // 1617595

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, требующих снижения момента при включении

Устройство для управления асинхронным электродвигателем // 1582310

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении многоскоростными асинхронными электроприводами грузоподъемных механизмов

Устройство совмещенного электрического тормоза и электропривода подачи долота для буровой лебедки // 2222490

Изобретение относится к области бурового оборудования и может быть использовано для буровых лебедок

Система и способ стопорения электродвигателя пропульсивной установки // 2301173

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводе гребного винта для надводных судов, в приводе гребного винта, представляющего собой пропульсивную установку, в модуле, содержащем пропульсивную установку и выполненном с возможностью разворота относительно корпуса судна

Способ торможения трехфазных асинхронных электродвигателей // 2339153

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах механизмов в химической и металлургической промышленности

Преобразователь энергии электропривода с генераторным торможением // 2392729

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления антеннами кругового обзора, в главных приводах грузоподъемных механизмов и в оборудовании для создания нагружающих моментов при испытаниях следящих систем

Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором // 2414046

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дизель-электрической системе привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором

Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором // 2429980

Изобретение относится к дизель-электрической системе привода

Тяговый электропривод // 1791949

Способ торможения электрической машины // 1830177

Дизель-электрическая система привода // 2498492

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дизель-электрической системе привода. Технический результат - исключение перегрузки мощных полупроводников автономных выпрямителей импульсного тока со стороны генератора при проведении теста self-load-test. Дизель-электрическая система привода содержит генератор (4) с двумя многофазными обмотками (22, 24), дизельный двигатель (2) и выпрямитель (6) переменного тока промежуточной цепи напряжения с двумя автономными выпрямителями (10, 12) импульсного тока, соединенными со стороны генератора с указанными обмотками (22, 24), а с другой стороны посредством средства (30) тормозного сопротивления они соединены между собой. Согласно изобретению в качестве средства (30) тормозного сопротивления предусмотрены, соответственно, два электрически последовательно включенных сопротивления (48, 50), величины сопротивления которых равны половине величины средства (30) тормозного сопротивления, и предусмотрено двухполюсное коммутационное устройство (54), соединенное со стороны входа, соответственно, с точкой (52) соединения двух электрически последовательно включенных сопротивлений (48, 50). Таким образом, у этой дизель-электрической системы привода существует возможность проведения теста Self-load-Test с регулируемым моментом нагрузки для контроля мощности дизельного двигателя (2), причем никакой перегрузки мощных полупроводников автономных выпрямителей (10, 12) импульсного тока со стороны генератора более не происходит. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Вентильный преобразователь переменного тока с распределенными тормозными сопротивлениями // 2506691

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах и высоковольтной технике. Техническим результатом является повышение надежности за счет исключения полного отказа установки, использующей вентильный преобразователь. В вентильном преобразователе переменного тока тормозное сопротивление имеет несколько отдельных тормозных сопротивлений (18), которые, соответственно, являются частью биполярного подмодуля (14), причем подмодули (14), при образовании последовательного соединения подмодулей, включены последовательно и по меньшей мере частично содержат накопитель (16) энергии в параллельном соединении с соответственно сопоставленным отдельным тормозным сопротивлением (18) и управляемый силовой полупроводник (28) торможения, который в положении торможения допускает протекание тока через соответственно сопоставленное отдельное тормозное сопротивление (18), а в положении нормального режима работы прерывает протекание тока через него. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.