Способ пуска синхронного двигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 54702!

Союз СоветскихСоциалистических

Ресвубдик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.07.73 (21) 1950119/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 28.03.77 (51) Ы. Кл."- H 02Р 1/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР по деиам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Камша и Л. А. Зильберштейи (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

M(t) = М,(t) + М,(t)SiII 6(t), Изобретение относится к области автоматического управления пуском синхронных двигателей.

Известен способ запуска синхронного двигателя с помощью вспомогательного асинхронного двигателя (1). Недостаток этого способа связан с использованием дополнительного двигателя.

Известен способ (2) асинхронного пуска синхронного двигателя, которыи является прототипом данного изобретения. По этому способу синхронный двигатель снабжается пусковой клеткой на роторе и пускается в ход как короткозамкнутый асинхронный двигатель.

Обмотка возбуждения синхронного двигателя при асинхронном пуске замыкается обычно через большое разрядное сопротивление. По достижении двигателем подсинхронной скорости в обмотку возбуждения подается напряжение и двигатель входит в синхронизм, если его скольжение при этом меньше некоторого критического значения. Чтобы получить скольжение двигателя меньше критического при большой нагрузке на валу двигателя, необходимо предусмотреть установку на его роторе мощной пусковой клетки, обеспечивающей одновременно большие значения как пускового, так и входного асинхронного момента. В ряде случаев, особенно при наличии ограничений по весогабаритным показателям двигателя, установить такую пусковую клетку нельзя, что ухудшает синхронизацию двигателя.

Целью изобретения является увеличение среднего синхронизирующего момента. Для

5 этого по предлагаемому способу при подаче напряжения в обмотку возбуждения дополнительно производят переключение фаз двигателя по отношению к фазам питающей сети в моменты времени, когда угол между ЭДС ш возбуждения двигателя и напряжением одной из фаз сети достигает нулевого значения, причем последовательность переключения каждой из фаз двигателя обратна последовательности его фазных ЭДС.

16 При подаче напряжения в обмотку возбуждения двигателя на его ротор действует момент р где М(/) — текущее значение момента, М,,(t) — асинхронная составляющая момента, М,(t) — амплитудное значение синхронизирующего момента, 25 0(t) — угол между вектором ЭДС возбуждения двигателя и вектором напряжения сети.

Принимаем, что в начальный момент времени векторы ЭДС возбуждения трехфазного двигателя и напряжения сети совпадают с

30 осью фазы а сети, так что угол O(t) равен

547021

З0

3 нулю. Считаем М,(t) определено положительной функцией. За исходное принимается следующее сочетание фаз двигателя и сети: а1 — аь b< — Ь2, с — с2.

С ротором угла O(t) синхронизирующий момент растет, достигая своей максимальной величины, затем уменьшается и изменяет свой знак, оставаясь отрицательным в промежутке изменения угла от л до 2л. Но если исходное сочетание фаз поменять по достижении углом

O(t) значения 120 на а — с „bq — а, c — bq, по достижении значения 240 на a — b b — c, с — а, а при угле O(t) =360 на исходное сочетание фаз, то синхронизирующий момент остается знако-положительной функцией. Он будет выполнять работу, способствующую увеличению скорости вращения ротора двигателя до синхронной и вхождению в синхронизм.

Отрицательное действие момента Al(t) — торможение ротора двигателя в промежутке изменения угла O(t) от st; до 2л — исключено.

В моменты времени, когда угол 0(/) равен

120, 240 и 360, угол между ЭДС возбуждения двигателя и напряжением одной из фаз питающей сети равен нулю. При переключении фаз двигателя взаимная последовательность его фазных ЭДС сохраняется исходной, т. е. а, b c, последовательность же переключения фаз двигателя к фазам сети обратна последовательности его фазных ЭДС, т. е. фаза а подключается последовательно к фазам с Ь, а, ... сети, фаза b< — к фазам а с, 4,..., фаза с — к фазам b а ср„...

Принципиальная схема устройства, осуществляющая описываемый способ, приведена на чертеже, Устройство содержит углоиз мер ительный блок 1 и блок управления 2 симметричными вентилями 3 — 11, через которые подается питание на обмотку статора двигателя 12.

Углоизмерительный блок вырабатывает сигнал в моменты времени, когда угол между

ЭДС возбуждения двигателя и напряжением одной из фаз сети достигает нулевого значения. Сигнал поступает на вход автоматического блока 2 управления, выходными сигналами которого являются напряжения U>, U>, U>. С помощью них производится управление полуIIpQBojIHHKoBbIivIH вентилями.

В момент времени, когда угол между ЭДС возбуждения двигателя и напряжением фазы а> сети достигает нулевого значения, блок 2 выдает сигнал Уь Открываются вентили 3, 4, 5, соединяя фазы а — а, b< — b>, с — c>. Когда нулевого значения достигает угол между ЭДС возбуждения двигателя и напряжением фазы сети, напряжение U> становится равным нулю, и через время, меньшее полупериода проходящего через вентили переменного тока, вентили 3, 4, 5 закрываются и все фазы сети и двигателя отключаются. Блок 2 сразу же вырабатывает сигнал Uq, при помощи которого открываются вентили 6, 7, 8, соединяя фазы а — с, b — а, c — b . В момент, когда угол меяду ЭДС возбуждения двигателя и напряжением фазы с> достигает нулевого значения, напряжение U> становится равным нулю, вентили 6, 7 и 8 закрываются и блок 2 вырабатывает сигнал U, открывая вентили 9, 10, 11 и соединяя фазы а — b b — с . с — а . Это сочетание фаз не изменяется до тех пор, пока угол между ЭДС двигателя и напряжением фазы а сети не достигнет нулевого значения.

11ри этом напряжение U3 становится равным нулю, вентили 9, 10, 11 закрываются и блок 2 вырабатывает сигнал Уь соединяя фазы в исходном сочетании и т. д.

Процесс переключения фаз продолжается до тех пор, пока ротор двигателя не увеличит скорость вращения до синхронной и не войдет в синхронизм. В дальнейшем переключение фаз может производиться с целью повышения устойчивости работы двигателя при внешних возмущениях или осуществления его самозапу ска при длительном перерыве питания.

Данный способ обеспечивает усиленный запуск и синхронизацию двигателя, имеющего слабую пусковую клетку, которая обеспечивает величину критического скольжения до

2O — 30 У,.

Формула изобретения

Способ пуска синхронного двигателя с пусковой клеткой на роторе, осуществляемый путем подключения двигателя к питающей сети при замкнутой через разрядное сопротивление оомотке возбуждения с последующим включением напряжения возбуждения по достижении ротором двигателя подсинхронной скорости или при непосредственном подключении возбудителя к обмотке возбуждения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения среднего синхронизирующего момента, после включения напряжения возбуждения производят одновременные переключения всех фаз двигателя по отношению к фазам сети в моменты времени, когда угол между ЭДС возбуждения двигателя и напряжением одной из фаз сети достигает нулевого значения, причем последовательность переключения каждой из фаз двигателя обратна последовательности его фазных ЭДС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Швейцарии М 544447, М. Кл.

Н 02Р 1/50, 1973.

2. Н, Павлюк, С. Беднарек «Пуск и асинхронные режимы синхронных двигателей», «Энергия», 1971, с. 222 — 241.

547021

Составитель В. Тарасов

Тс.:ред Т. Гревцова

Редактор T. Юрчикова

Корректор T. Добровольская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 925/8 Изд.. 4 194 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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