Способ пуска синхронного двигателя

 

СПССОВ ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ,1ри котором в его обмотку последовательно во времени попаю основной постоянный ток и ДОПОЯ1Ш тельный постоянный ток, на магничи ваюцая сила 1;рторого сдвинута по фазе на угол 5f/2 относительно нгилаг ничивающей силы основного постоянного тока, после чего регулируют частоту тока якоря в соответствии t измеряемой частотой ЭДС сйнхронно50 двигателя,о тличающийся тем, что, сЦёйЬйрасширения функциональных возможностей путем обеспечения пуска синхронного двигателя как с электромагнитным возбузкданием, так и с возбуждением от постоянных магнитов, указанные постоянные токи подшот в обмотку якоря синхронного двигателя, причем величина каждого тока определяется нагруз.бчным моменtoM ,а основной постоянный ток подаа ют в течение времени, необходимого для синхронизации намагничивающих сл сил якоря и индуктора синхронного двигателя. о сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEGIlVSJlI4H

09) (И) 3(59 Н 02 P 5 34

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3334749/24"07 (22} .07.09.83. (46) 15 04.84. Бюл. Р 14 (72) В.Н.Бродовский, A.A.Замбржицкий, Е.С.Иванов., A.Ñ.Æèëèí, Ю,С.Сковорода-Лузин, М.Г.Тихонов, Р.Д.Абрамович, Ю.Д.Виницкий и.А.П.Сытин (53) 621 ° 313.13.014.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2683736, кл. H 02 Р 5/34, 197 8.

2. Авторское свидетельство СССР

9 604112, кл. Н 02 Р 5/34, 1975. (54)(57) СПОСОБ ПУСКА СИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ, rye котором в его обмотму последовательно во времени прдают основной постоянный ток и дополнительный постоянный ток, намагничи вающая сила которого сдвинута по фазе на угол 77/2 относительно намагничивающей силы основного постоянного тока, после чего регулируют частоту тока якоря в соответствии с измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя,отличающийся тем, что, с цейью "расширенйя функциональных врзможностей путем обеспечения пуска синхронного двигателя как с электромагнитным возбуж,анием, так и с возбуждением от постоянных магнитов, указанные постоянные токи подают в обмотку якоря синхронного двигателя, причем величина каждого тока определяется нагруздчным момен том, а основной постоянный ток пода ют в течение времени, необходимого g для синхронизации намагничивающих сил якоря и индуктрра синхронного двигателя.

С.

10865 34

Возникающий электромагнитный момент обеспечивает вращение вала двигателя (вектора намагничивающей силы индуктора), с момента начала которого измеряется,ЭДС двигателя, и в соответствии с ее частотой регулируется частота тока в обмотке якоря.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам пуска синхронных двигателей, имею« щих как электромагнитное возбуждение, так и возбуждение от постоянных магнитов, и может быть использовано, например, для пуска синхронных гидромоторов и турбогенераторов..

Известен способ пуска синхронного двигателя с тиристорным коммутатором в цепи статора от регулируемого ис- 10 точника постоянного тока посредством поочередного переключения .тиристоров с определением пары тиристоров, которая должна быть включена аерзой при подаче тока .возбуждения путем опреде- g ления полярности импульсов напряжения, индуцированных S обмотке возбуждения. После включения первой пары тиристоров переключение тирис торов происходит по заранее заданному алгоритму. После дастаточнОго разгона двигателя дальнейшее управление переключением тиристаров происходит в зависимости от моментов перехода через ноль ЭДС, наводимой ,а статорных обмотках(1).

Недостатком известного способа является то, что его техническая реализация требует дополнительного оборудования для.определения пары О тиристоров, которая должна быть включена первой, причем в основном режиме управления двигателем это оборудование не используется. Кроме того, в начальный период при отработке алгоритма пуска разгон идет по разомкнутому циклу, что может привести к выпадению двигателя из синхронизма (к опрокидыванию) из-за невозможности учета особенности конкретной нагрузки на валу. 40

Наиболее близким к изобретению является способ пуска синхронного двигателя с электромагнитным возбуж дением, при котором s обмотку индуктора подают последовательно во 45 времени два постоянных тока, намагничивающие силы которых сдвинуты на угол 7/2, после чего регулируют частоту тока якоря в соответствии с измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя, при этом в момент подачи первого тока производят измерение и интегрирование фазных

ЭДС двигателя с целью получения .начальных значений напРяжений ориентации 2 J.

Недостатком этого способа является то, что он реализуется только при пуске синхронных двигателей с электромагнитным возбуждением и непригоден при пуске синхронных двигателей с возбуждением от постояянных магнитов.

Целью изобретения является расширение фукнциональных возможностей обеспечения пуска синхронного дви- 65 гателя как с электромагнитным возбуждением, так и с возбуждением от постоянных магнитов.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно .способу пуска синхронного двигателя, при котором в его обмотку последовательно во времени подают основной постоянный ток и дополнительный постоянный ток, намагничивающая сила которого сдвинута по фазе на угол ))/2 относительно намагничивающей силы основного постоянного тока, после чего. регули-. руют частоту тока якоря в соответствии с измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя, упомянутые постоянные токи псдают в обмотку якоря синхронного двигателя.при этом величина каждого из токов .определяется нагрузочным моментом, а основной постоянный ток подают в течение времени, необходимого для синхронизации намагничивающих.сил якоря и индуктора синхронного двигателя.

В соответствии с предложенным снособом пуска синхронного двигателя предусматривается определенная последовательность операций во времени.

Вначале подают в обмотку якоря основной постоянный ток, величина которого определяется нагрузочным моментом,. приложенным к валу синхронного, двигателя. Максимальная величина тока ограничивается возможностями преобразователя энергии,, обеспечивающего питание обмоток якоря, и перегрузочной способностью данного двигателя, минимальная величина тока должна быть достаточной, чтобы развивался момент синхронизации намагничивающих сил якоря и индуктора. Под действием указанного момента синхронизации вал двигателя начинает поворачиваться. Через расчетное время выдержки, определяемое нагрузочным моментом, намагничивающие силы якоря и индуктора синхронизируются, после чего в обмотку якоря подают дополнительный постоянный.,ток, намагничивающая сила которого сдвинута по фазе на Ti/2 относительно первоначально поданного тока. Величина этого дополнительного тока также определяется нагрузочным моментом, приложенным к валу синхронного двигателя.

1086534 данный способ пуска синхронного двигателя.

Устройство содержит синхронный .двигатель 1,й ок задания реактивного тока 2, блок задания активного тока З,преобразователь координат 4, преобразователь чергии 5, блок датчиков ЭДС 6, блок интеграторов 7, векторный анализатор 8, блок датчиков фазных токов 9 и блок датчиков фазных напряжений 10. Выходы блоков заданий реактивного и активного токов 2 и 3 подключены к. входам преобразователя координат 4, входы для опорных сигналов которого соединены с выходами векторного анализатора 8., а выходы подключены к управляющим входам преобразователя энергии 5, соединенного с обмоткой якоря синхронного двигателя 1. Входы блока датчиков ЭДС 6 соединены. с выходами блокоь датчикОв фазных токов и напряжений 9 и 10, а его выходы через блок интеграторов 7 подключены к входам векторного анализатора

8, выходы которого соединены также с управляющими входами блока интеграторов,7.

Устройство для реализации предложенного пуска синхронного двигателя работает следующим образом.

Начальный постоянный ток, подаваемый в обмотку якоря синхронного двигателя 1, определяется сигналом

Ц, поступающим с выхода блока задания реактивного тока 2 на соответ.ствующий вход преобразователя коррдинат 4, на выходах которого формируются управляющие сигналы для преобразователя энергии 5, выполненного в виде управляемого источника тока, !

Необходимые для преобразователя координат 4 опорные сигналы поступа-ют с выходов векторного анализатора

8 в виде случайных величин, соотнетстнующих у Q„, cos Gq, где йн- произвольный начальный угол, не связанный с положением вектора намагничивающей силы индуктора синхронного двигателя 1. Устойчивость указанных случайных величин, принятых за опор-. иыв сигналы, обеспечивается цепью нормированной положительной обратной связи, охватывающей блок интеграторов 7, выполненный на основе апериодических звеньев с большой постоянной времени, и векторный анализатор

8. При этом начальные величины сигналов на ныходах интеграторов устанавливаются в соответствии со значениями sinйн,cosg. Полученные на выходах преобразонателя энергии 5 фазные токи поступают в обмотки якоря синхронного двигателя, имеющего независимую цепь электромагнитнОго возбуждения индуктора или с возбуждением от постоянных магнитов.

В общем случае векторы намагничивающих сил якоря и индуктора не совпадают, и в результате их взаимодействия образуется электромагнитный момент, приводящий к повороту вала синхронного двигателя 1(повороту вектора намагничивающей силы индуктора) . В течение времени,необходимогс для синхронизации намагничивающих сил якоря и индуктора, фазные токи

10 синхронного двигателя 1 определяются только сигналом У . По окончании синхронизации намагничивающих сил якоря и индуктора (время синхронизации определяется расчетным путем, 15 исходя из статического момента нагрузки и момента инерции связанных с валом .синхронного двигателя

1 механических частей) аргумент опорных сигналонВ пЯ„, соыЯн на выходе векторного аналйзатора 8 уже отражает угловое положение вектора намагничивающей силы индуктора (нала синхронного двигателя 1). В этот момент в обмотку якоря синхронного двигателя 1 подают дополнительный постоянный ток, определяемый сигналом Ug поступающим с выхода блока задания активного тока 3 на соответствующий вход преобразователя координат 4. Намагничивающая сила этого дополнительного тока сдвинута по фазе на и/2 относительно намагничивающей силы первоначально поданного тока, определенного сигналомОй.указанный фазовый сдвиг о6еспечивается соответствующим преобраsoBaBHeM сигнала U6, н управляющие сигналы преобразователя энергии

5 с помощью преобразователя координат 4, на входы которого поступают ,40 упомянутые опорные сигналы н ниде

sihQ H р c0s Gl g

Возникающий при этом электромагнитный момент приводит во вращение нал синхронного днигателя 1, с момента начала-.которого производится формирование фазных ЭДС на выходах блока датчиков ЭДС 6, величина и частота которых .определяются скоростью вращения двигателя. По полу50 ченным Фавн Эдс в блоке иитеграто ров 7 формируются фазные гармонические сигналы, амплитуда которых определяется потоком возбуждения синхронного двигателя 1, а аргумент55 угловым положением вала. По указанным сигналам в векторном анализаторе 8 получают опорные гармонические сигналы 51п (Ян+И), cps (й„+ Я )., где G- текущий угол поворота вала

66 синхронного двигателя 1, поступающие иа соответствующие входы преобразователя координат 4. Регулирование опорного тока синхронного двигателя

1 осуществляется н соответствии с (5 указанными гармоническими сигналами, %

1086534

Составитель A. Головченко редактор Л. Повхан Твхрвд Н. Надь корректор С.Шекмар

Заказ 2264/51, Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

-35 Ра окая наб .4 .5

113035, Москва, Ж, уш ° ф д / филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 4 частота изменения которых в установившемся режиме вращения пределяется синхронной скоростью.

В рассмотренном устройстве начальные опорные сигналызinй, совЯ на выходах векторного анализатора .8 5 сформированы беэ учета реакции якоря двигателя..Реакция якоря может . быть учтена введением в устройство дополнительного преобразователя координат, включенного в цепь положитель- 10 ной обратной связи, охватывающвй блок интеграторов 7, и связанного с блоком задания реактивного тока 2.

После осуществления пуска син хронного двигателя 1 сигнал 0 коррек- 5 тируется в зависимости от тресуемоfo режима работы. Указанная коррекз тнровка подразумевает переключение сигнала0 на ноль либо его реверсил рование по сигналу оператора, или автоматически-по достижении опрвде ленной скорости, измеряемой датчиком скорости (сигнал скорости в рассмотренном устройстве может быть получен также по выходным сигналам блока датчиков ЭДС 6).

Таким образом, способ .пуска синхронного двигателя предусматривает определенную последовательность во времени подачи токов только в обмот . ку якоря и может быть реализован независимо от типа возбуждения двигателяг электромагнитного или от постоянных магнитов.