Двухдвигательный электропривод

 

1. ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий основной синхрбнньй двигатель с возбудителем и вспомогательный асинхроннь1й двигатель с фазным ротором, расположенные на общем валу, выключатель, предназначенный для подключения указанных двигателей к сети, пГусковой блок, связанный с ротором вспомогательного асинхронного двигателя, отличающийся тем, что,с целью упрощения введены блок управления с двумя входами и тремя выходами, многофазный возбудительный блок, соединенный выходами с обмотками ротора вспомогательного асинхронного двигателя, причем один вход блока управления предназначен для включения на зажимы сети, другой вход блока управления подключен к зажимам основного двигателя, один выход блока управления соединен с управляющим входом возбудителя, а второй, его выход - с управляющим входом многофазного возбудительного блока, третий выход блока управления соединен с вы:ключателем основного двигателя. 2. Электр опривод по п.1, отличающийся тем, что блок управления состоит из двух трансформаторов с двумя вторичными обмотками, двух вьтрямителей, блока сравнения, двух усилителей, релейного элемента и фазочувствительного вьтрямителя, § причем входы первого трансформатора включейы на зажимы основного двигате (Л ля, а входы второго трансформатора предназначены для подключения к сети , одна из вторичных обмоток каждого .трансформатора включена на входы выпрямителя, а выходы выпря№1телей подключены к входам узла сравнения, выход которого через первый усилитель подключен на управляющий вход возбудителя основного двигателя, другие вторичные обмотки трансформато 1 ров включены на вход фазочувствительного выпряг теля, выход которого подключен к входу второго усилителя, выходом соединенного с блоком возбуждения вспомогательного двигателя, и к первому входу релейного элемента , второй вход которого подключен к выходу сравнения-) причем :выход релейного элемента соединен с выключателем основного двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

69) (11) 3GD Н 02 Р 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615132/24-07 (22) 08.g7.83 (46) 15. 10. 84. Бюл. N 38 (72) О.Ф.Никитин и И.И.Эпштейн (71) Научно-исследовательсКий электротехнический институт Производственного объединения ХЭМЗ (53) 62-83.621.313.335.1.076.5(088.8) (56) 1. Глебов И.А., Василевский С.П., Шулаков Н.В., Ключников А.Т., Трефилов В.А. Двухмашинный агрегат сверхмощного синхронного электропривода. -"Электричество", 1978, 96.

2. Шулаков Н.В., Трефилов В.А.

Исследование сверхмощного двухмашинного агрегата с каскадным пуском главного двигателя. — "Электричество", 1979, 911. (54) (57) 1. ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий основной синхронный двигатель с возбудителем и вспомогательный асинхронный двигатель с фаэным ротором, расположенные на общем валу, выключатель, предназначенный для подключения указанных двигателей к сети, усковой блок, связанный с ротором вспомогательного асинхронного двигателя, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью упрощения введены блок управления с двумя входами и тремя выходами, многофазный возбудительный блок, соединенный выходами с обмотками ротора вспомогательного асинхронного двигателя, причем один вход блока управления предназначен для включения на зажимы сети, другой вход блока управления подключен к зажимам основного двигателя, один выход блока управления соединен с управляющим входом возбудителя, а второй, его выход — с управляющим входом многофазного возбудительного блока, третий выход блока управления соединен с вы:ключателем основного двигателя.

2. Электропривод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления состоит из двух трансформаторов с двумя вторичными обмотками, двух выпрямителей, блока сравнения, двух усилителей, релейного элемента и фаэочувствительного выпрямителя, причем входы первого трансформатора З включейы на зажимы основного двигате- у ля, а входы второго трансформатора предназначены для подключения к сети, одна из вторичных обмоток каждого трансформатора включена на входы выпрямителя, а выходы выпрямителей подключены к входам узла сравнения, выход которого через первый усилитель подключен на управляющий вход возбудителя основного двигателя, другие вторичные обмотки трансформаторов включены на вход фазочувствитель" ного выпрямителя, выход которого подключен к входу второго усилителя,. выходом соединенного с блоком возбуждения вспомогательного двигателя, и к первому входу релейного элемента, второй вход которого подключен фв к выходу узла сравнениями причем выход релейного элемента соединен с выключателем основного двигателя.

1119147

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах пуска мощных синхронных двигателей, Асинхронный пуск синхронных двигателей приводит к большим толчкам пускового тока, что при больших мощностях недопустимо по условиям работы энергосистемы (глубокие посадки напряжения) и опасно для самого 10 двигателя, Поэтому целесообразно осуществлять частотный запуск асинхронных двигателей с последуницей синхронизацией с сетью.

Известна система частотного riyc- 1S ка, содержащая двигатель, подключенный к тиристорному. преобразователю частоты и через дополнительный пе-. реключатель связанный с сетью $1(.

Недостатком известного устройства рб частотного пуска является сложность из-за использования тиристорного преобразователя частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является двухдвигательный электро- 25 машинный агрегат, который состоит из основного синхронного двигателя с возбудителем, вспомогательного асинхронного двигателя с фаэным ротором, расположенных на общем валу, блока возбуждения вспомогательного двигателя, пускового реостата и четырех высоковольтных выключателей.

Пуск агрегата и его работа осуществляются следующим образом. С помо35 щью высоковольтных выключателей обе машины включаются. каскадно и подключаются к сети. Благодаря пусковому реостату в цепи ротора вспомогательного двигателя, пуск протекает плавно при ограниченных токах. После достижения подсинхронной скорости включается блок возбуждения вспомогательного двигателя, осуществляется синхронизация вспомогательного двигателя с сетью. Затем подается возбуждение на основной двигатель, осуществляется

"разборка" каскадной схемы, свободные концы обмотки статора основного

S0 двигателя закорачиваются, а.обмотка статора вспомогательно1 о двигателя подключае ся к аети (2J.

Недостатками известного устройства являются сложность схемы, боль- 55 шое число силовьцс высоковольтных

k коммутационных аппаратов, потеря универсальности в исполнении обмотки статора основного двигателя, так как требуются выводы шести концов, что усложняет двигатель. Кроме того, обмотка должна выполняться соединением только в "звезду" (а не по выбору в "звезду" или "треугольник"), пуск усложнен иэ-за большого числа коммутационных аппаратов, требующих для работы специальные устройства управления.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности пуска мощных синхронных двигателей в составе двухмашинных агрегатов.

Поставленная .цель достигается тем, что в двухдвигательном электроприводе, содержащем основной синхронный двигатель с возбудителем и вспомогательный асинхронный двигатель с фазным ротором, расположенные на общем валу, и выключатель, предназначенный для подключения к сети указанных двигателей, пусковой блок, связанный с ротором вспомогательного асинхронного двигателя, введены блок управления с двумя входами и тремя выходами и многофазный возбудительный блок, соединенный выходами с обмотками ротора вспомогательного асинхронного двигателя, причем один вход блока управления предназначен для включения на зажимы сети. другой вхол блока управления подключен к зажимам основного пвигателя1 олин выхол блока управления соединен с управляющим входом возбудителя, второй его выход - с управляющим входом многофазного возбудительного блока, третий выход блока управления соединен с.выключателем основного двигателя °

Кроме, того, блок управления состоит из двух трансформаторов с двумя вторичными обмотками, двух выпряьжтелей, блока сравнения, двух уси.лителей, релейного элемента и фазочувствительного выпрямителя, причем входы первого трансформатора включены на зажимы основного двигателя, а входы второго трансформатора предназначены для подключения к сети, одна из вторичных обмоток каждого трансформатора включена на входы выпрямителя, а выходы выпрямителЖ подключены к входам узла сравнения, выход которого через первый усили тель подключен на управляющий вход

1119

Елок 8 управлении (фиг.3) состоит иэ трансформаторов 12 и

13, узла 14 сравнения, двух уси- Я хщтелей 15 и 16, релейного элемента 17, двух выпрямителей 18 и 19

;и фазочувствительного выпрямителя з возбудителя основного двигателя, другие вторичные обмотки трансформаторов включены на вход фазочувствительного выпрямителя, выход которого подключен к входу второго усилителя, выходом соединенного с блоком возбуждения вспомогательного двигателя, и к первому входу релейного элемента, второй вход которого подключен к выходу узла сравнения, причем вы- 10 ход релейного элемента соединен с выключателем основного двигателя.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого двухдвигательного электропривода, на фиг.2 — .схема многофаэного .воэбудительного блока вспомогательного асинхронного двигателя с фазным ротором, на фиг.3 — схема блока управления, на фиг.4 — диаграммы, поясняющие принцип фазировки ЭДС синхронного двигателя отнрсительно напряжения, сети.

Двухдвигательный электропривод

- (фиг.1) состоит из основного синхронного двигателя 1, подключенного 25 к сети через выключатель 2, вспомогательного асинхронного двигателя

3 с фазным ротором, имеющего общий вал с синхронным двигателем 1 и соединенного с сетью через выключатель 4. Пусковой блок 5 соединен с рото, ром вспомогательного асинхронного .двигателя с фаэным ротором, а воз. будитель 6 подключен к обмотке возбуждения синхронного двигателя 1.

Многофазный возбудительный блок 7 соединен с обмотками ротора вспомогательного асинхронного двигателя с фазным ротором. Блок 8 управления подключен одним входом к сети, другим †.к зажимам основного двигателя, одним выходом он соединен с управляющим входом возбудителя 6, другим—

° с управляющим входом многофазного

Воэбудительн9го блока 7 а третьим 45 с выключателем 2.

Многофазный возбудительный блок 7 (фиг.2) состоит из управляемых источников 9 и 10 тока, соединенных через контакты аппарата 11 с обмотками ротора вспомогательного асинхронного двигателя 3.

147

20, при этом одна иэ вторичных обмоток каждого трансформатора включена на входы выпрямителей 18 и 19, выходы которых подключены к входам узла 14 сравнения, выход которого через первый усилитель 15 подключен на управляющий вход возбудителя

6, другие вторичные обмотки трансформаторов включены на вход фазочувствительного выпрямителя 20, выход которого подключен к входу второго усилителя 16, соединенного выходом с возбудительным блоком 7 вспомогательного двигателя и к первому входу релейного элемента 17, второй вход которого подключен к выходу узла 14 сравнения, причем выход релейного элемента соединен с включающим входом выключателя 2.

Пуск и синхронизация двухдвигательного электропривода осуществляются следующим образом.

Включается выключатель 4. Благодаря пусковому блоку 5 с переменными параметрами (это может быть набор ящиков сопротивления, коммутируемых контакторами, или индукционный пусковой реостат) осуществляется плавный разгон агрегата при ограниченном токе. При достижении подсинхронной скорости подключается к ротору вспомогательного асинхронного двигателя возбудительньпЪ блок 7 и осуществляется синхронизация вспомогательного асинхронного двигателя с сетью. В блоке 8 управления производится измерение напряжений сети и основного синхронного двигателя 1.

Сигнал рассогласования по амплитуде напряжений сети и двигателя воздействует на возбудитель 6, изменяя напряжение двигателя 1 таким образом, что сигнал рассогласования стремится к нулю, Сигнал рассогласования по фазе напряжений сети и двигателя 1 воздействует на возбудительный блок 7, вызывая перераспределение тока возбуждения по обмоткам ротора вспомогательного двигателя таким образом, что сигнал рассогласования стремится к нулю. При равенстве напряжений сети и двигателя 1 по ,амплитуде и фазе блок 8 управления выдает сигнал на включение выключателя 2.

Таким образом, в предлагаемом

-электроприводе осуществляется самосинхронизация вспомогательного дви1119147 гателя и точная синхронизация основного. На векторной диаграмме вспомогательного двигателя при рабо те в синхронном режиме (фиг.4) изображены вектор потока возбуждения Ф, ЭДС статора Е, наведенная потоком

Ф. напряжение сети 0 . Угол нагруз2 ки g между векторами И и Е при заданном потоке Ф2 зависит от момента сопротивления нагрузки, но не зависит от ориентации потока Ф относительно ротора. Ориентация потока Ф относительно ротора определяется токами, протекающими по фазам ротора. Так, при токе, 4 0 и токе ig 0 поток

Ф относительно фаз ротора занимает положение, соответствующее сплошному обозначению, а при О, j фО - положение, соответствующее штриховому обозначению (фиг.4) Следовательно, меняя значения токов, и 12 можно регулировать взаимную ориентацию вектора напряжения сети и ротора как вспомогательного двигателя, так и основного, которые расположены на одном валу,а значит и фазировку между напряжениями сети и основного двигателя.

Возбудительный блок 7 должен представлять софой многофазный источник (фиг . 2) .

Напряжение сети измеряется .трансформатором 13 блока 8 управления, напряжение двигателя — трансформатором 12. Каждый трансформатор имеет две вторичные обмотки. Одна из трехфазных обмоток каждого трансформатора включена на свой выпрямитель, 5 выходной сигнал которого пропорционален напряжению на входе. Эти сигналы сравниваются в узле 14 сравнения, сигнал ошибки поступает на усилитель

15, выходной сигнал А которого воздействует на возбудитель 6. Две другие обмотки трансформаторов включены на фазочувствительный выпрями тель 20, на выходе которого-получаем сигнал, обусловленный рассогласованием по фазе между напряжениями сети и двигателя. Он равен нулю при равенСтве амплитуд напряжений и совпадении по фазе. Выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя воздействует на усилитель 16, а его выходной сигнал А — на возбудительный блок 7.

Сигналы ошибки по амплитуде и фазе напряжений сети и двигателя подаются на вход релейного элемента 17, на выходе которого появляется сигнал, если входные сигналы меньше пороговых значений. Выходной сигнал С релейного элемента 17 включает выключатель 2.

За счет уменьшения числа высоко30 вольтных выключателей схемы силовой коммутации, устройств управления выключателями обеспечивается упрощение всего двухдвигательного электропривода. l

1119147

Фиг. 3

1119147 а) Заказ 7470/43 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Тарасов

Редактор Л. Алекоеенко Техред А.Ач Корректор В. Бутяга