Устройство для запуска группы синхронных двигателей различной мощности
Пзобретение OTIIOCHTCH к :)лект|)()те.хнике и может бьгп исно.пьзовано д.тя автоматического за |уска синхронных д И1гателей насосов, иентилиторов, компрессоров при ограниченной MOHIHOCTH питающей сети. Цель изобретениярасширение области использования, повьпнение надежности и :)Кон()мичности запуска. Устройство содержи г источ}1ик 2 ноет, тока с блоком 3 управления , преобразователь 4 переменного тока с блоком 5 управления, регуляторы 9, 13, 14, сумматоры 8, 11, 12, блок 21 нелинейностей. б;|ок 23 параметров привода, блок 20 вк, 1ючения выключателей, блоки 18 и 19 выключателей , блок 16 точной синхронизации, датчик напряжения, логич. элемент ПЕ 17, делитель 6 напряжения, нреобразователь 22 час1ота-нап)яжеппе. Двигатели 7 зануска- 10 гея от преобразователя 4 ноочередно и Г1()с.:( достижения cnnxpoHrioi i частоты вранге.чия (частотный запуск) нодключаются к гигаю1Г1ей сети. При этом производится учет изменения папряжения питающей сети, момента rcnepannn запускаемого сиихроппого двигатс. гя, зависимости момента нагрузки о г часютьг вращения. 5 ил. S (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ц„Я0„„1381673 А1 (5D 4 H 02 Р 1 58
3С ()н(р ср >
<
1м ,ф ><<)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3922419/24-07 (22) 04.07.85 (46) 15.03.88. Ьюл. Х> !0 (71) Государственный институт по проектированию предприятий железорудной Ilpoмышленности «Кривбасспроект» и Криворожский горнорудный институт (72) Ю. Г. (?с )латук,,(1 И. Родькин, И. Ю. Рют, Н. B. Кузовлева, B. H. (.кирко и 11. Л.,А;(ам lxd (53 ) 623. 313. 336 (088. 8 ) (56) 11атснт (:111Л Х> 384079(), кл. H 02 )Ч 7 00, 1974. (54) У(. РОГ1(:TB(?, !.EIß ЛА11У(:IxA Г!1У11IIhl (:ИНХР(?ННЫХ 1BI!! ЛТЕ. 1ЕЙ РАЗЛ И Ч I I (? Г! .Ч (? Щ l l (Н: T И (57) Изобр T(. нис ()тн<гсится к эл KTp()T(хнике и может быть нсш)ль:ювано для автоматическо(о з Itl) < ка сHHxpolltltlx, ц)игатслей на(ос(ш, !3(нтил)п оров, ком(<рсс«оров цри огранич !Ill<)H 1()!IIII()O IEHT;)K)III(й с(ги.! (ель изобретения расширение области использования, (повышение надежности и экономичности запуска. Устройство содержит источник 2 IlocT. тока с блоком 3 управления, преобразователь 4 переменного тока с блоком 5 управления, регуляторы 9, 13, 14, сумматоры 8, 11. 12, блок 2! нелинейност(и, блок 23 параметров привода, блок 20 вклкгчения выключателей, блоки !8 и 19 выклк)чателей, блок 16 точной синхронизации, датчик напряжения, логич. элемент HE 17, дсг)итсль 6 напряжения, преобразователь 22
I <(и г;)кпцей с(ти. 11ри этом производится учет и <м< ll< IIHH IlollpH)hcHE! Il питаюпн и сети, мом(нта Iснерации запускаемого oèllõðîííîãî ;l HH l <31 С. I H, III EIH(. H)<10(. МОМЕ)(т<3 1<а ГРУ ЗКИ о ) I 1 E3 p 1381673 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического запуска синхронных двигателей насосов, вентиляторов, компрессоров при ограниченной мощности питающей цепи, 5 Цель изобретения — расширение области использования, повышение надежности и экономичности запуска. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема блока параметров привода; на фи . 3 -- принципиальная схема блока нелинейностей; на фиг. 4 принципиальная сх«ма блока включения выключателей; Hd фиг. 5 — диаграммы выходных напряжений регуляторов. 15 Устройство для запуска группы синхронных двигателей 1 различной мощности (фиг. 1) содержит источник 2 постоянного тока «блоком 3 управления, преобразоват«ль 4 п«ременного тока с блоком 5 управл«ния, д«литель 6 напряжения, блок 7 интегрирования, первый сумматор 8 с двумя входами, первый регулятор 9 тока, блок 10 возврата, выход источника 2 постоянного тока зашунтнрован делителем 6 напряжения и подключен к входу преобразователя 4 пер«м«нного ток». Один выход блока 7 интегрирования подклк>чен к одному входу первого сумматора 8, выход которого подключен к входу п«1)вого регулятора 9 тока, один выход кото(>ого подключен к одному входу блока 5 >,HpHBл«ния преобразовазеля 4 и«- 30 р«м«нного тока, другой выход первого рег)лятора 9 тока через блок !О возврата н>дклк>ч«н к одному входу блока 7 интегрирования, второй и третий сумматоры 11, ! 2 с тремя входами каждый, второй регулятор 13 тока, регулятор 14 напряжения 35 с двумя входамн и двумя выходами, датчик 15 напряжения, блок 16 точной синхрониз illèè, логич«скин элем HT НЕ 17 с одним входом и двумя выходами, первый и второй блоки 18, 19 выклк>чателей, блок 20 вклк>ч«ния выключателей нелинейный блок 21 с параболической характеристикой, пр«образоват«ль 22 частота-- напряжение, блок 23 параметров привода с одним входом и ч«тырьмя выходами, выход преобразователя 4 иерем«нного тока подключен к входу первого бло- 45 ка 18 выключателей, выход которого подключ H к выходу второго блока 19 выключат«лей и предназначен для подключения выводов обмоток статора синхронных двигат«лей 1. Управляющий вход второго блока 1 .) выкл к>ч ат«лей подключен к одному вы- 5Р «оду логич««кого элемента HE 17, другой выход которого подключен к одному управляющ«му входу Ht. ðâîãî блока 18 выключат«л«й. В. од логического элемента НЕ 17 подклк>ч H H Bblxo!ló блока 16 точной ННхронизации, один вход которого предназначен для подклк>ч«HHH к HHTBlolIIEH сети, другои вход подклк>ч«н к выходу преобразователя 4 переменного тока. Другой управляющий вход первого блока 18 включения выключателей подключен к выходу блока 20 включения выключателей, вход которого подключен к первому выходу блока 23 параметров привода, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому входу третьего сумматора 12, к одному входу блока 21 нелинейностей и к вторым входам первого и второго сумматоров 8, 11. Вход блока 23 параметров привода предназначен для подключения к источнику задания параметров привода, второй и третий входы третьего сумматора 12 подключены соответственно к выходу делителя 6 напряжения и к выходу блока 21 нелинейностей, другой вход которого через преобразователь 22 частота — напряжение подключен к выходу преобразователя 4 переменного тока. Выход третьего сумматора 12 подключен к другому входу блока 7 интегрирования, другой выход которого подключен к первому входу второго сумматора 11, третий вход которого подключен к одному выходу регулятора 14 напряжения, второй выход которого подключен к другому входу блока 3 управления источником 2 постоянного тока, один вход которого предназначен для подключения к источнику напряжения задания, выход второго сумматора 11 через второй регулятор 13 тока подключен к другому входу блока 5 управления преобразователя 4 переменного тока, вход датчика 15 напряжения предназначен для подключения источника эталонного сигнала. Блок параметров привода (фиг. 2) составлен из операционного усилителя 24, входных и выходных потенциометров 25, 26 и инвертора 27. С второго выхода 28 снимается напряжение, пропорциональное моменту инерции запускаемого двигателя. С третьего выхода 29 снимается напряжение, характеризующее зависимость момента нагрузки от частоты вращения 30, 31 — выходы. Блок нелинейностей (фиг. 3) составлен из нелинейного элемента 32 и блока 33 перемножения я. Блок включения выключателей (фиг. 4) составлен из трех операционных усилителей 34 и логических элементов 35, 36 И вЂ” HE На фиг. 5 приняты следующие обозначения: 37 — напряжение на выходе блока интегрирования; 38 напряжение задания; 39 — сумма напряжений заданий и на выходе регулятора напряжения; время подачи импульса первым регулятором; !> — время подачи импульса вторым регулятором; р — угол открытия тиристоров преобразователя переменного тока; Л()н — угол опережения открытия тиристоров преобразователя переменного тока. Запуск двигателей осу>цествляется следующим образом. Напряжение задания поступает на один вход блока 3 управления источника постоян1381673 20 ного тока, питаемого от трехфазной сети подстанции. Напряжение, снимаемое с источника 2 постоянного тока, подается на преобразователь 4 переменного тока и далее на один из запускаемых двигателей 1. Часть этого напряжения снимается делителем 6 напряжения и подается на третий сумматор 12, где происходит суммирование напряжения с выхода делителя 6 напряжения и двух напряжений коррекции, поступающих с блока 23, в зависимости от значения момента инерции запускаемого С:,, и с блока 21 нелинейностей. Блок 21 формирует выходное напряжение, зависящее от характера нелинейной зависимости статического момента от частоты вращения запускаемого двигателя, определяемой напряжением, поступающим с блока 23 параметров привода, и от напряжения коррекции частоты вращения двигателя, формирующегося на выходе преобразователя 22 частота напряжение (на вход которого поступает сигнал частоты с выхода преобразователя 4 переменного тока). С третьего сумматора 12 скорректированный сигнал напряжения поступает на блок 7 интегрирования, на выходе которого формируется линейно-возрастающее во времени напряжение 37 (фиг. 5), поступакпцего на сумматоры 8, 11. На них поступает также напряжение 38 (фиг. 5) отрицательной полярности с четвертого выхода блока 23. Если сигнал AV на выходе регулятора 14 напряжения ранен нулю, то сумма нарастающего во времени напряжения, формирующегося на выходе блока 7 интегрирования, и напряжения отрицательной полярности с блока 23 параметров привода 2, поступаюшиx на сумматоры 8, 11, будеt равна нулю, в один и тот же момент времени (фнг, 5). 11ри этом регуляторы 9 и 13 в один и тот же моменI времени выдадут импульсы на блок 5 управления преобразователем 4 переменного тока, который осуществит переклк>чение тиристоров преобразователя 4 переменного тока. С выхода регулятора 9 импульс поступает также на блок 10 возврата в цепи блока 7 интегрирования, что возвращает интегратор в исходное положение, и процесс интегриро вания начинается сначала (момент времени ti на фиг. 5), как указано. Так в данной схеме осуществляется разгон двигателя 1 до синхронной частоты вращения и переключение тиристоров преобразователя 4 переменного тока. Выхюдная частота преобразователя 4 переменного тока сравнивается с частотой сети при помощи блока 16 точной синхронизации, при равенстве частот логический элемент 7 отключает выключатель запускаемого синхронного двигателя в первом блоке 18 выключателей и включает выключатель во втором блоке 19 выключателей, переводя синхронизированный с сетью синхронный двигатель 1 на работу от сети. При этом запускаемый двигатель 1 будет 55 работать непосредственно от сети, а система запуска будет готова к запуску следующего синхронного двигателя l. Регуляторы 9 и 13 выдают импульсы на переключение вентилей преобразователя 4 переменного тока пропорционально частоте вращения запускаемого двигателя в момент достижения равенства по абсолютной величине линейно возрастающего во времени напряжения 37 на выходе блока 7 и напряжения 38, поступающего с четвертого выхода блока 23, и сравниваемых на сумматорах 8, 1 (при напряжении рассогласования Лс)=0 на выходе регулятора — 14 напряжения) . Если LU>O, то второй регулятор 13 выдает сигнал на переключение тиристоров преобразователя 4 переменного тока в другой момент времени, чем регулятор 3. Исключение влияния снижения питакгщего напряжения на процесс запуска осуществляется следующим образом. Сигнал напряжения с датчика 15 напряжения поступает на регулятор напряжения 14, где сравнивается с напряжением задания напряжения. В случае отклонения питающего напряжения подстанции от заданного на выходе регулятора напряжения 14 возникает сигнал рассогласования напряжений Л! !, который с выхода регулятора 14 поступает на блок 3 управления источника 2 постоянного тока, изменяя величину напряжения задания. При этом изменяется величина выходного напряжения источника 2 постоянно о тока и величина напряжения, снимаемого с делителя 6 напряжения и поступающегоо на сумматор 12, что приведет к изменению наклона выходной характеристики блока 7 интегрирования (фнг. 5). С Bl>lx()да регулятора 14 напряжения сигнал рассогласования напряжений Ët, поступает также на сумматор 11. Этот сигнал, просуммированный с отрицательным напряжением блока 23 параметров привода, даст суммарнхю величину 39 (фиг. 5), меньшую по абсолютной величине, чем напряжение 38 на сумматоре 8. Таким образом, регулятор 13 подает на блок 5 управления преобразователя 4 пер»менного тока сигнал на открытие тиристоров раньше (момент времени t па фи(. 5). чем аналогичный импульс поступит с регулятора 9. Таким образом, благодаря введению в устройство для запуска группы синxронных двигателей различной мощности дополнительно двух сумматоров и регулятора, датчика напряжения и регулятора напряжения, дву» блоков выключателей, блока включения выключателей, блока параметров привода, логического элемента НЕ, блока точной синхронизации, преобразователя частота напряжения и соответствующим связям меж— ду ними обеспечивается расширение области 1381673 Формула изо<)ретення использования, повышение надежности и экономичности запуска. Устройство для запуска группы синхронных двигателей различной мощности, содержащее источник постоянного тока с блоком управления, преобразователь переменного токи с блоком управления, делитель напряжения, блок интегрирования, первый сумматор с двумя входами, первый регулятор токи, блок возврата, выход источниKd постоянного тока зашунтирОВан делителем напряжения и подклк)чен к входу преобразователя переменного тока, один выход блока интеl рНр«ВВННН подключен к одному в оду первого сумматора, выход которого подключен к входх первого регулятора тока, один выход holopolо подключен к одному входу блоки у при вл«нйя преобразователя переменного токи, J1)x гой выход первого регуляторы черсз 6. НЕ с одним входом и двхмя выходами, первый и второй блоки выключателей, блок выклк)чения ныклк)чителей, нелинейный блок с иириболпчсской характеристикой, преобразователь чи T«TH ffdflpff)keHHe, блок параметров приводи с одним входом и четырьмя выходами, в Ixo. I преобри.)ователя перс минного токи llo,lêelþ÷eí к в.соду первого блока выключателей, выход которого flpeдни 35 ходу логического элемента НЕ, другой выход которого подключен к одному управляющему входу первого блока выключателей, вход логического элемента НЕ подключен к выходу блока точной синхронизации, один вход которого предназначен для подключения к ((итающей сети, другой вход подключен к выходу преобразователя переменного тока, другой управляющий вход первого блока выключателей подключен к выходу блока включения выключателей, вход которого подключен к первому выходу блока параметров привода, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому входу третьего сумматора, к одному входу нелинейного блока и к вторым входам первого и второго сумматоров, вход блока параметров привода предназначен для подключения к источнику задания параметров привода, второй и трстий входы третьего сумматора подключены соответственно к выходу делителя наиряжсния и к выходx нелинейного блоки, другой вход которогo через преобразователь частота -напряжение ш)дключен к вы оду преобразователя переменного тока, выход третьего сумматора подключен к другому входу блока интегрирования. другой выход которого подключен к первому входу второго сумматора, третий вход которого подклк)чен к одному выходу регулятора напряжения, второй выход которого подключен к одному входу блоки управления источника постоянного тока, дрх(ой вход которого иредназначс H для подкл(о <ения к источнику напряжения задания, выход в1орого сумматора через второй регулягор тока иодклк)чсн K irp)iгомх Вхо 1у 6.lohB x llpdBления преобразователя пс ременного токи, вход датчика напряжения предназначен для подключения к IIHTBh)lll(ссти, выход к одному входу регулятора напряжения, другой вход которого Ifpt,1íBBHB÷efl для подклк)чения к источнику эталонного сигнала. 1381673 1381673 (л>станитель В. Алеше <кин Р(,<;lh l(>l) () (.топок ы (Те(ред И Нерее Корректор А ()бр1чар ;1;< к;< (>< )(<, 53 Тираж 583 l!одпис ное В!!1!1!!11! Государственного комитета (:(:(:Р по делам изобретений и открытии I! 3035, Москва, Ж 35. Рау<нская наб, д. 4(5 ! !роизно <(< «(«<«>-полиграфическое яр< днринтие, г. Ужгород, ул. 11роектная, 4
