Способ пуска электродвигателя

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4223533/24-07 (22) 18.02.87 (46) 15 ° 09.88. Бюл. М 34 (71) Вологодский политехнический институт и Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) А.И.Игнайкин и Л.A. Кучумов (53) 621.316.925(088.8) (56) Гандин Б.JI, и др. Пуск асинхронных двигателей. Л,: Судостроение, 1980.

Там же, с. 58. (54) СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для оптимизации режимов напряжения системы электроснабжения при пуске

„„80„„1 4095 А 1 (51)4 Н 02 J 18 Н02 P 1 16 электродвигателей. Цель изобретения— повьш ение экономичности, исключение провалов напряжения и регулирование пусковой мощности. Перед пуском электродвигателя конденсаторную батарею поперечной компенсации отключают от сети, формируют три отдельные конденсаторные батареи, через которые производят пуск электродвигате ля. После окончания пуска электродвигатель подключают в момент совпадения векторов напряжения сети и на электродвигателе непосредственно к сети путем шунтирования трех отдельных конденсаторных батарей, формируют трехфазную конденсаторную батарею по- Я перечной компенсации и подключают ее к сети. 4 ил.

1424095 или

Из условия

25 имеем

30 (2) аХ к

II

Хк макс Х l.

Х, Х„+ Х,.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для оптимизации режимов напряжения системы электроснабжения при пусках электродвигателей.

Цель изобретения — повышение экономичности, исключения провалов напряжения и регулирования, пусковой мощности, На фиг. 1-4 представлены схемь1 устройства, реализующих предлагаемый способ.

К шинам распределительного устрой-. ства (РУ) 1, подключен электродвигатель 2, через сетевой выключатель (В) 3 двигателя. Трехфазная конденсаторная батарея (КБ) 4 устройства поперечной компенсации через сетевой

В 5 поперечной компенсации подключена к шинам РУ 1. Первый 6, второй 7 дополнительные коммутирующие аппараты (КА), резисторы 8, блок 9 выявления разности напряжения, блок 10 формирования команды на включение, третий дополнительный КА 11 введены в устройство пуска электродвигателя дополнительно.

В нормальных режимах двигатель 2 либо отключен, либо подключен к шинам

РУ 1 В 3. Аналогично КБ 4 может быть подключена или отключена В 5, Предполагается испольэовать КБ 4 для пуска асинхронного или синхронного двигателя 2 через ее конденсаторы. При пуске двигателя через КБ одновременно должны удовлетворяться два усло.-.ия: 1) отсутствие понижения напряжения на.шйнах РУ, 2) пусковые токи двигателя должны быть в пределах от их номинального значения до некоторого минимального, например двухкратного номинального рабочего тока (I „мкн = 2I ) Для выполнения первого условия емкостное сопротивление, фазы КБ (Х„) должно быть больше суммарного индуктивного сопротивления цепи пускаемого двигателя: где Х вЂ” индуктивное сопротивление

L цепи питания; б

Хд — пусковое сопротивление двигателя.

При выполнении условия (1) токи пуска по фазе опережают напряжение и вместо провала напряжения будет даже некоторое его повышение.

Второе ограничительное условие может быть записано в виде

1 c I c I

" ск мин ")c "б1с к. н

Е Е

C ( кмакс X„- Х X„— X - Х

F, Х а

15 где Х к макс максимальное емкостное сопротивление КБ.

Отсюда находим требуемый диапазон сопротивления КБ для эффективного пуска двигателя:

Преобразуя (2), получим

Х„= Х (1 + а) + Хь. (3)

Например при встречающихся на практике случаях маломощных сетей

40 сопротивление Х, приведенное к мощности двигателя, составляет (0,12

О, 15) ° (0,2 — 0,5) = (0,02 — 0,075) о.е. Пусковое сопротивление двигатеII ля Х обычно лежит в пределах 0,14

45 — О, 25 (I„ «í = (4 — 7) Iì „) Минимальный пусковой ток примем равным

2I„(a = 2 — 3,5). Отсюда согласно (1) и (3) Х„ должно лежать в диапазоне: при Х, = 0 25 (I„„ñê н = 4I„) (4)

О, 77 — 0,825 > Х„> 0> 52-0, 575, при Х к = 0 143 (1пск н— - 71к) (5)

О, 663-0, 718 X„ О, 306-0, 361.

Реально КБ выбирают из условий компенсации реактивной мощности в нормальных режимах н ее мощность

Ъ составляет

1424095

0,4-3,0

0,333 — 2,5. (7) При этом меньшее значение относится к случаю наличия относительно маломощного двигателя и мощной КБ, а большее — к случаю мощного двигателя и маломощной КБ. Из сравнения (4), (5) и (7) видно, что шунтовые КБ, соединенные в звезду, могут применяться для пуска двигателя по пред— лагаемому способу.

В случае соединения КБ в треугольник сопротивление фаз при той же можности КБ возрастает в три раза и выполнение условий (1) и (2) иногда может вызвать затруднения - необходимо уменьшить сопротивление фазы КБ в пусковых режимах.

Шунтовые КБ при предполагаемом их включении выдерживают перенапряжения, возникающие из-эа протекания по ним пусковых токов двигателя: ч кб (Оэ2 0 6) S í (0,2 — О,Ь) ™

Ба (0,4 — 3) S ö, (6) При соединении КБ в звезду ее сопротивление, приведенное к мощности двигателя, составляет

1 сТ < 1 иск мии пфс к пфск.н

HpH QUi = I ь макс иск мин "макс

° Х

Ти11ск Т пкск мин

2 0,8 = 1,6 о.е.

40„ = 2 0,7 = 1,4 о.е.

При ленск = Т ленск. нам

611„ь „а„с = 4 0,55 = 2,2 о.е.

hUêü макс = 7 0,31 = 2,17 о.е., т. е. можно обеспечить ЬУ„,„„62, 2U„, „,„.

Таким образом, при использовании

1пунтовых КБ в пусковых режимах напряжение на чих составит (1,4-2,2)"кв нам кв ном причем меньшее значение отвечает наиболее важному случаю пуска с ограниченными до 2I„, пусковыми токами. Учитывая кратковременность перенапряжений при пусках и относительно малое их число за срок службы КБ, их ожно считать допустимыми. Для определения затруднений, обусловленных фактором перенапряжений, комплектацию батарей осуществляют иэ конденсаторов, предназначенных для применения в установках продольной компенсации, которые доп.скают подобные и даже большие перенапряжения.

Переключение КБ поперечной компенсации поясняется на примере фиг. 1.

В исходном режиме пускаемый двигатель

2 отключен от сети В 3, КБ собрана в звезду с помощью КА 6, КА 7 отключен.

Вначале КБ 4 отключается от шин 1

В 5, затем отключается KA 6, который, учитывая его работу в бестоковую паузу, может быть выбран в виде разъединителя, Далее включается КА 7, соединяющий через резисторы 8 фазы КБ 4 с фаэными выводами статорной обмотки двигателя 2. Затем осуществляется пуск двигателя 2 включением В 5. Пусковые токи ограничиваются емкостным сопротивлением КБ 4, а резистор 8 обеспечивает отсутствие самовозбуждения двигателя при пуске, В случае пуска АД после завершения процесса его разгона подается команда на включение сетевого В 3 двигателя 2. В результате двигатель оказывается непосредственно подключенным к сети, а

КБ 4 разряжается в контуре КБ - резистор 8 — КА 7 — В 3 — В 5. Резисторы 8 ограничивают разрядные токи, обеспечивая необходимое время разряда. Ло завершении разряда КБ 4 она отключается от сети В 5, после чего в обесточенной цепи отключается КА 7 и включается КА 6, соединяя трехфазную КБ в звезду. Процесс переключения заканчивается включением

В 4 — восстанавливается первоначальная схема с подключенными к распределительным шинам 1 шунтовой КБ 4 и двигателя 2.

Процесс переключения КБ при пуске

СД аналогичен. Однако перед включением сетевого В 3 он должен быть

1424095

15 синхронизирован с сетью эа счет подачи возбуждения.

Поскольку в предлагаемом способе пуска двигателя вектор напряжения на его зажимах и, соответственно,нектор внутренней ЭДС двигателя после завершения разгона при пуске не строго совпадает с нектором напряжения на шинах РУ, то при включении В 3 возможен дополнительный переходный процесс, отрицательно сказывающийся на режимах напряжения распределительного устройства. Для избежания этого вводится дополнительно блок 9, выявляющий разность напряжений на полюсах В 3. После окончания разгона днигателя 2 отключается вначале сетевой В 5, обесточивая тем самым разогнавшийся двигатель. Бестоковая 2О пауза (ныбег двигателя 2) длится до момента включения В 3, Этот момент выбирается таким образом, чтобы при включении В 3 векторы напряжения шин РУ и напряжения на зажимах выбе- 25 гающего двигателя 2 совпали по фазе.

Для выполнения указанных операций введен блок 10 — блок формирования команды на включение В 3 с некоторым опережением на собственное время срабатывания этогс выключателя. Завершается цикл переключений КБ в случае применения дополнительных блоков 9 и 10 отключение КА, включение КА 6 и включение сетеногс вык"

35 лючателя конденсаторной батареи В 5, В случае соедh»eII»JI трехфазной фунтовой КБ н треугольник последоват льность операций переключения аналогична, а реализующая его схема

40 предстанлена на фиг. 2, где КА 6 включен к рассечку цепи конденсаторов

КБ, а зажимы соединений полюсов этого аппарата с конденсаторами н соответствующей фазной цепи КБ присоединенн к выводам резисторов. рупповую КБ поперечной компенсации можнс использовать для пуска всех мощных п двигателей системы электроснабжения (СЭ). Для этого предлагается схема СЭ по фиг. 3, в которой

50 дополнительно введены коммутирующие адпараты в цепях связи резистора и статорных цепей п двигателей. При поочередных пусках отдельных.днига-,елей используется только один из укаэанных КЛ типа 7.

С целью расширения диапазона выбора емкостного сопротивления КБ н режимах пуска двигателей каждую фазу

КБ 4 собирают иэ двух последовательно включенных конденсаторов (фиг. 4), причем резисторы 8 подключены к среднему выводу цепи соединения конденсаторов, в между крайними выводами установлен дополнительный КА 11. Если КА 11 в процессе пуска днигателя

2 держать разомкнутым, то сопротивление КБ увеличивается. При предварительно замкнутом перед пуском КА 11 емкостное сопротивление КБ уменьшается вдвое при раненстве соседних частей КБ 4 и 4 формула изобретения

Способ пуска электродвигателя, установленного в маломощной сети, снабженной устройством поперечной компенсации, путем подключения конденсаторной батареи последовательно в цепь электродвигателя на время пуска и шунтирования ее после завер-шения пуска, отличающийся тем, что, с целью повьш ения экономичности, исключения прогалов напря— жения и регулирования пусковой мощности, в качестве конденсаторной батареи используют конденсаторные ба-тареи поперечной компенсации, для чего перед пуском электро,,н. гагеля отключают выключатель поперсчноь компенсации от сети, разд":.Jt÷îò конденсаторные батареи поперечной компенсации на отдельные конденсаторные батареи по числу фаз, одни из выводов которых подключают к вывоФ дам выключателя поперечной компенсапии, другие через резисторы подключают к выводам электродвигателя, включают выключатель поперечной компенсации, который отключают после окончания пуска электродвигателя, измеряют векторы напряжения сети и напряжения на зажимах электроднигателя, в момент совпадения по фазе векторов напряжения сети и напряже— ния на зажимах э. елтродвигателя включают сетевой ныключатель элект-родвигателя, отключают пель с резисторами от выводов электродвигателя, формируют конденсагорную батарею поперечной компенсации, включают ее выключатель.

1 448 ) рис.2

1424095

Составитель Г.Ламская

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор F..Êîï÷à

Заказ 4694/55

Тираж 650 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическо . предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4