Устройство для пуска мощного асин-хронного короткозамкнутого двигателя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическнк

Республик («i 817943 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2764192/24-07 (51) М. Кл.з

Н 02 Р 1/16 с присоединением заявки №вЂ”

Геаударстаеииый камитет

СССР ио делам изабретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12 (53) УДК 621.313..333 (088.8) Дата опубликования описания 05.04.81 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПУСКА МОЩНОГО

АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска мощных асинхронных электроприводов, соизмеримых по мощности с силовыми трансформаторами, в системах электроснабжения участков угольных шахт.

Известны устройства для обеспечения необходимой величины напряжения на зажимах потребителей — трансформаторы с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой (1).

Недостатком устройств является то, что централизованное регулирование напряжения в шахтных сетях малоэффективно, так как электроприводы машин и механизмов подключаются к распредпункту по радиальной схеме кабелями различной длины, поэтому на зажимах токоприемников наблюдается существенно различное отклонение напряжения питания от напряжения сети.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство для повышения напряжения на зажимах электропотребителей путем установки конденсатора для продольной компенсации индуктивной составляющей в сети участка, содержит силовой трансформатор, конденсаторы продольной компенсации, подключенные к фазным обмоткам статора, с одной стороны через первичные обмотки трансформаторов тока и к вторичной обмотке силового трансформатора через контакты автоматического выключателя с другой стороны, причем на зажимы вторичных обмоток трансформаторов тока включены резисторы, одними выводами соединенными между собой в общую точку (2).

Недостатком этого устройства является то, что компенсирующие конденсаторы пос1о тоянно включены в сеть, даже тогда, когда в этом нет необходимости, что снижает эксплуатационные показатели устройства в связи с частым возникновением условий, близких к резонансу. Это приводит к перенапря15 жениям в участковых сетях, ускоряющим износ изоляции электроустановок, и снижает безопасность их обслуживания во взрывоопасной среде.

Цель изобретения — повышение надежности работы электроприводов и обеспече;щ ние безопасной эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены трехполюсный контактор, контакты которого шунтируют конденсаторы продольной компенсации, 817948

5 о

15 го три реле с замыкающими контактами в цепи питания катушки контактора, три тиристора с цепями управления, переменный резистор, один вывод которого соединен с катодами тиристоров, а второй — с общей точкой вторичных обмоток трансформаторов тока, вторые выводы которых подключены к анодам тиристоров через катушки реле.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из силового трехфазного трансформатора 1, включенного последовательно с автоматическим выключателем 2 и конденсаторами 3 продольной компенсации. В каждой фазе установлены трансформаторы 4 тока, на вторичные обмотки которых включены резисторы 5. Реле 6 — 8 зашунтированы конденсаторами 9 и присоединены на вторичные обмотки трансформаторов 4 тока через соединенные в звезду тиристоры 10 и регулируемый резистор 1.

Электроды управления тиристоров 10 присоединены через первые диоды 12 к анодам вторых диодов 13, соединенных в звезду и подключенных через последовательно соединенные резисторы 14 и конденсаторы 15 между общей точкой вторичных обмоток трансформаторов 4 тока и узлами соединения вторых конденсаторов 16 и резисторов

17, соединенных в звезду и подключенных к фазам сети 18 конденсаторами 16. Катушка контактора 19, нормально закрытые контакты 20 которого включены параллельно конденсаторам 3 продольной компенсации, присоединена на вторичные обмотки трансформаторов 4 тока через диоды 21 по числу фаз и нормально открытые контакты 22 — 24 соответствующих реле 6 — 8. Параллельно цепям управления тиристоров 10 включены параметрические резисторы 25.

Устройство функционирует следующим образом.

Пусковой ток асинхронных электродвигателей превышает номинальный ток в 5 — 7 раз. При пуске наиболее мощных электродвигателей, какими в шахтных участковых сетях являются электроприводы комбайнов, -конвейеров, ток в сети увеличивается в 3—

4 раза, снижается напряжение на зажимах работающих электродвигателей и пусковой момент включаемого электродвигателя. Для снижения падения напряжения в сети в период пуска мощных электродвигателей в предлагаемом устройстве кратковременно включается контактор 19, который размыкает. свои нормально закрытые контакты 20, присоединенные параллельно конденсаторам 3 продольной компенсации, с введением которых снижается реактивное сопротивление и в сети 18 повышается напряжение и пусковой момент включаемого электродвигателя.

Катушка контактора 19 включается при одновременном замыкании последовательно включенных нормально открытых контак25 зо

55 тов 22 — 24, соответственных реле 6 — 8. Реле 6 — 8 присоединены на трансформаторы 4 тока через тиристоры 10, поэтому токи через реле 6 — 8 проходят, когда аноды тиристоров

10 под положительными потенциалами и через цепи управления проходят токи с фазоповоротных элементов.

При нормальной работе электродвигателей их практические токи одного порядка с номинальными токами, углы сдвига фаз токов по отношению фаз с напряжений составляют 22 — 32, при перегрузках токи превышают номинальные значения в 1,5—

2,5 раза, а указанные углы сдвига фаз токов — 20 — 38, коэффициенты кратности пусковых токов 5 — 7, углы сдвига фаз

53 — 76, но даже при предельном сопротивлении сети выше 45 . При коротком замыкании токи КЗ ограничиваются только параметрами сети, их углы сдвига фаз в шахтных участковых сетях не превышают 0—

26 .

Вторичные токи трансформаторов тока практически в противофазах с первичными токами сети. Они опережают фазное напряжение на С-М или отстают от фазного напряжения на угол P . Чтобы вторичные токи в трансформаторах тока при коротких замыканиях были в противофазе с токами фазоповоротных органов необходимо, чтобы последние отставали на угол 25 — 26 эл. град.

Этот сдвиг фазы тока выполняется параметрами фазоповоротных органов. В каждой фазе включены на фазное напряжение сети 18 последовательно соединенные конденсаторы 16 и резисторы 17. Ток через резисторы 17 опережает фазное напряжение сети на угол, определяемый параметрами емкости конденсаторов 16 и сопротивлений резисторов 17. Параллельно резисторам 17 подключены конденсаторы 15 и резисторы

14. Токи в резисторах 14 опережают по фазе напряжение на резисторах 17. Токи на выходе фазоповоротных элементов опережают фазное напряжение сети, или его вторая полуволна отстает от фазного напряжения на угол, который выбирается параметрами фазоповоротных элементов равный 25 — 26, и он находится в противофазе с током во вторичных обмотках трансформаторов 4 тока при коротких замыканиях.

В режиме короткого замыкания тиристоры

10 закрыты и токи через реле 6 — 8 не проходят. При пуске электродвигателей вторичные токи трансформаторов тока переходят через нуль со сдвигом фаз на 53 — 76, при предельном сопротивлении дольше чем на 45, поэтому они совпадают по фазе с токами .с фазоповоротных элементов на промежутках времени в эл. град. от 25 — 26 до

53 — 56 . В эти промежутки времени тиристоры 10 открыты и через реле 6 — 8 проходят токи, токи срабатывания которых выбираются регулируемым резистором 11. Реле 6 — 8 в указанные промежутки срабаты817948 вают, но, чтобы не отключались в течение всего периода до новых импульсов, они зашунтированы конденсаторами 9. В пусковом режиме реле 6 — 8 замыкают соответственно свои контакты 22 — 24 в цепи катушки контактора 19, контактор включается и на период пуска размыкает свои контакты 20, включенныг параллельно конденсаторам продольной компенсации 3. В сети уменьшается реактивное сопротивление, повышается напряжение и пусковой момент электродвигателя.

При двухфазных коротких замыканиях включают отдельные реле 6 — 8, но не все одновременно, поэтому не создается замкнутой цепи для катушки контактора 19. При таком выполнении устройства устраняются недостатки постоянной продольной компенсации в сети, не возникают субгармонические токи в сети, перенапряжения на конденсаторах, но повышается пусковой момент включенного двигателя и напряжения на зажимах работающих двигателей.

В нормальных режимах работы электродвигателей или при перегрузках тиристоры

10 на определенных промежутках времени открыты, токи через реле 6 — 8 проходят, но средняя величина их импульсов в этих режимах меньше токов срабатывания,. реле

6 — 8, поэтому конгактор 19 не включается.

Формула изобретения

Устройство для пуска мощного асинхронного короткозамкнутого двигателя, содержащее силовой трансформатор, конденсаторы продольной компенсации, подключенные к фазным обмоткам статора, с одной стороны через первичные обмотки трансформаторов тока, а к вторичной обмотке силово5 го трансформатора через контакты автоматического выключателя с другой сторо .ы причем на зажимы вторичных обмоток трансформаторов тока включены резисторы, одними выводами соединенные между собой с одной стороны в общую точку, от. ичающее1О ся тем, что, с целью повышения надежности устройства и обеспечения безопас к и эксплуатации, в него введены трех полюсный контактор, контакты которого шунтируют конденсаторы продольной компенсации. три реле с замыкаюшими контактами в цепи литания катушки контактора, три тиристора с цепями управления, переменный резистор, один вывод которого соединен с катодами тиристоров, а второй — с общей точкой вторичных обмоток трансформаторов тока, вторые выводы которых подключены к анодам тиристоров через катушки реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ермилов A. A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М., «Энергия», 1969, с. 82.

2. Клименко Н. А. Повышение качества напряжения в системах электроснабжения шахт. М., «Недра», 1977, с. 41.

817948

Составитель И. Волошиновскнй,акт и Л. Власенко Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик.5аказ 994!76 Тираж 730 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д, 4f5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4