Способ пуска синхронной машины

 

ОПИСАНИЕ

Союз Советских. Социалистических

Республик!

>921006

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 221178 {21) 2683736/24-07 (51)М Кл з с присоединением заявки ¹Н 02 P 1/50

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150482. Бюллетень ¹ 14 (%3) УДК62-83т 621. . 313. 333 ° 072 .9 (088.8) Дата опубликования описания 15 04.82 (71) Заявитель стаут а

Московское отделение научно-исследователь постоянного тока (54) СПОСОБ ПУСКА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам пуска синхронных машин, и может быть ис-, пользовано, например, для пуска синхронных.двигателей, гидроагрегатов гидроаккумуляторных электростанций, синхронных компенсаторов и др.

Известен способ пуска синхронной машины, состоящий в том, что обмотку возбуждения при пуске замыкают на некоторый, в частности, регулируекый резистор, а статорные обмотки. под.кл очают .к сети (асинхронный пуск) j1j .

Недостаток такого способа пуска состоит в том, что амплитуда пускового тока значительно превышаев номинальное значение.

Другой из известных способов пус ка синхронных машин предусматривает использование преобразователя частоты в цепи якоря синхронной машины, управляемого от датчика положения ротора (21 .

Применение такого датчика усложняет конструкцию двигателя, установка же датчиков на уже эксплуатирующихся синхронных машинах не всегда возможна;

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является способ пуска синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, и однофазной обмоткой индуктора, при котором подают опросные импульсы на одну из обмоток синхронной машины, определяют угловое положение индуктора по ЭДС, наведенной в другой обмотке синхронной машины, гальванически не связанной с первой, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимо включить первой, и включают ее 533

Использование этого способа для пуска высоковольтных синхронных машин затруднейо, поскольку получение информации со стороны якоря высоковольтной синхронной машины в виде низковольтного сигнала, гальванически отделенного от цепи якоря,требует существенных аппаратурных затрат;

Обмотки якоря высоковольтных синхронных машин имеют малое число витков, тогда как обмотки индукторов этих машин многовитковые. Допустимая амплитуда напряжения опросного импульса ограничена уровнем изоляции обмотки индуктора, в результате сигнал, наведенный в. высоковольтной об92 1006 мотке якоря и переданный на потенциал земли и для логической обработки, составляет сотые доли процента от номинального напряжения синхронной машины. Это требует либо существенного увеличения мощности цепей съема сигнала, либо применения высоковольтных разъединителей.

Цель изобретения — упрощение реализации при обеспечении пуска высоковольтной синхронной машины. !О

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска синхронной машины опросные импульсы подают на две фазы обмотки якоря путем включения соответствующей группы вентилей преобразователя частоты, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора, н запоминают ее,. выключают вентили преобразователя и через заданный временной интервал включают другие фазы обмотки якоря, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора, и по измеренным величинам ЭДС определяют угловое положение индуктора. 25

На чертеже Приведена схема реализации способа пуска синхронной машины, Синхронная машина содержит якорную обмотку 1 и обмотку индуктора 2.

Якорная обмотка подключена к преобразователю частоты 3, состоящему из управляемого выпрямителя 4, сглаживающего реактора 5 в звене.постоян. ного тока и инвертора с вентилями 35

6 — 11. K обмотке индуктора подключены управляемый возбудитель 12 и датчик 13 напряжения, на выходе которого включен блок 14 вычисления угла, Сигналы с этого блока поступают на . 4Q систему управления 15 вентилями б

11 инвертора и систему управления 16 выпрямителя 4.

Устройство работает следующим образом. 45

При поочередном переключении тиристоров инвертора и воздушном зазоре синхронной машины создается вращающееся магнитное поле. Мгновенное значение электромагнитного момента синхронной машины определяется векторным произведением изображающих векторов тока статора и тока возбуждения.

Величина и знак начального значения момента при отпирании первой пары тиристоров инвертора (т.е.когда индуктор синхронной машины еще не

I вращается ) з ависит от угла начального значения угла между продольной осью индуктора cj и изобра- 6О жающим вектором тока якоря, положение которого определяется комбинацией включенных тиристоров инвертора.

Для обеспечения требуемых знаков и величины начального момента необхо- 65 димо задать определенное значение

i1l угла У,, т.е. включить первой определенную пару тиристоров иивертора.

Для выбора искомой пары достаточно знать величину начального. угла положения индуктора — угла между продольной осью индуктора Qt и магнитной осью фазы A. Судить о величине начального угла положения индуктора

ql можно по величине ЭДС, наведен- ной на разомкнутой обмотке индуктора при протекании тока в якорных обмотках.

Для определения начального угла при обесточенном возбудителе 12 и неподвижном индукторе отпирают тиристоры выпрямителя 4 и, например, тиристоры б и 11 инвертора. На интервале проводящего состояния этих тиристоров изображающий вектор тока статора машины занимает положение межцу магнитными осями фаз +A " и

-B::. При отпирании очередной пары тиристоров б.и 7 изображающий вектор статора занимает положение между магнитными осями фаз +A и -С.

Можно показать, что при выбранной системе отсчета амплитуда ЭДС Ощ,, наведенной в обмотке индуктора при отпирании тиристоров 6 и 11, определяется углом Яра б и равна Ощ„= К <0 14, где K - коэффициент, зависящий от параметров син-. хронной машины и преобразователя частоты и регулируемый путем изменения угла зажигания тиристоров выпрямителя. ,Величина U „èýìåðÿåòñÿ датчиком

13 и поступает на обработку в блок

14 вычисления угла. В этом блоке вычисляется с точностью до знака и запоминается величина 9

Затем о команде блока 14 систе- ма управления 16 выпрямителя 4 переводит выпрямитель в инверторный режим, и энергия, запасенная в дросселе 5, возвращается в питающую сеть, ток через обмотки якоря синхронной машины проходит через нуль и тиристоры б и 11 выключаются. Через промежуток времени, определяемый требуемым для используемых тиристоров временем восстановления запирающей . способности, система управления 16 выпрямителя 4 возвращает выпрямитель в выпрямительный режим, система управления 15 тиристорами б

11 инвертора включает вентили б и

7,,а на обмотке индуктора 2 наводится ЭДС Ощ величина которой определяется углом 4 - )< . / = ) -Я и рав (рп, = К. cog (gz - Я.

Эта ЭДС с датчика 13 поступает на блок 14 для обработки. После вычисления с точностью до знака второго значения 9 и сопоставления его с предыдущим однозначно определяется величина . Система управле921006

Формула изобретения

Способ пуска синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, и,однофазной обмоткой индуктора, при котором подают опросные импульсы

I ния 16 вновь переводит выпрямитель в инверторный режим. Во время паузы в силовом токе в блоке 14 по величи1 не определяют какую пару тиристоров необходимо отпирать первой после подачи тока возбуждения для получения требуемого направления вращения и минимальных колебаний скоростии относительно синхронной.

Система управления 15 по команде блока 14 подает импульсы управления на определенные тиристоры инвертора, подается напряжение на обмотку индуктора и вновь включается выпрямитель 4. Далее процесс разгона синхронной машины происходит посред- 35 ством поочередного переключения тиристоров инвертора, причем блоки,15 и 14 в работе уже не участвуют.

Величина ЭДС, наводимой в обмотке индуктора, не превышает номиналь- 20 ного напряжения возбуждения, поэтому

HHKcllAIx дополнительных устройств на согласование напряжений не требуется.

За счет этого достигается упрощение и расширение функциональных возмож- 25 ностей известного способа. на одну из обмоток синхронной машины, определяют угловое положение индуктора по ЭДС, наведенной в другой обмотке синхронной машины, гальванически не связанной с первой, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимо включить первой, и включают ее, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения реализации при обеспечении пуска .высоковольтной синхронной машины, опросные импульсы подают на две фазы обмотки якоря путем соответствующей группы вентилей преобразователя частоты, измеряют

ЭДС,наведенную в обмотке индуктора, и запоминают ее, выключают вентили преобразователя и через заданный временной интервал включают другие фазы обмотки якоря, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора, и по измеренным величинам ЭДС определяют угловое положение индуктора.

Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе

1. Постников И.М. Обобщенная теорйя и переходные процессы электрических маыин. И., "Высшая школа", 1957, с. 157.

2. Лракелян A.К. и др. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором. N.

"Энергия", 1977, с. 24.

3. Эаявка Японии Р 51-28127, кл. Н 02 P 5/40, 1976.

92 1006

Составитель Б.Тарасов

Редактор Л.Плисак Техред A. Бабинец Корректор Е.Porto

Заказ 2374/70 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,:K-35, Раумская наб., д. 4/5

Ю филиал ППП "Патент ", r. ужгород, ул. Проектная, 4