Устройство для частотного пуска синхронной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii964933

Ф (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 03. 81 (2I ) 3260406/24-0 7 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н 02 P 1/50

Н 02 Р 7/42

9мудврстааиныФ камнтат

CC.CP

lo делам взабретеиий в открытки

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень Фв 37

Дата опубликования описания 07. 10 . 82 (53) УДК62-83:

:621. 313. 333 (088. 8) Ю.Г.Толстов, А.В.Наталкин, A.Ì.Коло лкин и И.Н.Самойл в

° ° ° °

1 .. (Государственный научно-нсснедовател скнй.:енергЕтнческн институт им. Г.М.Кржижа (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (14) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО ПУСКА

СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для частотного пуска мощных синхрон" ных машин и может быть использовано для частотного запуска в заданном направлении вращения синхронных приводов компрессоров и воздуходувок, двигатель- генераторов гидроаккумулирующих станций, синхронных генераторов и компенсаторов. 10

Известно устройство для частотного пуска мощных синхронных машин, со" держащее преобразователь частоты, " блок управления и блок запуска, сос- 1s тоящий из 6-ти диодов, образующих

3-х фазную мостовую схему, входом подключенную к обмоткам синхронной машины. При запуске синхронной ма" шины начальный толчок блоку запуска дает трансформаторная ЗДС, наводимая в статорной обмотке синхронной машины при подаче возбуждения на ро" тор 11).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность и точность в определении положения ротора, так как величина трансформаторной ЗДС зависит от положения ротора и имеет небольшую величину, что ограничивает функциональные возможности устройства и не обеспечивает оптимального положения ротора относительно статорных обмоток синхронной машины при включении силового тока преоб" разователя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст-, ройство для частотного пуска синхронной машины, содержащее преобразователь частоты, вход которого под" ключен к источнику переменного тока, выход через переключатель - к обмоткам статора синхронной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подключен к выходу задатчика тока в силовой цепи преобразователя, второй вход

964933

И

55 соединен с выходом генератора пусковой частоты, третий вход подключен к источнику переменного тока, четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преобразователя, релейный элемент, блок запуска, задатчик тока возбуждения, -соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины $2 ).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность запуска в заданном направлении вращения, большое время запуска синхронной машины.

Цель иэоЬретения - повышение надежности запуска в заданном направлении вращения, сокращение времени запуска синхронной машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для частотного пуска синхронной машины, содержащем преобразователь частоты, вход которого подключен к источнику переменного тока, выход через переключатель к обмоткам статора синхро/нной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подклю. чен к выходу задатчика тока в силовой цепи преобразователя, второй вход соединен с выходом генератора пусковой частоты, третий вход под) . ключен к источнику переменного тока, четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преоЬразователя, релейный элемент, Ьлок запуска, задатчика тока возбуждения, соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины, блок запуска состоит из трех интеграторов, дешифратора и узла совпадений, входы интеграторов подключены к выходу трансформатора, выходы - к выходу дешифратора, выходы дешифратора соединены с первыми входами узла совпадений, вторые входь которого подключены к первым выхо" дам =истемы управления преобразователем, второй выход которой и выход узла совпадений соединены с первым и вторым входами релейного элемента, выход которого подключен к одному из входов задатчика тока, причем второй выход системы управления преобразователем соединен с входом задатчика тока воэЬуждения.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая блок-схема уст" ройства, на фиг. 2 - диаграмма работы устроиства", на фиг. 3 - таблица входного кода дешифратора при различных положениях ротора.

Устройство для частотного пуска синхронной машины (СЯ) содержит преобразователь 1 частоты, вход 2 которого подключен к сети 3 переменного тока, выход 4 - к выводам 5 обмоток статора синхронной машины, систему

6 управления преобразователем, первый вход 7 которой подключен к выходу задатчика 8 тока в силовой цепи

10 преобразователя, второй вход 9 соединен с выходом генератора 10 пусковой частоты, третий вход 11 подключен к сети 3 переменного тока, четвертый вход 12 соединен через транс15 форматор 13 с выходом преобразователя, релейный элемент 14, блок 15 запуска, задатчик 16 тока возбуждения синхронной машины.

Блок 15 запуска состоит иэ трех

zp интеграторов 17- 19, дешифратора 20 и узла 21 совпадений. Входы интеграторов подключены к выходу трансформатора 13, выходы - к входу дешифратора 20. Выходы дешифратора 20 coeZ5 динены с первыми входами 22 узла 21 совпадений, вторые входы 23 которого подключены к первым выходам 24 системы 6 управления, преобразователем 1, второй выход 25 которой и вы @ ход 26 узла совпадений соединены с первым 27 и вторым 28 входами релейного элемента 14, выход 29 которого подключен к одному из входов задатчика 8 тока, причем второй выход

25 системы управления преобразова35 телем соединен с входом задатчика

16 гока возбуждения синхронной машины 30. Между входом 2 преобразователя и источником 3 переменного тока

40 включен выключатель 31, а между выходом 4 и синхронной машиной 30 - выключатель 32. Переключение синхронной машины на источник 3 осуществляется выключателем 33.

Устройство работает следующим образом.

При включении питающего напряжения на систему 6 управления преобразователем 1 выключатели 13-33 ра" замкнуты и на выходе 25 системы управления преобразователем формируется сигнал, устанавливающий задатчик 16 тока возбуждения и релейный элемент 14 в исходное состояние, при котором уставка тока возбуждения и уставка тока в силовой цепи преобразователя (ток статора синхронной машины) равны нулю либо блокированы импульсы управления преоб. 96493 разователем и системы возбуждения.

При этом напряжение на обмотках синхронной машины от сут ст вует, на выходе интеграторов 17-19 и выходах дешифратора 20 устанавливается "нулевой" сигнал, а на выходе узла 21 совпадений - "единичный" сигнал. Система 6 управления формирует импульсы управления преобразователем 1, причем частота переключения выход- 10 . ного тока, преобразователя 1 по статорным обмоткам синхронной машины

30 определяется задающим генератором 10, а при каждом импульсе задающего генератора 10 на одном из вы- 15 ходов 24 системы 6 управления появляет ся единичный си гнал, соответст вующий определенному состоянию распределителя импульсов системы 6 управления (фиг. 2).

Для пуска СИ от преобразователя включаются сначала выключатель 32, затем 31, при этом на выходе 25 системы 6 управления формируется сигнал, обеспечивающий подачу возбуждения и 2$ подготавливающий работу релейного элемента 14 (снимается блокировка по входу 28).

При включении возбуждения на обмотках синхронной машины 30 наводит- щ ся напряжение, которое через- трансформатор 13 подается на входы соответствующих интеграторов 17- 19. В зависимости от знака наведенного в обмотке напряжения на выходе интегра° тора установится либо единичный" (при отрицательном наведенном напря.жении), либо "нулевой" (при положи" тельном наведенном напряжении 1 сигнал. В результате этого, на входе де" © шифратора формируется двухзначный трехразрядный .код, однозначно свяI занный с положением ротора Чинхрон,ной машины 30 относительно статорных обмоток (фиг. 3). При этом на одном из выходов дешифратора появляется

,"единичный" сигнал, а на выходе 26 узла 21 совпадения "нулевой" сигнал при соответствующем сигнале на входе 23, который однозначно связан с

S0 положением распределителя импульсов, систеьы .6 управления преобразователем 1, осуществляющего переключение тока по фазам статорных обмоток синхронной машины 30.

"Нулевой". сигнал на входе 27 релейного элемента 14, при разрешающем "единичном" сигнале на входе

28, переводит релейный элемент 14

3 6 в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе 29 появляется

" единичный" сигнал, обеспечи вающий включение преобразователя в работу: блокировка с задатчика тока или импульсов управления снимается и в статорные обмотки синхронной машины 30. подается силовой ток от преобразователя „ Поскольку включение тока происходит в фазы статорной обмотки синхронной машины 30, однозначно связанные с положением ротора синхрон-,, ной машины 30 относительно этих об-: моток, то .вращение синхронной машины начинается в строго. определенном заданном направлении. Дальнейший раз" ворот синхронной машины 30 в условиях синхронизма осуществляется за счет синхронизации по входу 12 сис-, темы 6 управления преобразователем

l с напряжением на выходе 4 преобразователя, т.е. напряжение на синх ронной машине 30 (например, за счет: подачи на вход задающего генератора .10 напряжения противо-ЭДС инвертора, как показано пунктиром на фиг. 1).

При этом система 6 управления obecпечивает режим искусственной комму" тации вентилей преобразователя за счет кратковременного обнуления тока в начале каждого такта работы задающего генератора. 10, Таким образом, данное устройство позволяет осуществить синхронный запуск синхронной машины без датчика положения ротора в заданном направ-. лении вращения, что значительно упро" щает систему управления преобразова-. телем, так как обеспечивает последовательный запуск нескольких синхрон-: . ных машин без усложнения цепей комму. тации. При этом возможно проконтро" пировать работу как системы 6 управления, так и блока запуска без подачи силового тока в обмотки сйнхрон,ной машины.

Повышение надежности запуска синхронной машины в заданном направлении вращения достигается за счет того, что дешифратор и узел совпадения позволяют осуществить первоначальный сдвиг положения ротора синхронной машины относительно статорных обмоток на угол кратный 60 эл. град, что обеспечивает подачу силового тока преобразователя в статорные обмотки синхронной машины при опережающем положении ротора, тогда как в нормальном режиме работы при естест964933 венной коммутации вентилей преобразователя допускается только "отстающее" положение ротора . При этом обеспечиваются оптимальные условия вхождения задающего генератора в синхронизм с напряжением на,синх" ронной машине, что позволяет сократить время запуска и уменьшить nyc" ковую мощность преобразователя. формула изобретения

Устройство для частотного пуска синхронной машины, содержащее преобразователь частоты, вход которого подключен к источнику переменного тока, выход через переключатель - к обмоткам статора синхронной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подключен к выходу эадатчика тока в силовой цепи преобразователя, второй .вход соединен с выходом генератора пусковой частоты, третий вход подключен к источнику переменного тока, четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преобразователя, релейный элемент, блок запуска, задатчик тока возбуждения; соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины, отли чающееся тем, что, с целью повышения надежности запуска в заданном направлении вращения и сокращения времени запуска синхронй ной машины, блок запуска состоит из трех интеграторов, дешифратора и узла совпадений, входы интеграторов подключены к выходу трансформатора, выходы - к входу дешифратора, выходы дешифратора соединены с первыми входами узла совпадений, вторые входы которого подключены к первым выходам системы управления преобразователем, второй выход которой и выход узла совпадений соединены с пер вым и вторым входами релейного эле" мента, выход которого подключен к одному из входов задатчика тока, причем второй выход системы управления пре26 образователем соединен с входом за датчика тока возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2$

1. Патент Японии У 51-28128, кл. 55 С 3, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2845887, кл. Н 02 Р 1/50, 1979.

964933 дьаод J/ 1Р

Ююхад ЯО дихаУ © выход Я довод июжеepumopa f7 дылд uemezpaжора 1I

Aa од u meералюра 1У

То Р люа&й влепи преют

Toe йЫу» ФЬЮ

ВНИИПИ Заказ 7685/44 Тираж 721 Подписное

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