Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки Российский патент 2024 года по МПК H02P1/26 

Описание патента на изобретение RU2821417C1

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах промышленного оборудования с асинхронными двигателями, получающими питание от источников ограниченной мощности, например, от автономных энергетических установок.

Известны устройства пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки, содержащие подключенный выходом к статорным обмоткам асинхронного двигателя тиристорный регулятор с блоком импульсно-фазового управления, датчики напряжения и тока, включенные на выходе тиристорного регулятора переменного напряжения, и блок задания (Патент РФ №2497267, МПК Н02Р 1/26; Н02Р 1/28, 2013; Патент РФ №2235410, МПК Н02Р 1/26, 2004; Патент РФ №2596165, МПК Н02Р 1/26; Н02Р 3/24, 2016).

Известные устройства обеспечивают плавное увеличение напряжения на статорных обмотках асинхронного двигателя с помощью тиристорного регулятора. При этом пуск асинхронного двигателя происходит при уменьшенном по сравнению с прямым пуском токе. При пуске асинхронного двигателя потребляемый ток содержит активную и реактивную составляющие, соотношение между которыми, следовательно, и коэффициент мощности изменяются. При включении мощного асинхронного двигателя в результате действия большого пускового тока происходит снижение напряжения на выходе генератора. При низком питающем напряжении электромагнитный момент, развиваемый двигателем, может быть не достаточным для пуска двигателя. Момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату действующего значения напряжения. Например, при снижении напряжения на 30% электромагнитный момент двигателя уменьшается в 2 раза. Потребляемая активная мощность достигает максимального значения в конце пуска; при достижении скоростью двигателя установившегося значения активная мощность принимает значение, определяемое механической нагрузкой.

При пуске асинхронного двигателя в электрической сети с дизель-генераторной установкой, т.е. источником ограниченной мощности, неравномерный характер потребления активной мощности служит причиной снижения эффективности использования энергетического ресурса источника питания.

Таким образом, недостаток известных устройств управления пуском асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки состоит в низкой эффективности использования энергетического ресурса источника питания.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки, содержащее дизельный двигатель с датчиком и регулятором частоты вращения, суммирующий и вычитающий входы регулятора частоты вращения подключены к выходам соответственно задатчика и датчика частоты вращения, вал дизельного двигателя соединен с ротором синхронного генератора, выход которого подключен через коммутационный аппарат к статорным обмоткам асинхронного двигателя, регулятор тока возбуждения синхронного генератора, подключенный выходом к обмотке возбуждения синхронного генератора, датчик тока синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения тока, датчик напряжения синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения напряжения, задатчик напряжения, подключенный выходом к суммирующему входу регулятора напряжения, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения напряжения, а выход подключен к управляющему входу регулятора тока возбуждения синхронного генератора (Патент РФ №2745149. МПК Н02Р 1/30. Опубл. 22.03.2021. Бюл. №9).

Известное устройство обеспечивает при пуске асинхронного двигателя плавное увеличение частоты и напряжения на его статорных обмотках путем регулирования возбуждения синхронного генератора. При частотном пуске обеспечивается ограничение тока и мощности, потребляемых от дизель-генераторной установки. При пуске асинхронного двигателя потребляемый ток содержит активную и реактивную составляющие, соотношение между которыми, следовательно, и коэффициент мощности изменяются. Потребляемая от источника активная мощность достигает максимального значения в конце пуска. Мощность дизельного двигателя возрастает при увеличении частоты вращения. Уровни ограничения тока и активной мощности при этом сохраняют постоянные значения. Это служит причиной снижения эффективности использования энергетического ресурса источника питания.

Таким образом, недостаток известного устройства управления пуском асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки состоит в низкой эффективности использования энергетического ресурса источника питания.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности использования энергетического ресурса источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки, содержащее дизельный двигатель с датчиком и регулятором частоты вращения, суммирующий и вычитающий входы регулятора частоты вращения подключены к выходам соответственно задатчика и датчика частоты вращения, вал дизельного двигателя соединен с ротором синхронного генератора, выход которого подключен через коммутационный аппарат к статорным обмоткам асинхронного двигателя, регулятор тока возбуждения синхронного генератора, подключенный выходом к обмотке возбуждения синхронного генератора, датчик тока синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения тока, датчик напряжения синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения напряжения, задатчик напряжения, подключенный выходом к суммирующему входу регулятора напряжения, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения напряжения, дополнительно введены пороговый элемент, блок ограничения активной мощности, блок ограничения тока, регулятор тока, регулятор активной мощности и датчик активной мощности, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения, а выход подключен к вычитающему входу регулятора активной мощности, выход которого соединен с входом регулятора тока возбуждения синхронного двигателя, а суммирующий вход через блок ограничения активной мощности соединен с выходом регулятора тока, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, а суммирующий вход через блок ограничения тока соединен с выходом регулятора напряжения, блок ограничения активной мощности и задатчики напряжения и частоты выполнены с управляющими входами, управляющий вход задатчика частоты вращения через пороговый элемент соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, управляющие входы блока ограничения активной мощности и задатчика напряжения подключены к выходу задатчика частоты вращения.

По сравнению с наиболее близким аналогичным техническим решением предлагаемое устройство имеет следующие новые признаки:

- пороговый элемент;

- блок ограничения активной мощности;

- блок ограничения тока;

- регулятор тока;

- регулятор активной мощности;

- датчик активной мощности;

блок ограничения активной мощности и задатчик напряжения выполнены с управляющими входами.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «новизна».

По каждому из отличительных признаков проведен поиск известных технических решений в области электротехники, электропривода и автоматики.

Известны регулятор напряжения; регулятор тока; регулятор активной мощности; датчик активной мощности, в устройствах пуска асинхронных двигателей (Патент РФ №2737953. МПК Н02Р 1/26. - Опубл. 07.12.2020. Бюл. №34).

Блок ограничения активной мощности и задатчики напряжения и частоты с управляющими входами; пороговый элемент, включенный между выходом преобразователя действующего значения тока и управляющим входом задатчика частоты в известных устройствах аналогичного назначения не обнаружены.

Таким образом, указанные признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию «существенные отличия».

При реализации предлагаемого технического решения обеспечивается повышение эффективности использования энергетического ресурса источника питания при пуске асинхронного двигателя. Пуск асинхронного двигателя производится путем увеличения частоты и напряжении дизель-генераторной установки от начальных минимальных значений. При переходном процессе в результате действия отрицательной обратной связи по активной мощности, последняя не превышает значения, определяемого техническими характеристиками дизельного двигателя, и регулируемого в процессе пуска в зависимости от изменяющейся характеристики энергетического источника при изменении частоты вращения дизельного двигателя. При этом потребляемый полный ток, содержащий активную и реактивную составляющие, ограничен значением, допустимым для электромеханического преобразователя энергии, т.е., синхронного генератора. В начале пуска генератор работает с перегрузкой по реактивному току при малой потребляемой активной мощности, благодаря чему обеспечивается высокая скорость электромагнитных процессов в асинхронном двигателе.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «положительный эффект».

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема устройства управления пуском асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки. На фиг. 1 обозначено: 1 - дизельный двигатель; 2 - регулятор частоты вращения дизельного двигателя; 3 - датчик частоты вращения; 4 - синхронный генератор; 5 - регулятор тока возбуждения синхронного генератора; 6 - регулятор активной мощности; 7 - датчик активной мощности; 8 - коммутационный аппарат; 9 - блок ограничения активной мощности; 10 - трансформатор тока; 11 - измерительный преобразователь тока; 12 - регулятор тока; 13 - датчик напряжения; 14 - блок ограничения тока; 15 - асинхронный двигатель; 16 - преобразователь действующего значения напряжения; 17 - регулятор напряжения; 18 - задатчик напряжения; 19 - пороговый элемент; 20 - задатчик частоты вращения.

Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной станции содержит дизельный двигатель 1 с датчиком 3 и регулятором 2 частоты вращения, суммирующий и вычитающий входы регулятора частоты вращения 2 подключены к выходам соответственно задатчика 20 и датчика 3 частоты вращения, вал дизельного двигателя 1 соединен с ротором синхронного генератора 4, выход которого подключен через коммутационный аппарат 8 к статорным обмоткам асинхронного двигателя 15, регулятор тока возбуждения 5 синхронного генератора 4 подключен выходом к обмотке возбуждения синхронного генератора 4, выход датчика тока 10 синхронного генератора 4 подключен к входу преобразователя действующего значения тока 11, датчик напряжения 13 синхронного генератора подключен к входу преобразователя действующего значения напряжения 16, задатчик напряжения 18 подключен выходом к суммирующему входу регулятора напряжения 17, вычитающий, вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения напряжения 16, входы датчика активной мощности 7 соединены с выходами датчиков тока 10 и напряжения 13 синхронного генератора 4, а выход подключен к вычитающему входу регулятора активной мощности 6, выход которого соединен с входом регулятора тока возбуждения 5, а суммирующий вход через блок ограничения активной мощности 9 соединен с выходом регулятора тока 12, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения тока 11, а суммирующий вход через блок ограничения тока 14 соединен с выходом регулятора напряжения 17, управляющий вход задатчика частоты вращения 20 через пороговый элемент 19 соединен с выходом преобразователя действующего значения тока 11, управляющие входы блока ограничения активной мощности 9 и задатчика напряжения 18 подключены к выходу задатчика частоты вращения 20.

Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной станции реализовано с использованием принципа подчиненного регулирования координат. Главная обратная связь замкнута по напряжению на статорной обмотке асинхронного двигателя 15 с помощью последовательно соединенных датчика напряжения 13 и измерительного преобразователя действующего значения напряжения 16. Задание напряжения на выходе синхронного генератора и, соответственно, на статорной обмотке асинхронного двигателя осуществляется с помощью задатчика напряжения 18. Регулятор напряжения 17 выполняет сравнение сигнала задания напряжения и сигнала обратной связи, действующего на выходе измерительного преобразователя действующего значения напряжения 16, и преобразование сигнала рассогласования в соответствии с пропорциональным (или пропорционально-интегральным) законом регулирования. Задатчик напряжения 18 имеет управляющий вход, который соединен с выходом задатчика частоты вращения 20. При этом выходной сигнал задатчика напряжения изменяется в зависимости от выходного сигнала задатчика частоты вращения 20, например, пропорционально его выходному сигналу.

Подчиненный контур регулирования тока асинхронного двигателя 15 организован с помощью датчика тока 10, преобразователя действующего значения тока 11 и регулятора тока 12, реализующего пропорциональный или пропорционально-интегральный закон регулирования. Выходной сигнал регулятора напряжения 17 поступает на суммирующий вход регулятора тока 12 через блок токоограничения 14, в котором установлено ограничение, соответствующее допустимому в течение установленного интервала времени току источника питания.

Подчиненный контур регулирования активной мощности асинхронного двигателя 15 организован с помощью измерительного преобразователя активной мощности 7, и регулятора активной мощности 6, реализующего пропорциональный или пропорционально-интегральный закон регулирования. Выходной сигнал регулятора активной мощности 7 действует на входе регулятора тока возбуждения 5 синхронного генератора 4. Выходной сигнал регулятора тока 17 поступает на вход блока ограничения активной мощности 9, в котором установлено ограничение, соответствующее допустимой в течение установленного интервала времени активной мощности источника питания. Сигнал задания для регулятора активной мощности 6 формируется на выходе блока ограничения активной мощности 9. При этом уровень ограничения активной мощности изменяется в зависимости от выходного сигнала задатчика частоты вращения 20, например, пропорционально его выходному сигналу.

Работа устройства управления пуском асинхронного двигателя происходит в два этапа следующим образом. В начальный момент на выходе порогового элемента 19 действует сигнал с уровнем логического нуля. Первый этап пуска начинается при включении коммутационного аппарата 8. Задатчик 20 формирует для регулятора частоты вращения 2 дизельного двигателя 1 сигнал управления в виде постоянного начального значения, например, соответствующего минимальной рабочей частоте n0. Выходной сигнал задатчика частоты вращения 20 действует на управляющем входе задатчика напряжения 18, на выходе которого формируется сигнал управления в виде постоянного начального значения, соответствующего номинальному напряжению синхронного генератора Uн, умноженному на коэффициент где nн - номинальная частота вращения дизельного двигателя 1. Таким образом, начальное значение напряжения синхронного генератора устанавливается равным Регулятор напряжения 17 выполняет сравнение заданного напряжения и действующего значения выходного напряжения синхронного генератора 4 и преобразует полученную разность в соответствии с пропорциональным или пропорционально-интегральным (в зависимости от выбранной настройки) законом регулирования. Выходной сигнал регулятора напряжения 17 через блок токоограничения 14 поступает на суммирующий вход регулятора тока 12, который выполняет сравнение входного сигнала и действующего значения тока двигателя, формируемого с помощью измерительного преобразователя действующего значения тока 11, и преобразует полученную разность в соответствии с пропорциональным или пропорционально-интегральным (в зависимости от выбранной настройки) законом регулирования. При этом максимальное значение тока при регулировании определяется значением уровня ограничения блока токоограничения 14.

Выходной сигнал регулятора тока 12 через блок ограничения активной мощности 9 поступает на суммирующий вход регулятора активной мощности 6, который выполняет сравнение входного сигнала контура регулирования активной мощности и сигнала, пропорционального активной мощности, формируемого с помощью измерительного преобразователя активной мощности 7, и преобразует полученную разность в соответствии с пропорциональным или пропорционально-интегральным (в зависимости от выбранной настройки) законом регулирования. При этом максимальное значение активной мощности в процессе пуска определяется значением уровня ограничения блока ограничения активной мощности 9. Уровень ограничения активной мощности при этом изменяется в зависимости от выходного сигнала задатчика частоты вращения 20. При увеличении частоты вращения дизельного двигателя 1 возрастает его мощность, поэтому уровень ограничения в блоке 9 также увеличивается.

Выходной сигнал регулятора активной мощности 6 действует на входе регулятора тока возбуждения 5 синхронного генератора 4. В соответствии с выходным сигналом регулятора активной мощности 6 формируется напряжение на статорной обмотке синхронного генератора 4. При этом действующее значение напряжения на выходе синхронного генератора 4 в процессе пуска всегда поддерживается таким образом, что ток не превышает уровня, заданного блоком токоограничения 14, а активная мощность не превышает значения, установленного блоком ограничения активной мощности 9. Таким образом, в процессе пуска асинхронного двигателя активная мощность, потребляемая от источника питания, не превышает заданного значения, которое регулируется в процессе пуска в зависимости от мощности дизельного двигателя 1.

Первый этап пуска заканчивается при достижении частотой вращения асинхронного двигателя 15 заданного значения, пропорционального частоте вращения синхронного генератора 4 и снижении действующего значения пускового тока асинхронного двигателя 15 до заданного уровня, например, номинального значения. При этом происходит переключение порогового элемента 19. На его выходе формируется сигнал с уровнем логической единицы, который действует на управляющем входе задатчика частоты вращения 20. С этого момента начинается второй этап пуска асинхронного двигателя 15. Выходной сигнал задатчика частоты вращения 20 возрастает от начального значения с постоянного скоростью до максимального значения, соответствующего номинальной частоте вращения асинхронного двигателя 15. При этом увеличиваются пропорционально выходной сигнал задатчика напряжения 18 и уровень ограничения активной мощности в блоке 9. Происходит плавный разгон асинхронного двигателя 15 до номинальной частоты вращения при номинальном напряжении при регулируемом ограничении потребляемой активной мощности. Второй этап пуска происходит при изменении частоты ƒ и напряжения U генератора в соответствии с соотношением U/ƒ=const путем регулирования тока возбуждения генератора.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает частотный пуск асинхронного двигателя при ограниченной мощности дизель-генераторной установки. В результате этого обеспечивается повышение надежности работы дизель-генераторной установки при пуске асинхронного двигателя.

С целью подтверждения положительного эффекта, достигаемого при использовании предлагаемого технического решения, было выполнено моделирование работы дизель-генераторной установки при включении асинхронного двигателя, мощность которого соизмерима с мощностью генератора, с помощью MATLAB. При моделировании использовались:

- дизельный двигатель 12M26G1000/5 с параметрами: мощность 820 кВт; номинальная частота 1500 об/мин;

- синхронный генератор СГ2-750/6,3-4У3 с параметрами: номинальная мощность 750 кВт; номинальное напряжение 6300 В; номинальный ток 86 А; КПД 94,3%; частота вращения 1500 об/мин; момент инерции ротора 44 кг⋅м2;

- асинхронный двигатель А4-450Х-4МУ3 с параметрами: номинальная мощность 800 кВт; номинальное напряжение 6000 В; номинальный ток статора 72,5 А; синхронная частота вращения 1500 об/мин; КПД 94,3%; отношение максимального момента к номинальному 2,3; кратность пускового тока 5,5; маховый момент ротора 84 кг⋅м2.

В Simulink-модели, составленной в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 1, установлены уровень переключения порогового элемента 19 Iп=30 А и начальный уровень ограничения активной мощности Рп=80 кВт; Начальная частота вращения дизельного двигателя n=750 об/мин; начальное линейное напряжение синхронного генератора U0=3 кВ. Напряжение возбуждения синхронного генератора 4 ограничено значением, равным 2,9Uв.н, где Uв.н - номинальное напряжение возбуждения синхронного генератора 4. Механический момент нагрузки двигателя зависит от угловой скорости Ω асинхронного двигателя 15 в соответствии с уравнением Мд=0,1Ω2.

На фиг. 2 показаны осциллограммы для действующего значения тока I; действующего значения линейного напряжения U на выходе синхронного генератора 4; угловой скорости Ω асинхронного двигателя 15; частоты n вращения дизельного двигателя 1. На фиг. 3 приведены осциллограммы активной Р и реактивной Q мощностей и механической мощности Рмех асинхронного двигателя 15.

Первый этап пуска асинхронного двигателя 15 начинается в момент времени t1=5 с. При этом происходит резкое увеличение тока нагрузки и снижение выходного напряжения синхронного генератора 4. Угловая скорость асинхронного двигателя 15 возрастает от 0 до значения Ω1≈75 рад/с. В результате происходит пуск асинхронного двигателя 15 при пониженных напряжении и частоте (интервал времени t1-t2). При пуске активная мощность ограничивается, благодаря чему дизельный двигатель 1 работает без перегрузки. В конце первого этапа пуска ток асинхронного двигателя 15 снижается и в момент времени t2≈25 с достигает уровня переключения порогового элемента 19. При переключении последнего начинается второй этап пуска. Происходит увеличение частоты вращения дизельного двигателя по линейному закону и пропорциональное увеличение выходного напряжения синхронного генератора 4. В результате происходит увеличение угловой скорости асинхронного двигателя 15 до номинального значения. В момент времени t3 пуск заканчивается. В конце пуска (момент времени t3≈42 с) частота вращения вала дизельного двигателя 1 с помощью регулятора 2 устанавливается и далее стабилизируется на номинальном уровне nн=1500 об/мин. Выходное линейное напряжение синхронного генератора 4 также поддерживается на заданном уровне 6 кВ с помощью регулятора тока возбуждения 5.

Общее время пуска составляет 37 с. Работа дизель-генераторной установки с перегрузкой по току синхронного генератора имеет место в интервале времени t1-t2 в течение 18 с. При этом в токе нагрузки преобладает реактивная составляющая.

Следовательно, использование в известном устройстве пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки, содержащем дизельный двигатель с датчиком и регулятором частоты вращения, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходам соответственно задатчика и датчика частоты вращения, вал дизельного двигателя соединен с ротором синхронного генератора, выход которого подключен через коммутационный аппарат к статорным обмоткам асинхронного двигателя, регулятор тока возбуждения синхронного генератора, подключенный выходом к обмотке возбуждения синхронного генератора, датчик тока синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения тока, датчик напряжения синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения напряжения, задатчик напряжения, подключенный выходом к суммирующему входу регулятора напряжения, вычитающий, вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения напряжения, дополнительно порогового элемента, блока ограничения активной мощности, блока ограничения тока, регулятор тока, регулятора активной мощности и датчика активной мощности, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения, а выход подключен к вычитающему входу регулятора активной мощности, выход которого соединен с входом регулятора тока возбуждения, а суммирующий вход через блок ограничения активной мощности соединен с выходом регулятора тока, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, а суммирующий вход через блок ограничения тока соединен с выходом регулятора напряжения, блок ограничения активной мощности и задатчики напряжения и частоты выполнены с управляющими входами, управляющий вход задатчика частоты вращения через пороговый элемент соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, управляющие входы блока ограничения активной мощности и задатчика напряжения подключены к выходу задатчика частоты вращения, повышает эффективность использования энергетического ресурса источника питания.

Использование предлагаемого способа в промышленных системах электроприводов будет способствовать повышению энергетической эффективности, надежности и качества работы электрооборудования.

Похожие патенты RU2821417C1

название год авторы номер документа
Способ управления дизель-генераторной установкой при включении асинхронного двигателя 2020
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2745149C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ПЕРЕГОНА ГОРНЫХ МАШИН 2022
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2790609C1
Устройство управления пуском асинхронного двигателя 2020
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2737953C1
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ АВТОСАМОСВАЛА 2021
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2757093C1
ЭЛЕКТРОПРИВОД 2003
  • Малафеев С.И.
RU2254665C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1997
  • Малафеев С.И.
  • Мамай В.С.
  • Серебренников Н.А.
RU2122277C1
ЭКСКАВАТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 1994
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2068615C1
ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРОКАТНОГО СТАНА 2013
  • Малафеев Сергей Иванович
  • Коняшин Владимир Игоревич
RU2523032C1
ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА 2015
  • Сарсикеев Ермек Жасланович
  • Лукутин Борис Владимирович
  • Обухов Сергей Геннадьевич
  • Плотников Игорь Александрович
RU2597248C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ ПРИ ПЕРЕГОНЕ ЭКСКАВАТОРА 2018
  • Малафеев Сергей Иванович
  • Серебренников Николай Александрович
RU2670964C9

Иллюстрации к изобретению RU 2 821 417 C1

Реферат патента 2024 года Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономных энергетических установках, обеспечивающих электропитание приводных систем технологических агрегатов, имеющих соизмеримую с источником мощность. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности использования энергетического ресурса источника питания при пуске асинхронного двигателя. Работа устройства управления пуском асинхронного двигателя (15) происходит в два этапа. Первый этап пуска начинается при включении коммутационного аппарата (8). При этом происходит пуск асинхронного двигателя с ограничением активной мощности и потребляемого тока до частоты вращения, пропорциональной заданному начальному значению. Первый этап пуска заканчивается при снижении действующего значения пускового тока асинхронного двигателя (15) до заданного уровня. С этого момента начинается второй этап пуска асинхронного двигателя (15). Выходной сигнал задатчика частоты вращения (20) возрастает от начального значения с постоянной скоростью до максимального значения, соответствующего номинальной частоте вращения асинхронного двигателя (15). При этом увеличиваются пропорционально выходной сигнал задатчика напряжения (18) и уровень ограничения активной мощности в блоке (9). Происходит плавный разгон асинхронного двигателя (15) до номинальной частоты вращения при номинальном напряжении при регулируемом ограничении потребляемой активной мощности. Второй этап пуска происходит при изменении частоты ƒ и напряжения U генератора в соответствии с соотношением U/ƒ=const путем регулирования тока возбуждения генератора. Таким образом, происходит частотный пуск асинхронного двигателя (15) при ограниченной активной мощности. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 821 417 C1

Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки, содержащее дизельный двигатель с датчиком и регулятором частоты вращения, суммирующий и вычитающий входы регулятора частоты вращения подключены к выходам соответственно задатчика и датчика частоты вращения, вал дизельного двигателя соединен с ротором синхронного генератора, выход которого подключен через коммутационный аппарат к статорным обмоткам асинхронного двигателя, регулятор тока возбуждения синхронного генератора, подключенный выходом к обмотке возбуждения синхронного генератора, датчик тока синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения тока, датчик напряжения синхронного генератора и подключенный к его выходу преобразователь действующего значения напряжения, задатчик напряжения, подключенный выходом к суммирующему входу регулятора напряжения, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения напряжения, отличающееся тем, что дополнительно введены пороговый элемент, блок ограничения активной мощности, блок ограничения тока, регулятор тока, регулятор активной мощности и датчик активной мощности, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения синхронного генератора, а выход подключен к вычитающему входу регулятора активной мощности, выход которого соединен с входом регулятора тока возбуждения, а суммирующий вход через блок ограничения активной мощности соединен с выходом регулятора тока, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, а суммирующий вход через блок ограничения тока соединен с выходом регулятора напряжения, блок ограничения активной мощности и задатчики напряжения и частоты выполнены с управляющими входами, управляющий вход задатчика частоты вращения через пороговый элемент соединен с выходом преобразователя действующего значения тока, управляющие входы блока ограничения активной мощности и задатчика напряжения подключены к выходу задатчика частоты вращения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2821417C1

Способ управления дизель-генераторной установкой при включении асинхронного двигателя 2020
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2745149C1
Устройство управления пуском асинхронного двигателя 2020
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2737953C1
УСТРОЙСТВО для ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 0
  • Е. М. Глух, В. Е. Зеленое Н. М. Канашев
SU208094A1
CN 102594224 A, 18.07.2012
ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2006
  • Зюзев Анатолий Михайлович
  • Нестеров Константин Евгеньевич
RU2380821C2
CN 113938068 A, 14.01.2022
ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2014
  • Тимошкин Вадим Владимирович
  • Глазырин Александр Савельевич
  • Глазырина Татьяна Анатольевна
  • Козлова Людмила Евгеньевна
  • Полищук Владимир Иосифович
RU2576330C1

RU 2 821 417 C1

Авторы

Малафеев Сергей Иванович

Даты

2024-06-24Публикация

2023-12-18Подача