Устройство для пуска синхронного электродвигателя Советский патент 1987 года по МПК H02P1/50 

12

3, к выводу которого подключена обкладка К 7. Вторая обкладка К 7 соединена с минусовым выводом источника постоянного напряжения. Цель, состоящая из К 2, резистора 3 и К 7, подключена параллельно обмотке возбуждения СД 6. Статорные обмотки СД 6 подключены к сети. Параметры резистора (к) и К 2, 7 (С, С) связаны между собой соотношениями С, cos if C2/(cos у - cosy ), R tgy(C,-4 + С2)/21ГГ З.С,Сг, где f, - частота питающей сети, а у и J фазовые углы вектора напряжения на находящие + fr

ся в пределах О j, с-. Устройство обеспечивает асинхронный запуск синхронного движения. По достижении подсинхронной частоты враще1

Изобретение относится к электрр- технике, а именно к устройствам для пуска синхронных электродвигателей, и может быть использовано для автоматической синхронизации синхронных электродвигателей бесщеточного исполнения в функции частоты вращения ротора, работающих в режиме повторно-кратковременного включения.

Целью изобретения является уменьшение энергии потерь в обмотке возбуждения, упрощение и повышение надежности синхронизации.

На фиг. I представлена принципиальная электрическая схема устройства для пуска синхронного электродвигателя; на фиг. 2 - диаграмма напряжений.

Устройство для пуска синхронного электродвигателя содержит тиристор 1, анод которого подключен к плюсовому выводу источника постоянного напряжения, а катод подключен к выводу первого конденсатора 2, соединенного последовательно с резистором 3, общий вывод которых через динистор 4 и диод 5 пoдkлючeн к управляющему электроду тиристора 1 и к одному выводу обмотки возбуждения синхронного электродвигателя 6, провода статорной обмотки которого под3

йия амплитудное значение напряжения на К 2 достигает величины включения инистора 4 и К 2 разряжается на управляющий электрод Т 1, открывая его. Обмотка возбуждения СД 6 подключается к источнику постоянного напряжения СД 6 втягивается в синхронизм. Наличие К 7 позволяет включить Т I с некоторым опережением, который совместно с резистором 3 образует фазовра- щающую цепочку. Эта цепочка позволяет регулировать фазовое положение вектора напряжения на К 2 относительно напряжения в обмотке возбуждения. Последнее обеспечивает согласование включения Т I с моментом наиболее близкого или опережающего расположения оси ротора в магнитном поле . статора СД 6. 2 ил.

ключаются к проводам трехфазной сети питания, а второй вывод обмотки возбуждения подключен к минусовой клемме источника постоянного напряжения,

второй конденсатор 7, которьй включен между выводом резистора 3 и минусовым вьшодом источника постоянного напряжения.

При этом значения параметров резистора (R), первого (С) и второго (Cj) конденсаторов связаны между собой соотношениями

С, соБу Сг/(соБу - ); (1)

R tgy(C, + C2)/2 ;rf S C,, С,,

(2)

где f. - частота сети питания, ,

значения углов Y и V находятся в

пределах

о-а Ь i

S - частота скольжения при под- синхронной скорости.

На Диаграмме напряжений (фиг. 2) обозначено: Щ( - напряжение на конденсаторе 2 (С,); U5,(Uj)- напряжение на резисторе 3 (к); Ug - напряжение, на вьшодах обмотки возбуждения синхронного электродвигателя 6; ii-jf - напряжение на конденсаторе 7

3

(C); у , (у ) фазовые углы вектора напряжения на конденсаторе 2.

Устройство для пуска синхронного электродвигателя работает следующим образом.

Во время асинхронного пуска электродвигателя 6 тиристор I закрыт и к конденсаторам 2, 7 и резистору 3 прикладьшается переменное напряжение наведенное в обмотке возбуждения электродвигателя. Частота приложенного напряжения с увеличением частоты вращения ротора синхронного электродвигателя 6 уменьшается. При этом величина сопротивления конденсаторов 2 и 7 возрастает пропорционально уменьшению частоты напряжения В результате этого происходит перераспределение напряжения в цепочке элементов 2, 3 и 7, причем на конден саторах 2 и 7 напряжение возрастает.

Для включения тиристора 1 при подсинхронной частоте вращения ротора значения параметров конденсаторов 2, 7 и резистора 3 выбираются в соответствии с выражениями (1), (2).

В этом случае амплитудное значение переменного напряжения на конденсаторе 2 достигает величины включения динистора 4 при подсинхронной частоте скольжения ротора S, и заряд конденсатора в виде короткого импульса разряжается на управляющей переход тиристора 1 и открывает его. В результате подключения обмотки возбуждения к источнику постоянного напряжения происходит втягивание ротора в синхронизм и процесс асинхронного пуска заканчивается. I

Величина синхронизирующего момента синхронного электродвигателя зависит от положения оси ротора, вращающегося с подсинхронной частотой вращения по отношению к полю статора При этом максимальный синхронизирующий момент от тока возбуждения в ма- щине соответствует положению, когда оси ротора и поля совпадают. Однако учитывая, что цепь обмотки возбуждения синхронного электродвигателя бесщеточного исполнения из-за наличия возбудителя имеет повышенное значение постоянной времени нарастания тока возбуждения, возникает необходимость включения тиристора 1 с некоторым опережением. Для этого служит конденсатор 7, который вместе с резистором 3 образует фазовра

10

15

938134

щающую цепочку. Эта цепочка позволяет регулировать фазовое положение вектора напряжения на конденсаторе 2 Гфиг. 2/ относительно.напряжения, 5 наведенного в обмотке возбуждения, не изменяя величины напряжения на конденсаторе 2, и таким образом согласовать включение тиристора 1 с моментом наиболее близкого или опережающего расположения оси ротора в магнитном поле статора синхронного электродвигателя 6.

Соотношения для параметров элементов в схеме узла синхронизации получены из векторной диаграммы (фиг.2), откуда следует, что величины фазового угла регулируется выбором напряжения включения динистора 4 (Hj) начального напряжения на конденсаторе С () При этом во всех случаях отношение IL /U должно быть мень- , ше 1 .

В данном устройстве для пуска син- , хронного электродвигателя обеспечиваются упрощение и более высокая надежность, отсутствует потребление электроэнергии узлом синхронизации после включения тиристора: возможность согласования момента включения тиристора с положением ротора в магнитном поле статора и таким образом осуществляется воздействие на величину входного момента путем использования действия ускоряющего синхрони- зирующего момента, который создается током в обмотке возбуждения.

Использование предлагаемого устройства наиболее эффективно для синхронных электродвигателей бесщеточного исполнения, а также синхронных электродвигателей, работающих в системах автоматизированного электропривода в режиме повторно-кратковременного включения. 45

Формула изобретения

Устройство для пуска синхронного электродвигателя, содержащее тирис50 тор, анод которого предназначен для подключения к плюсовой клемме источника постоянного Напряжения, а предназначен для подключения к выводу обмотки возбуждения синхронного

55 электродвигателя, блок синхронизации, составленный из последовательно соединенных первого конденсатора и резистора, при этом вывод конденсатора подключен к катоду тиристора.

30

40

а вывод резистора соединен с минусовым выводом источника питания и другим выводом обмотки возбуждения синхронного электродвигателя, общий вывод первого конденсатора и резистора через последовательло соединенные динистор и диод подключен к управляющему электроду тиристора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергии потерь в обмотке возбуждения, упрощения и повьшения надежности синхронизации, введен второй конденсатор, при этом конденсато включен между выводом резистора и минусовым.выводом источника питания, причем значения параметров резистора, первого и второго конденсаторов связаны между собой соотношениями

с, cosy c2/(cos)f - cosf R « tg (С, + С,)/27 Г,3„С,С

2 7

где f - частота сети питания, ЗУ, - скольжение, соответствующее подсинхронноп частоте вращения ротора синхронной машины, С Су - величины емкостей первого и второго конденсатора; R - величина сопротивления резистора, J и у - фазовые углы вектора напряжений первого конденсатора, значения которых находятся в следующих пределах:

О У ii/2;

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменьшение энергии потерь и-по- вьшение надежности синхронизации. Устро йство для пуска синхронного двигателя содержит тиристор (т) I, анод к-ного подключен к плюсовому выводу источника постоянного напряжения, а катод - к выводу обмотки возбуждения синхрониого двигателя (СД) 6, управляющий электрод Т1 через диод 5, динистор 4 связан с общим выводом последовательно соединенных конденса- .тора (к) 2 и переменного резистора СЛ Фиг. /

Редактор Л, Повхан

Составитель В, Тарасов Техред Л.Сердюкова

Заказ 394/58Тираж 661 . . Подписное

« ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открыткйг 113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М, Пожо