Устройство для пуска синхронной машины Советский патент 1988 года по МПК H02P1/50 

ел

4

05

Фие.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска мощных синхронных машин от источников переменного тока регулируемой и нерегулируемой частоты.

Целью изобретения является упрощение.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства для пуска синхронной машины; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая определение положений

Устройство для пуска работает следующим образом.

Для выполнения частотного пуска обмотка якоря возбужденной синхронной машины дол.жна быть включена на трехфазное напряжение источника питания переменного тока. Для плавного трогания с места частота этого напряжения должна быть небольшой величины - порядка долей ил единиц герц, величина этого напряжения

ротора и моменты отключения; на фиг. 3 - Ю должна соответствовать частоте так, чтобы временные диаграммы, поясняющие работу был обеспечен необходимый пусковой мо- устройства.мент без насыщения магнитной цепи и без пеУстройство для пуска синхронной маши- регрузки машины по току. Напряжение с ны 1 содержит замыкающие контакты 2, такими начальными параметрами подготав- возбудитель 3 постоянного тока, трехфаз- ливается и присутствует на шинах источни- ный трансформатор 4 напряжения, регули- ка питания (на входе отключенного выклю- ровочный трансформатор 5, два однофазных разделительных трансформатора 6 и 7, фильтр 8 верхних частот, нуль-орган 9, два бесконтактных управляемых ключа 10, 11,

два блока 12 и 13 памяти уровня напря- уп тоты вращения и напряжения, которые со- жений, три вольтметра 14-16 и три размы- ответствуют условию успешного пуска. При кающих контакта 17-19.этом должна быть выполнена точная синхронизация невключенной синхронной машины с источником питания.

Для определения углового положения

чателя 2). Таким образом, в случае частотного пуска от другого синхронного генератора это означает, что ведущий генератор имеет те небольшие величины часОбмотка якоря через выключатель 2 подключена к источнику 20 переменного тока

регулируемой частоты, к которому через тре- 25 оси обмотки неподвижного ротора и послетий выключатель 17 подключена первичная обмотка трансформатора 4 напряжения. Вход регулировочного трансформатора 5 соединен с трехфазным источником переменного тока нерегулируемой частоты через пердующей синхронизации к обмотке якоря (статора) синхронной машины прикладывается трехфазная система измерительных напряжений UA|, IjBi, Uci (фиг. 2а). В качестве измерительных напряжений используется

вый размыкающий контакт 18 с обмот- 30 трехфазная система напряжений промыш- кой якоря синхронной машины 1. Возбу- ленной сети частотой 50 Гц. Величина из- дитель 3 постоянного тока подключен к об- мерительных напряжений существенно мень- мотке индуктора синхронной машины. Вто- ше номинальных напряжений машины, но рая и третья фазы трансформатора 5 на- должна быть достаточной для работы изме- пряжения соединены соответственно с пер- рительных цепей. Измерительные напряже- вичными обмотками разделительных транс- 35 ния прикладываются к обмотке статора че- форматоров 7 и 6, вторичные обмотки ко- рез выключатель 18 с размыкающими кон- торых через бесконтактные управляемые ключи 10 и 11 подключены к входам блоков 12 и 13 памяти уровня напряжения соответственно. Параллельно вторичной об- о поле частоты измерительного напряжения, мотке первого разделительного трансфор- Это вращающееся поле статора наводит в матора 6 подключен второй вольтметр 14. Первый выходной вывод первого блока 12 памяти соединен с началом второй фазы вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения, конец которой соединен с вторым 45 раммы (фиг. 26) наведенное в обмотке ро- выходным выводом второго блока 13 па- тора напряжение UP отстает от напряже- мяти, первым выходным выводом через пер- ния UA, приложенного к обмотке фазы А вый вольтметр 16, связанного с началом статора, на угол р, выраженный в электри- третьей фазы вторичной обмотки трансфор- ческих градусах. Угол р представляет со- матора 4 напряжения, конец которой соеди- бой пространственный угол, на который ось нек с вторым выходным выводом блока 12 50 ротора сдвинута относительно оси фазы А об- памяти. Параллельно третьей фазе вторич- мотки статора в сторону вращения век- ной обмотки трансформатора 4 напряжения подключен третий вольтметр 15. Управляющие входы ключей 10 и 11 подключены к выходу нуль-органа 9, входом соединенного с выходом фильтра 8 верхних частот, вход фильтра через второй выключатель 19 соединен с обмоткой индуктора синхронной мащины 1.

тактами. Указанная трехфазная система измерительного напряжения создает в неподвижной синхронной машине вращающееся

обмотке неподвижного ротора переменное напряжение Up той же частоты (фиг. 26), фаза которого определяется угловым положением ротора. Как это следует из диагтора поля. На диаграмме фиг. 2 изображен случай, когда ось ротора отстает на 45°.

Поскольку амплитуда измерительного напряжения несоизмеримо меньще рабочего напряжения машины, то электромагнитный

Устройство для пуска работает следующим образом.

Для выполнения частотного пуска обмотка якоря возбужденной синхронной машины дол.жна быть включена на трехфазное напряжение источника питания переменного тока. Для плавного трогания с места частота этого напряжения должна быть небольшой величины - порядка долей ил единиц герц, величина этого напряжения

должна соответствовать частоте так, чтобы был обеспечен необходимый пусковой мо- мент без насыщения магнитной цепи и без перегрузки машины по току. Напряжение с такими начальными параметрами подготав- ливается и присутствует на шинах источни- ка питания (на входе отключенного выклю-

тоты вращения и напряжения, которые со- ответствуют условию успешного пуска. При этом должна быть выполнена точная синчателя 2). Таким образом, в случае частотного пуска от другого синхронного генератора это означает, что ведущий генератор имеет те небольшие величины часдующей синхронизации к обмотке якоря (статора) синхронной машины прикладывается трехфазная система измерительных напряжений UA|, IjBi, Uci (фиг. 2а). В качестве измерительных напряжений используется

трехфазная система напряжений промыш- ленной сети частотой 50 Гц. Величина из- мерительных напряжений существенно мень- ше номинальных напряжений машины, но должна быть достаточной для работы изме- рительных цепей. Измерительные напряже- ния прикладываются к обмотке статора че- рез выключатель 18 с размыкающими кон- поле частоты измерительного напряжения, Это вращающееся поле статора наводит в раммы (фиг. 26) наведенное в обмотке ро- тора напряжение UP отстает от напряже- ния UA, приложенного к обмотке фазы А статора, на угол р, выраженный в электри- ческих градусах. Угол р представляет со- бой пространственный угол, на который ось ротора сдвинута относительно оси фазы А об- мотки статора в сторону вращения век-

трехфазная система напряжений промыш- ленной сети частотой 50 Гц. Величина из- мерительных напряжений существенно мень- ше номинальных напряжений машины, но должна быть достаточной для работы изме- рительных цепей. Измерительные напряже- ния прикладываются к обмотке статора че- рез выключатель 18 с размыкающими кон- поле частоты измерительного напряжения, Это вращающееся поле статора наводит в раммы (фиг. 26) наведенное в обмотке ро- тора напряжение UP отстает от напряже- ния UA, приложенного к обмотке фазы А статора, на угол р, выраженный в электри- ческих градусах. Угол р представляет со- бой пространственный угол, на который ось ротора сдвинута относительно оси фазы А об- мотки статора в сторону вращения век-

тактами. Указанная трехфазная система измерительного напряжения создает в неподвижной синхронной машине вращающееся

трехфазная система напряжений промыш- ленной сети частотой 50 Гц. Величина из- мерительных напряжений существенно мень- ше номинальных напряжений машины, но должна быть достаточной для работы изме- рительных цепей. Измерительные напряже- ния прикладываются к обмотке статора че- рез выключатель 18 с размыкающими кон- поле частоты измерительного напряжения, Это вращающееся поле статора наводит в раммы (фиг. 26) наведенное в обмотке ро- тора напряжение UP отстает от напряже- ния UA, приложенного к обмотке фазы А статора, на угол р, выраженный в электри- ческих градусах. Угол р представляет со- бой пространственный угол, на который ось ротора сдвинута относительно оси фазы А об- мотки статора в сторону вращения век-

обмотке неподвижного ротора переменное напряжение Up той же частоты (фиг. 26), фаза которого определяется угловым положением ротора. Как это следует из диагтрехфазная система напряжений промыш- ленной сети частотой 50 Гц. Величина из- мерительных напряжений существенно мень- ше номинальных напряжений машины, но должна быть достаточной для работы изме- рительных цепей. Измерительные напряже- ния прикладываются к обмотке статора че- рез выключатель 18 с размыкающими кон- поле частоты измерительного напряжения, Это вращающееся поле статора наводит в раммы (фиг. 26) наведенное в обмотке ро- тора напряжение UP отстает от напряже- ния UA, приложенного к обмотке фазы А статора, на угол р, выраженный в электри- ческих градусах. Угол р представляет со- бой пространственный угол, на который ось ротора сдвинута относительно оси фазы А об- мотки статора в сторону вращения век-

тора поля. На диаграмме фиг. 2 изображен случай, когда ось ротора отстает на 45°.

Поскольку амплитуда измерительного напряжения несоизмеримо меньще рабочего напряжения машины, то электромагнитный

момент, создаваемый измерительным напряжением, пренебрежимо мал и не приводит к механическим перемещениям ротора, уровень наводимого в роторе напряжения невелик и не представляет опасности для изоляции обмотки ротора.

Ток, протекающий в фазе А обмотки статора IA и, соответственно, создаваемый им магнитный поток, отстают от напряжения и, приложенного к этой фазе обмотки.

низкой частоты t4 (фиг. 2в), так и в случае более высокой частоты U (фиг. 2 г) определяется мгновенным значением напряжения UAO фазы А, соответствующим углу л+р своей частоты. Следовательно, включение должно быть выполнено в тот момент времени, когда мгновенное значение напряжений в данной фазе достигает величины UAO, соответствующей аргументу времени л±|3 независимо от частоты, где р - пространчения источника питания к мащине вектор магнитного поля статора сразу занимает определенное угловое положение

25

на 90° (фиг. 2в, г). В момент подклю- 10 ственный угол сдвига магнитной оси обмотки ротора относительно оси обмотки статора в положительном направлении. Это опорное напряжение UAQ может быть определев пространстве. Это положение определяется но из измерительного напряжения, прило- мгновенными значениями напряжений, при- . женного к обмотке статора. Как следует ложенных к соответствующим фазам обмот- из диаграммы (фиг. 2а, б. За, б) мгновен- ки статора в момент включения. Для точной ное напряжение фазы А имеет величину синхронизации необходимо, чтобы в момент UAQ в момент времени ti, когда напряже- включения угловое положение вектора маг- ние Up, наведенное в обмотке ротора, про- нитного потока статора совпало с маг- ходит через нуль независимо от частоты нитной осью неподвижного ротора. Далее пос- 20 измерительного напряжения. Это обстоятель- ле синхронизации вектора магнитных потоков статора и ротора «зацепляются и вращаются синхронно с угловой скоростью, соответствующей частоте приложенного напряжения. Механически это обеспечивается вращением ротора с синхронной скоростью. Если пространственная магнитная ось неподвижного ротора совпадала бы с осью фазы А статора, то напряжение надо было бы подключить в момент времени ta (фиг. 2в),

когда ток (поток фазы А имеет максималь- о АО) не зависит ни от частоты измери- ное значение. Этот момент времени соот- тельного напряжения, ни от частоты источ- ветствует л (также 3л, 5я и т.д. нечетные л) электрических градусов, измеренных от начала (нулевой фазы) напряжения UA. Если пространственная магнитная ось ротора

сдвинута на пространственный угол р (в сто- 5 ния углового положения ротора необходим рону вращения вектора) относительно оси об контроль по мгновенным напряжениям не мотки фазы А статора, то напряжение к об- менее двух фаз. Как следует из временных мотке статора надо подключить позже - в мо- диаграмм (фиг. 2, в; Зв) мгновенное напря- мент времени t4 (фиг. 2в). Это запазды- жение фазы А достигает величины U AO не вание 1з-14 соответствует электрическому только при аргументе времени л+р (нечет- углу р и представляет собой промежуток 40 ных л+Р), но и при углах О-р, 2л-р и т.д. времени, который необходим для того, что- (четных л-р). Для однозначного фикси- бы вектор магнитного потока статора повернулся бы на пространственный угол р и совпал с магнитной осью ротора.

Если частота источника питания выще (фиг. 2г), то в соответствии с изложенным напряжение к обмотке статора надо подключить в момент времени te. Запаздывание включения относительно фазы л напряжения UA (момента времени ts и в этом случае составляет р электрических градусов, од- CQ достаточен контроль по двум фазам, напри- нако время te-is, необходимое для пово- мер АС (фиг. Зв); включение возможно в

моменты времени t, tio, когда напряжения фаз А и С одновременно равны опорным напряжениям UAQ и UAQ соответственно (ось магнитного потока источника питания совпа- 55 дает с магнитной осью ротора); включение невозможно в моменты времени tg, tg, когда напряжение фазы А равно опорному напряжению UAQ, а напряжение фазы С не равно опорному Ucn (ось магнитного поство и определяет способ определения опорного напряжения UAQ. Заключается он в том, что в момент времени ti, когда переменное напряжение Up, наведенное в обмотке ротора, проходит через нуль, фиксируется и запоминается в качестве опорного напряжения иА мгновенное значение измерительного напряжения, приложенного к соответствующей фазе обмотки статора. Причем величина опорного напряжения (например.

ника питания. Амплитуда измерительного напряжения и напряжения источника питания должны быть согласованы.

Однако для однозначного фиксирова45

рования углового положения ротора р и соответственно момента включения необходимо одновременное выполнение следующих условий: напряжение в фазе А должно иметь мгновенную величину UAQ; напряжение в фазе В - UBQ; напряжение в фазе С - Uco (фиг. 2а, б; фиг. За, б).

Для однозначного определения угла р

рота вектора на этот угол уже меньще, чем в предыдущем случае более низкой частоты (фиг. 2в). Следовательно, Момент времени синхронного включения зависит от частоты напряжения источника питания.

В устройстве этот момент включения фиксируется следующим образом.

Как видно из диаграммы на фиг. 2в, г момент синхронного включения как в случае

низкой частоты t4 (фиг. 2в), так и в случае более высокой частоты U (фиг. 2 г) определяется мгновенным значением напряжения UAO фазы А, соответствующим углу л+р своей частоты. Следовательно, включение должно быть выполнено в тот момент времени, когда мгновенное значение напряжений в данной фазе достигает величины UAO, соответствующей аргументу времени л±|3 независимо от частоты, где р - пространственный угол сдвига магнитной оси обмотки ротора относительно оси обмотки статора в положительном направлении. Это опорное напряжение UAQ может быть определе

но из измерительного напряжения, прило- женного к обмотке статора. Как следует из диаграммы (фиг. 2а, б. За, б) мгновен- ное напряжение фазы А имеет величину UAQ в момент времени ti, когда напряже- ние Up, наведенное в обмотке ротора, про- ходит через нуль независимо от частоты измерительного напряжения. Это обстоятель-

АО) не зависит ни от частоты измери- тельного напряжения, ни от частоты источ-

ство и определяет способ определения опорного напряжения UAQ. Заключается он в том, что в момент времени ti, когда переменное напряжение Up, наведенное в обмотке ротора, проходит через нуль, фиксируется и запоминается в качестве опорного напряжения иА мгновенное значение измерительного напряжения, приложенного к соответствующей фазе обмотки статора. Причем величина опорного напряжения (например.

АО) не зависит ни от частоты измери- тельного напряжения, ни от частоты источ-

ния углового положения ротора необходим контроль по мгновенным напряжениям не менее двух фаз. Как следует из временных диаграмм (фиг. 2, в; Зв) мгновенное напря- жение фазы А достигает величины U AO не только при аргументе времени л+р (нечет- ных л+Р), но и при углах О-р, 2л-р и т.д. (четных л-р). Для однозначного фикси-

ника питания. Амплитуда измерительного напряжения и напряжения источника питания должны быть согласованы.

Однако для однозначного фиксирования углового положения ротора необходим контроль по мгновенным напряжениям не менее двух фаз. Как следует из временных диаграмм (фиг. 2, в; Зв) мгновенное напря- жение фазы А достигает величины U AO не только при аргументе времени л+р (нечет- ных л+Р), но и при углах О-р, 2л-р и т.д. (четных л-р). Для однозначного фикси-

остаточен контроль по двум фазам, напри- мер АС (фиг. Зв); включение возможно в

рования углового положения ротора р и соответственно момента включения необходимо одновременное выполнение следующих условий: напряжение в фазе А должно иметь мгновенную величину UAQ; напряжение в фазе В - UBQ; напряжение в фазе С - Uco (фиг. 2а, б; фиг. За, б).

Для однозначного определения угла р

тока источника питания направлена противоположно магнитной оси ротора).

Согласование измерительного напряжения с напряжением источника питания выполняется посредством трансформатора 5 следующим образом.

Регулировочный трансформатор 5 подсоединен к шинам измерительного напряжения сети 50 Гц. Трехфазный трансформатоты. Фильтр высокой частоты пропускает только переменную составляющую напряжения, которое наведено в роторе, и не пропускает постоянное напряжение возбуждения в измерительную схему. Далее переменное напряжение Up подается на нуль- орган 9. В нуль-органе 9 в моменты времени t:, t2,..., когда напряжение Up переходит от положительных значений к отрицательным и проходит через нуль, вырабатор 5 напряжения и однофазные раздели- 10 тывается узкий считывающий импульс. Этот тельные трансформаторы 6 и 7 предназначены для гальванической развязки низковольтных цепей управления от относительно высоких напряжений источника питасчитывающии импульс с выхода нуль-органа подается на управляющие входы бесконтактных ключей 10 и 11 и открывает эти ключи на короткий промежуток времени, .г равный длительности считывающего импульса. Посредством открывщихся ключей 10 и 11 со вторичных обмоток разделительных трансформаторов 6 и 7 считываются мгновенные значения измерительных напряжений двух фаз, которые имеются в

ния и сети и для понижения этих напряжений до необходимого уровня. Разделительные трансформаторы 6 и 7 соединены с выходом регулировочного трансформатора 5. Вольтметр 14, подключенный к вторичной обмотке разделительного трансфорсчитывающии импульс с выхода нуль-органа подается на управляющие входы бесконтактных ключей 10 и 11 и открывает эти ключи на короткий промежуток времени, .г равный длительности считывающего импульса. Посредством открывщихся ключей 10 и 11 со вторичных обмоток разделительных трансформаторов 6 и 7 считываются мгновенные значения измерительных напряжений двух фаз, которые имеются в

матора одной из фаз, измеряет величину 20 моменты времени t/, Ь,..., Шо и Uco) и, измерительного н апряжения (UA, или Uc,),представляющие соб,ой опорные напряжения,

приведенную к вторичной стороне. Трансформатор 4 соединен с источником питания через выключатель 17 с нормально закрытыми контактами. Перед пуском подготавливается напряжение источника питания - на шинах источника питания на входах выключателей 2 и 17 устанавливается напряжение низкой частоты и соответственно небольшой амплитуды. Вольтметр 15, подключенный к вторичной обмотке одной из фаз трансформатора 4 напряжения, измеряет величину подготовленного напряжения источника питания (UA или Uc ), приведенную к вторичной стороне. Непосредственно перед синхронизацией и включением на вторичной стороне разделительного трансформатора 6 изменением положения движка регулировочного трансформатора 5 устанавливается относительная величина измерительного напряжения, равная относительному напряжению источника питания (иА1 иАили ). Указанные напряжения контролируются вольтметрами 14 и 15. Таким образом, измерительные напряжения сети UAI, Ucj и выделенные далее из них опорные напряжения UAO, Uco (фиг. За) на вторичной стороне соответствуют напряжениям источника питания UA, Uc (фиг. Зв) непосредственно перед синхронизацией и включением машины.

Опорные напряжения фиксируются следующим образом.

Перед пуском синхронная машина возбуждена. К обмотке ротора приложено постоянное напряжение возбуждения от отдельного возбудителя 3 и в обмотке протекает постоянный ток возбуждения. В обмотке ротора на постоянное напряжение возбуждения наложено переменное напряжение Up, наведенное в обмотке измерительным напряжением статора. Переменное напряжение Up выделяется из обмотки ротора по цепи: выключатель 19 с размыкающими контактами - фильтр 8 высокой час25

Эти опорные напряжения запоминаются в запоминающих устройствах 12 и 13 уровня соответственно.

Момент точной синхронизации и включения определяется посредством устройства следующим образом.

Соединения концов вторичных обмоток трансформатора 4 напряжения и выходов блоков 12 и 13 памяти уровня напря- 30 жения выполнены таким образом (фиг. 1), что между началом вторичной обмотки фазы А трансформатора напряжения 4 и выводом «конец запоминающего устройства 13 уровня напряжения фазы С, к которым присоединен вольтметр 16, формируется суммарное напряжение

35

40

45

50

55

AUA+AUc (UA-UAo) + (Uc-Uco), где Uo - суммарное напряжение на вольтметре 16;

UA - приведенное напряжение фазы А источника питания, которое имеется на вторичной обмотке фазы А трансформатора 4 напряжения (на:фиг. 1 фаза А трансформатора 4 изображена справа и к ней подсоединен вольтметр 15);

Uc - приведенное напряжение фазы С источника питания, которое имеется на вторичной обмотке фазы С трансформатора изображена в середине) ;

UAQ- приведенное опорное измерительное напряжение фазы А, которое зафиксировано в запоминающем устройстве 12 уровня напряжения фазы А;

Uco- приведенное опорное измерительное напряжение фазы С, которое зафиксировано в запоминающем устройстве 13 уровня напряжения фазы С;

тоты. Фильтр высокой частоты пропускает только переменную составляющую напряжения, которое наведено в роторе, и не пропускает постоянное напряжение возбуждения в измерительную схему. Далее переменное напряжение Up подается на нуль- орган 9. В нуль-органе 9 в моменты времени t:, t2,..., когда напряжение Up переходит от положительных значений к отрицательным и проходит через нуль, выраба тывается узкий считывающий импульс. Этот

тывается узкий считывающий импульс. Этот

считывающии импульс с выхода нуль-органа подается на управляющие входы бесконтактных ключей 10 и 11 и открывает эти ключи на короткий промежуток времени, равный длительности считывающего импульса. Посредством открывщихся ключей 10 и 11 со вторичных обмоток разделительных трансформаторов 6 и 7 считываются мгновенные значения измерительных напряжений двух фаз, которые имеются в

моменты времени t/, Ь,..., Шо и Uco) и, представляющие соб,ой опорные напряжения,

моменты времени t/, Ь,..., Шо и Uco) и, представляющие соб,ой опорные напряжения,

ти опорные напряжения запоминаются в запоминающих устройствах 12 и 13 уровня соответственно.

Момент точной синхронизации и включения определяется посредством устройства следующим образом.

Соединения концов вторичных обмоток трансформатора 4 напряжения и выходов блоков 12 и 13 памяти уровня напря- жения выполнены таким образом (фиг. 1), что между началом вторичной обмотки фазы А трансформатора напряжения 4 и выводом «конец запоминающего устройства 13 уровня напряжения фазы С, к которым присоединен вольтметр 16, формируется суммарное напряжение

0

5

0

5

AUA+AUc (UA-UAo) + (Uc-Uco), где Uo - суммарное напряжение на вольтметре 16;

UA - приведенное напряжение фазы А источника питания, которое имеется на вторичной обмотке фазы А трансформатора 4 напряжения (на:фиг. 1 фаза А трансформатора 4 изображена справа и к ней подсоединен вольтметр 15);

Uc - приведенное напряжение фазы С источника питания, которое имеется на вторичной обмотке фазы С трансформатора изображена в середине) ;

UAQ- приведенное опорное измерительное напряжение фазы А, которое зафиксировано в запоминающем устройстве 12 уровня напряжения фазы А;

Uco- приведенное опорное измерительное напряжение фазы С, которое зафиксировано в запоминающем устройстве 13 уровня напряжения фазы С;

дил UA - UAO; AUc Uc- LJco - разности приведенных напряжений источника пи тания и опорных напряжений соответственно фаз А и С (на фиг. I места наличия этих разностных напряжений AIJA и AUc указаны стрелками, выводы «начала элементов помечены точками).

Как следует из фиг. Зг разностные напряжения AUA и AUc периодически изменяются во времени с частотой напряжения исВ случае, если время включения выключателя 2 в.такой степени велико, что может привести к уходу от момента времени точной синхронизации, то тогда возможно фиксирование момента включения с определенным опережением. Это достигается предварительным изменением уровней опорных напряжений, снимаемых с регулировочного трансформатора 5, посредством и змене- ния положения регулировочных органов

точника питания (синусоидальная функция Ю фаз. Так, например, если уровень опор- с постоянной составляющей). В момент вре-ного напряжения ияо установить несколько выше, а уровень опорного напряжения Uco соответственно несколько ниже, чем это показано на фиг. Зв, то момент

напряжение равно нулю (пересекает ось вре- включения наступает несколько рань- мени): разностное напряжение AUA О в мо-ще, чем tr (соответственно раньше и другие

мени, когда мгновенное значение напряжения источника питания равно соответствующему опорному напряжению, разностное

менты времени t, tj, t-ip ,..., разностное напряжение AUc О в моменты времени

t, tg, tio

Точная синхронизация и соответственно

допустимые и т.д.).

моменты включения

10

Переходный процесс, возникающий в обдопустимый момент включения наступают 20 мотке статора при включении, затухает гораздо быстрее, чем период питающего напряжения, принимая во внимание также, что включение производится при весьма малых частотах порядка долей или нескольтогда, когда мгновенное значение напряжения источника питания равно соответствующему опорному напряжению одновременно в двух фазах, т.е. когда одноврераздо быстрее, чем период питающего напряжения, принимая во внимание также, что включение производится при весьма малых частотах порядка долей или нескольменно выполняются условия AUA О, , ких герц. Поэтому временем переходного про- AUc 0. Это имеет место в моменты вре- цесса при включении можно пренебречь и мени t7, tio,... Суммарное напряжение Ue го не учитывать.

AUA + AUc также периодически изме-В качестве трансформатора 4, наприняется во времени с частотой напряжения мер, могут быть использованы однофаз- источника питания, достигая нулевого значе- ные измерительные трансформаторы напря- ния в моменты времени ty, ,.--, когда имеет зо ч обычно соединенные с шинами вы- место точная синхронизация (фиг. Зд) AUc 0; Uo iUA + AUc 0. Таким образом, в устройстве момент точной синхронизации, следовательно, момент включения может быть определен по

сокого напряжения; в качестве блоков 12 и 13 памяти уровня напряжения - конденсаторы и т.д.

Реализация устройства дает возможность

величине суммарного рнапряжения J, по ,5 полнить синхронный частотный пуск синх- вольтметру 16. Момент времени, когда пока- . машины с точной синхронизаци- зание вольтметра 16 станет равным нулю, является моментом точной синхронизации. В этот момент времени следует вручную

ей осей магнитных потоков статора и ротора непосредственно в момент включения.

Устройство может быть использовано при пуске как от синхронного генератора,

статора Ти нхронной маш йнь 1 к йсточнику 40 так и от тиристорного преобразователя

частоты. В последнем случае необходимо, чтобы сначала был запущен источник питания - тиристорный преобразователь частоты, а затем посредством предлагаемого устройства выполнено подключение источни1. llVrVl ., - 1 1Ж 4yilV Ly«.. UL/y-lJIjr IX LJ 1 1 Vr« 1AC

не возможно, так как частота напряжения ка питания к обмотке статора машины.

В результате использования устройства отпадает необходимость переработки запускаемых синхронных машин для установки на их валу вспомогательного асинхронномы е моме7тьГвключеТия 17 t,Z7., на тупают ™ двигателя для обеспечения синхрониза- также с этой частотой. Эта периодичность Ц синхронной машины с сетью. В ряде случаев такая переработка невозможна, например, в случае мощных генераторов электростанций. В связи с этим снижается стоимость оборудования.

Кроме того, при запуске синхронной машины исключается возможность обратного хода ротора в момент пуска, тем самым исключаются возможные ошибки, связанные с включением машины, при обратном чередовключить выключатель 2, подключив обмотку

питания, начав тем самым синхронный пуск машины, и одновременно отключить выключатели 17-19, отсоединив схему синхро.- низации от обмоток машины.

Выполнение этой операции вручную вполисточника питания, следовательно периодичность суммарного напряжения Uo непосредственно перед пуском весьма мала - порядка долей или единиц герц и допустипериодичностьневелика и вполне достаточна для того, чтобы оператор успел произвести включение.

В принципе возможно устройство выполнить полуавтоматическим, добавив его эле- 55 ментом, формирующим сигнал для коммутации выключателей 2, 17-19 в моменты . времени, когда суммарное напряжение и«г достигается нуля.

В случае, если время включения выключателя 2 в.такой степени велико, что может привести к уходу от момента времени точной синхронизации, то тогда возможно фиксирование момента включения с определенным опережением. Это достигается предварительным изменением уровней опорных напряжений, снимаемых с регулировочного трансформатора 5, посредством и змене- ния положения регулировочных органов

фаз. Так, например, если уровень опор- ного напряжения ияо установить нескольдопустимыеи т.д.).

моменты включения

10

Переходный процесс, возникающий в обмотке статора при включении, затухает гораздо быстрее, чем период питающего напряжения, принимая во внимание также, что включение производится при весьма малых частотах порядка долей или нескольмер, могут быть использованы однофаз- ные измерительные трансформаторы напря- ч обычно соединенные с шинами вы-

сокого напряжения; в качестве блоков 12 и 13 памяти уровня напряжения - конденсаторы и т.д.

ча, два блока памяти уровня напряжения, вход каждого из которых через соответствующий управляемый ключ связан с вторичной обмоткой одного из разделительных трансформаторов, первичная обмотка каждого разделительного трансформатора подключена к соответствующей фазе регулиро вочноф -трансформатора, первый выходной вывод первого блока памяти уровня напряжения соединен с началом второй фазы втовании фаз, в том числе при пробных включениях; однозначно визуально определяется направление вращения ротора; исключаются перенапряжения и повреждения изоляции обмотки ротора, вызванные толчком момента и «броском ротора в момент включения, тем самым повыщается надежность машины; обеспечивается плавное вхождение в синхронизм и плавное трогание с места при питании как от тиристорных преобразовате-.....- . -----лей частоты так и непосредственно от синх- 10 ричной обмотки трансформатора напряже- ронных генераторов.ния, конец которой соединен с вторым выходным выводом второго блока памяти уров- Формула изобретения напряжения, первым выходным выво„ь. s; «rг; ;г ят:го „ гТаГГ ; js

ны, содержащее возоуди ,5 -рансформатора напряжения, конец которой

immss

ровочный трансформатор, вход которого сое-третий вольтмеф dp F

динен с источником переменного нерегулируемой частоты и через первый размыкающий контакт с обмоткой якоря синхронной машины, два однофазных разделительных трансформатора, два управляемых клюфазе трансформатора напряжения, указанная связь первичной обмотки которого с ncj точником переменного тока регулируемой частоты организована через третий размыкающий выключатель.

ча, два блока памяти уровня напряжения, вход каждого из которых через соответствующий управляемый ключ связан с вторичной обмоткой одного из разделительных трансформаторов, первичная обмотка каждого разделительного трансформатора подключена к соответствующей фазе регулиро вочноф -трансформатора, первый выходной вывод первого блока памяти уровня напряжения соединен с началом второй фазы вто.....- . ----- ричной обмотки трансформатора напряже- ния, конец которой соединен с вторым вытретий вольтмеф dp F

фазе трансформатора напряжения, указанная связь первичной обмотки которого с ncj точником переменного тока регулируемой частоты организована через третий размыкающий выключатель.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является упрощение. Указанная цель достигается тем, что в устройство для пуска синхронной машины введены регулировочный трансформатор 5, размыкающие выключатели 17-19, разделительные трансформаторы 6 и 7, управляемые ключи 10 и 11, блоки 12 и 13 памяти уровней напряжений, вольтметры 14 и 16, фильтр 8 верхних частот и нуль-орган 9. С помощью фильтра 8 и нуль-органа 9 определяется положение ротора синхронной машины 1. Это положение фиксируется мгновенными напряжениями двух фаз обмоток статора, изменяется трансформатором 4 напряжения в момент равенства кулю наведенного в роторе напряжения и запоминается в блоках памяти. Момент времени синхронного включения синхронной машины наступает периодически с низкой частотой, когда мгновенные значения текущего напряжения источника питания становятся равными зафиксированным опорным измерительным напряжением в двух фазах регулировочного трансформатора 5, что определяется по вольтметру 16. Когда его показание равно О, оператор включает выключатель 2. В таком устройстве отпадает необходимость в установке на вал синхронной машины вспомогательного асинхронного двигателя. 3 ил. § (Л

1 Us, и,

юсх

:хл:

и

А1 Uej