Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины Советский патент 1989 года по МПК H02P1/50 

вход которого подается сигнал с вы- гивания двигателя в синхронизм.1 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем устранения необходимости переключения тиристоров выпрямителя и инвертора с частотой тока возбуждения и уменьшение времени пуска путем увеличения среднего асинхронного момента. С этой целью в устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины введены однофазный мостовой выпрямитель 5, вход которого соединен с выходом управляемого M -фазного мостового выпрямителя 1. Катодный выход выпрямителя 5 соединен с анодным входом управляемого M-фазного инвертора 3 через введенный дроссель 6. Катодный вход инвертора 3 связан через введенный дроссель 7 и датчик 9 тока с анодным выходом выпрямителя 5. К выходу выпрямителя подключен датчик 8 напряжения возбуждения и выводы обмотки 12 возбуждения. Выходы датчиков 8 и 9 соединены с соответствующими входами блока 11 поиска режима, выходами соединенного с входами систем 2, 4 управления выпрямителем 1 и инвертором 3. К входу системы 4 подключен выход регулятора 10 тока, на вход которого подается сигнал с выхода датчика 9. Регулирование асинхронного момента в асинхронном пуске осуществляется регулированием с помощью регулятора 10 угла управления инвертора 3. Выбором коэффициента передачи регулятора 10 осуществляется наиболее оптимальный закон регулирования угла управления инвертора 3. При достижении частоты скольжения, измеренной блоком 11, значения подсинхронной скорости по выходным сигналам блока 11 блокируется система 4, инвертор 3 закрывается, а система 2 подает сигнал, разрешающий формирование импульсов управления на выпрямитель 1. Выпрямитель 1 обеспечивает необходимый ток возбуждения для втягивания двигателя в синхронизм. 1 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах возбуждения для электрических машин, преимущественно для мощных синхронных двигателей.

Цель изобретения - повышение надежности путем устранения необходимости переключения тиристоров выпрямителя и инвертора с частотой тока возбуждения и уменьшение времени пуска путем увеличения среднего асинхронного момента.

На чертеже приведена.блок-схема устройства для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины.

Устройство содержит m-фазный управляемый выпрямитель I системой 2 управления, m-фазный управляемый мостовой инвертор 3 с системой 4 управления, однофазный мостовой выпрямитель 5, два дросселя 6 и 7, датчик 8 напряжения возбуждения, датчик 9 тока, регулятор 10 тока, блок 11 поис- ка режима.

-Выход выпрямителя 1 соединен с обмоткой 12 возбуждения синхронного двигателя (не показан), которая соединена также с входом однофазного мостового выпрямителя 5 и датчиком 8 напряжения возбуждения. Катодная группа вентилей 13 выпрямителя 5 соединена с анодной группой тиристоров 14 мостового инвертора 3 через дроссель 6. Анодная группа вентилей 15 однофазного мостового выпрямителя 5

соединена с катодной группой тиристоров 16 мостового инвертора 3 через дроссель 7.

Входы блока 11 поиска режима соединены с выходом датчика 9 тока и с

выходом датчика 8 напряжения возбуждения, выходы блока 11 поиска режима соединены с входом системы 2 управления и с входом системы 4 управления. Выход датчика 9 тока включен на вход

регулятора 10 тока, выход которого соединен с входом системы 4 управления. Вход блока 11 поиска режима может быть соединен также с выходом датчика 17 положения выключателя статора синхронного двигателя (не показан) .

В исходном состоянии при отключенном выключателе статора синхронного

двигателя, а следовательно, отсутствии сигналов на выходах датчика 8 напряжения , датчика 9 тока и датчика 17 положения блок 11 поиска режима формирует выходные сигналы, поступающие на входы систем 2 и 4 управления. Причем на вход системы 2 управления поступает сигнал, запрещающий формирование импульсов управления на ти- ристоры выпрямителя 1, а на вход сие1 темы 4 управления поступает сигнал, разрешающий формирование импульсов управления на тиристоры инвертора 3, обеспечивая готовность егр работы для пуска синхронного двигателя.

При подаче питания на статор синхронного двигателя при асинхронном Ј пуске наводится ток частоты скольжения в обмотке 12 возбуждения выпрямителем 5, чем обеспечивается надежная работа инвертора 3 не только на под- синхронной скорости ротора, но и при скольжениях ротора синхронного двигателя, близких к единице. Ток, наведенный в обмотке 12 возбуждения, протекает через вентили i 3 выпрямителя 5, дроссель 6, тиристоры 14 инвертора 3, питающую сеть (U), тиристоры 16 инвертора 3, дроссель 7, датчик 9 тока, вентили 15 выпрямителя 5. Таким образом, энергия обмотки 12 возбуждения передается через выпрямитель 5 и инвертор 3 в питающую сеть (U).

Система 2 управления выпрямителя 1 заблокирована сигналом с выхода блока

I1 поиска режима и выпрямитель 1 не ра- .ботает.Дроссели 6 и 7 обеспечивают непрерывность тока инвертора 3 на период коммутации вентилей 13 и 15 выпрямителя 5 для устойчивой работы тиристоров 14 и 16 инвертора 3.

Начальная установка угла управления системы 4 управления инвертора 3 выбирается, как правило, близкой к 90 эл.град. (угол отсчитывается от точки естественного зажигания тиристоров). При протекании тока в выпрямителе 5 и инверторе 3 с датчика 9 тока через регулятор 10 тока на вход системы 4 управления поступает сигнал, суммирующийся с сигналом блока

IIпоиска режима так, чтобы угол управления сдвигался в сторону предельных углов устойчивой работы инвертора 3.

Таким образом осуществляется авто- матическое изменение угла управления инвертора 3 от предельных углов в начале пуска до углов, близких к 90 эл, град., в конце пуска. Работа инвертора 3 с углом управления, равным 90 эл. град., эквивалентна замыканию обмотки 12 возбуждения накоротко, т.е. пуску синхронного двигателя с нулевым сопротивлением в цепи об- ,

0

5

0

5

0

5

0

5

мотки возбуждения, а увеличение угла управления инвертора 3 эквивалентно введению дополнительного сопротивления в цепь возбуждения. Выбором коэффициента передачи регулятора 10 тока осуществляется наиболее оптимальный закон регулирования угла управления тиристоров инвертора 3 для обеспечения наибольшего среднего асинхронного момента, обусловленного обмоткой 12 возбуждения, при асинхронном пуске.

С выхода датчика 8 напряжения возбуждения на вход блока 11 поиска режима поступает напряжение частоты скольжения, которое измеряется блоком 11 поиска режима. При достижении частотой скольжения заданной подсинхрон- ной величины блок 11 поиска режима подает на вход системы 4 управления сигнал, запрещающий формирование импульсов на тиристоры 14 и 16 инвертора 3, а на вход системы 2 управления - сигнал, разрешающий формирование импульсов управления на тиристоры выпрямителя 1 .

В результате связь цепи обмотки 12 возбуждения с питающей сетью через инвертор 3 разрывается, необходимый для синхронизации синхронного двигателя постоянный ток от питающей сети через выпрямитель 1 поступает непосредственно к обмотке 12 возбуждения.

В случае выпадения синхронного двигателя из синхронизма наведенная ЭДС частоты скольжения в обмотке 12 возбуждения превышает напряжение пи- тающей сети, выпрямитель 1 запирается, блок 11 поиска режима получает сигнал с датчика 8 напряжения и через систему 4 управления формирует импульсы управления на тиристоры 14 и 16, вводя в рабочий режим инвертор 3, а также дает сигнал на блокирование импульсов управления в системе 2 управления. При уменьшении частоты скольжения ротора до заданного значения ресинхронизация осуществляется аналогично режиму асинхронного пуска.

Описанное устройство позволяет обеспечить надежный асинхронный пуск и ресинхронизацию, сокращает время пуска за счет повышения среднего асинхронного момента, что особенно важно для мощных синхронных двигателей, когда неуспешный пуск или ресинхронизация двигателя приводят к значительному экономическому ущербу.

Формула изобретения

Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины, содержащее m-фазный управляемый мостовой выпрямитель, управляемый т-фаз ный мостовой инвертор, две системы управления, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами упомянутых выпрямителя и инвертора, одноименные входы управляемых вы прямителя и инвертора объединены и снабжены выводами для подключения к одноименным фазам питающей сети, выходы управляемого выпрямителя снабже ны выводами для подключения к соответствующим выводам обмотки возбуж дения синхронной машины и датчика на пряжения возбуждения, датчик тока, блок поиска режима, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения возбуждения, а выходы :

с входами систем управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем устра- ,- нения необходимости переключения тиристоров выпрямителя и инвертора с частотой тока возбуждения и уменьшения времени пуска путем увеличения среднего асинхронного момента, введе10 ны однофазный мостовой выпрямитель, два дросселя, регулятор тока, входные выводы однофазного мостового выпрямителя соединены с выходными выводами m-фазного управляемого мостово- 15 го выпрямителя, катодный выход однофазного мостового выпрямителя через один дроссель соединен с анодным входом m-фазного управляемого мостового инвертора, катодный вход которого че20 рез второй дроссель и датчик тока соединен с анодным выходом однофазного мостового выпрямителя, выход датчика тока подключен к входу регулятора тока, выходом соединенного с

25 входом системы управления упомянутого инвертора.