Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины Советский патент 1990 года по МПК H02P1/50 

системы управления 2 преобразователем 1 , Управление ключами 24-26 осуишствляется блоком 10 коммутации, соедниеиньгм с выходом блока 9 поиска режима, вкоды которого подключены к датчикам 8 и 11 напряжения обмотки возбуждения 16 и цепи статора и к

датчику положения 27 выключателя 28 синхронной машины 17. Преобразователь при пуске работает в инверторном ре-- жиме, а в синхронном режиме - вы- прямителем. Гашение поля статора до- стигается реверсом обмотки возбужде- ния. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности устройства путем увеличения эффективности питания поля статора синхронной машины при исчезновении напряжения питания. Для этого в устройстве для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины вентили однофазного мостового выпрямителя 3 выполнены управляемыми. Последовательно с вентилями анодной группы включены датчики тока 20 и 21, выходами соединенные с блоком 9 поиска режима. Управляющие цепи вентилей через ключи 24 и 25 подключены к источнику 4 сигнала управления, а регулятор тока 7 через ключ 26 - к входу системы управления 2 преобразователем 1. Управление ключами 24-26 осуществляется блоком коммутации 10, соединенным с выходом блока 9 поиска режима, входы которого подключены к датчикам 8 и 11 напряжения обмотки возбуждения 16 и цепи статора и к датчику положения 27 выключателя 28 синхронной машины 17. Преобразователь при пуске работает в инверторном режиме, а в синхронном режиме - выпрямителем. Гашение поля статора достигается реверсом обмотки возбуждения. 1 ил.

Изобретение относится к электротех- нике и может быть использовано в сие- темах возбуждения для электричес1сих машин о

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных показате/ ей и повышение .надежности в режиме санозапуска путем увеличения зтЬФективности гашения поля статора синхронной мапшны при исчезновении напряжения питания.

На чертеже приведена блок-схема

устройства ддя асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины.

Устройство содержит т-Фазный управляемый преобразователь I , систему 2 управления, однофазный управляемый мостовой выпрямитель 3 с источником 4 управляющего напряжения, дроссель 5, датчик 6 тока, регулятор 7 тока, датчик 8 на пряжения обмотки возбулодения, блок 9 поиска режима, блок 10 коммутации, датчик 11 напряжения цепи статора 11, Выход т Фазно- го управляемого преобразователя J соединен с выходом однофазного мостового, управляемого выпрямитапя 3 через дроссель 5 и датчик 6 тока, причем катодная группа 12 вентилей выпрямителя 3 соединена с анодной группой

13преобразователя 1 , а анодная группа 14 выпрямителя 3 соединена с катод ной группой 15 преобразователя 1, выв.ды обмотки 16 возбуждения синхронпой машины 17 соединены с датчиком 8 на- пр яжения возбуждения и входом однофазного выпрямителя 3. Последовательно, с вентилями 18 и 19 анодной группы

14включены дополнительные датчики 20 и 21 тока, три входа блока 9 поиска режима соединен)ы с выходами датчика

1J напряжения цепи статора синхронной машины 17 и датчи ков 20 и 21 тока. Мостовой выпрямитель 3 состоит из управляемых вентилей 18 и 19, 22 и 23.

0

5

, S

0

5

0

5

Управлякяцие цепи вентилей 18 и 22 однофазного выпрямителя 3 подключены к источнику 4 управляющего напряжения через первый ключ 24, а управляющие цепи вентилей 19 и 23 однофазного выпрямителя 3 подключены к источнику 4 управляющего напряжения чер.ез второй ключ 25. Выход регулятора 7 тока соединен с первым входом системы 2 управления через третий ключ 26, управ- ляюище входы ключей 24-26 соединены с выходами блока 10 коммутации. Второй вход системы 2 управления т-фаз- ного преобр азователя 1 соединен с первым выходом блока 9 поиска режима, второй выход которого подключен к входу блока 10 коммутации, четвертый и пятый входы блока 9 поиска режима соединены с датчиком 11 напряжения цепи статора и датчиком 27 доложения выключателя 28 .синхронной машины..

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии при отключенном выключателе, 28 статора 17 синхронной машины, следовательно, при отсутствии (игналов с выхода датчика 8 .напряжения, датчика 27 и датчика 1I напряжения статора, блок 9 поиска релсима формирует выходные сигналы,

поступающие на входы 2 системы управления т-фазного преобразователя 1 и на комг-тутатор 10. Все ключи 24-26 коммутатора 10 соответствуют замкнутому состоянию. Цепи управления вентилей 18, 22 и 19, 23 соединень с источником управляющего напряжения 4, выход 7 регулятора тока соединен с входом системы 2 управления. Одно- Фазный управляемый выпрямитель подготовлен к работе с нулевым углом зажигания, т.е. к работе в режиме диодного выпрямителя. На вход системы 2 управления с выхода блока поиска режима поступает сигнал, разреша(оиий формирование импульсов, соответствующих работе т-Лазного преоб- . разователя 1 в инверторром режиме.

При подаче на статор питающего напряжения для асинхронного пуска наведенный ток частоты скольжения в обмотке 16 возбуждения выпрямляется однофазным выпрямителем 3, обеспечивая надежную работу т-фазного .преобразователя I в режиме инвертора во всем диапазоне частоты скольжения. Энергия обмотки 16 возбуждения передается через выпрямитель 3 и преобразователь 1 в питающую сеть. Дроссель 5 обеспечивает непрерывность тока преобразователя I на время коммутации выпр ямителя 3. Начальная установка угла зажигания cиcтe я 2 управления прео.бразователя 1 выбирается, как правило, близкой к 90 зл, град (угол отсчитывается от точки естественного зажигания венти лей) .

При протекании тока в преобразователе 1 с датчиком 6 тока через регулятор 7 тока и третий ключ 26 блока 10 коммутации на вход системы 2 управления поступает сигнал, суммирующийся с сигналом блока 9 поиска режима таким образом, чтобы угол зажигания сдвигался в сторону пределных углов устойчивой работы преобразователя 1 в режиме инвертора. Таким образом осуществляется автоматическое изменение угла зажигания тиристоров преобразователя 1 от предельных в начале пуска до углов, близких к 90 эл.град в конце пуска, что эквивалентно 1 введению в цепь обмотки 16 возбуждения регулируемого пускового сопротивления от большой кратности до нулевой в процессе асинхронного пуска. Выбором коэффициента передачи регулятора 7 тока осуществляется наиболее оптимальный закон ре- гулирования угла зажигания вентилей преобразователя 1 для обеспечения наибольшего среднего асинхронного момента, обусловленного обмоткой. 16 возбуждения при асинхронном пуске синхронного двигателя.

С выхода датчика 8 напряжения возбуждения на вход блока 9 поиска режима поступает напряжение частоты скольжения, которое измеряется бло- ком 9 поиска режима. При достижении заданной частоты подсинхронньш блок 9 поиска режима выдает сигнал на

0

0

5

вход блока 10 коммутации, под действием которого первый 24 и третий 26 ключи блока 10 коммутации размыкаются, отключая цепь управления вентилей 18 и 22 однофазного выпрямителя 3 от источника 4 управляющего напряжения и выход регулятора 7 тока от входа системы 2 управления. Вентили 18 и 22 закрываются, блок 9 поиска режима, получив подтверждение о закрытии вентилей 18 и 22 с датчика 20 нулевого тока, подает сигнал на вход системы 2 управления о переводе пре- с образователя 1 в выпрямительный режим, синхронная машина втягивается в синхронизм. Ток врзбуждения от катодной группы 15 вентилей преобразователя 1 протекает по вентилю 19, обмотке возбуждения (от вывода Б к выводу А) , вентилю 23 к анодной группе 13 вентилей преобразователя 1 (на чертеже обозначено +1.

При выпадении синхронной машины из синхронизма наведенная ЭДС частоты скольжения в обмотке 16 возбуждения превьшает напряжение питания преобразователя 1, последний запирается, блок 9 поиска режима получает сигнал с датчика 8 напряжения и через блок 10 коммутации подключает цепи управления вентилей 18 и 22 выпрямителя 3 к источнику 4 управляющего напряжения (первый ключ 24 блока 10 коммутации) и выход регулятора 7 тока на вход системы 2 управления (третий ключ 26 блока 10 коммутации). Кроме того, блок 9 поиска режима, воздействуя на вход системы 2 управления, переводит преобразователь 1 в инверторный режим. При уменьшении частоты скольжения до заданного значения ресинхронизация осуществляется аналогично режиму асинхронного пуска.

При остановке синхронной машины датчик 27 положения выключателя 28 дает сигнал на вход блока 9 поиска режима, который, воздействуя на вход блока 10 коммутации, подключает вход системы 2 управления к выходу 7 регулятора тока (третий выход, 26 блока 10 коммутации) , и, воздействуя на вход системы 2 управления, переводит преобразователь 1 в инверторный режим, осуществляя гашение поля возбуждения. Ток замыкается от первого вывода А обмотки 16 возбузкде- ния через вентиль 23 выпрямителя 3.

0

5

0

5

С

5

ггреобразователь I, вентиль 9 выпрямителя 3 к второму выводу Б обмотки 16 возбуждения. Если синхронная.машина имеет массивнЕле полн Са или мош- иую демпсЬерную клетку, то напряжение на обмотке статора двигателя не соответствует току возбуждения, т.е. при нулевом токе возбуждения напряжение на статоре не равно нулю за счет сво- Йодных токов демпферных контуров, В этом случае бпок 9 поиска режима, получай информацию с выхода датчика I} напряжения статора и с выхода датчика 21 нулевого тока, воздействует на вход блока 10 коммутшдии, который- отключает цепи управления вентилей 19 н 23 выпрямителя: 3 от источника 4 управляющего напр яжения вторым ключом 25 и подключает цепи управле- ния вентилей 18 и 2.2 вы лрямителя 3 К источнику 4 управляющего напряжения первым ключом 24, Одновременно блок 9 поиска .режима дает сигнал на вход системы 2 управления., :переводл . пре- образователь 1 в выпрямительный режим. Ток в обмотке 16 возбуждения меняет знак, протекая от второго вывода Б через вентиль 22, выпрямитехгя 3, преобразователь 1., .вентиль 18 выпрямителя 3 к первому выводу А, При достижении напряжения статора заданного минимального значения блок 9 поиска режима, получая сигнал с выхода датчика 11 напряжения, переводит преобразователь 1 в инверторный режим, воздействуя на вход системы 2 управления. Осуществляется гашение отрицательного тока в обмотке 16 возбуждения и при получении сигнала с выхода датчика 20 тока блок 9 поиска режима подключает через блок 10 коммутации цепи управления вентилей 19 и 23 выпрямителя 3 (второй ключ 25 блока 10 коммутации) к источнику 4 управляющего напряжения: з а также выход регулятора 7 тока на вход системы 2 управления преобразователя 1, чем осуществляется возврат устройства в исходное состояние.

1

Достигается упропхение и снижение массогабаритных показателей. Некоторое усложнение однойзазного выпрямителя (применение управляемых вентиле вместо неуправляемых вентилей вместо неуправляемых) позволяет обеспечить эффективное гащение поля статора реверсом тока возбуждения, что особенно важно в режимах самозапуска мощных синхронных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для асинхронного пуска и ресинхронизации синхронной машины, содержащее га-Фазный управляемый преобразователь, систему управления, выходом подключенную к управляющему входу указанного преобразователя, однофазный мостовой выпрямитель с выходными выводами для подключения к разноименным выходным выводам упомянутого преобразователя через датчик тока и дроссель и с выводами обмотки возбуждения и датчика напряжения обмотки возбуждения, регулятор тока, вход которого соединен с выходом датчика тока, блок, поиска режима с тремя входами и двумя выходами, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения обмотки возбуждения, а первый выход - к одному из входов системы управления, о т л и-- чающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повьппения надежности в режиме самозапуска путем увеличения эффективности гашения поля статора синхронной машины при перерывах П итания вентили однофазного -мостового выпрямителя выполнены управляемыми, введены два дополнительных датчика тока,- второй датчик напряжения для включения в цепь статора синхронной машины датчик положения выключателя синхронной машины, источник управляющего напряжения, три замыкающих управляемых ключа, блок коммутации, входом подключенный к второму выходу блока поиска режима, второй и третий входы которого соединены с выходами дополнительных датчиков тока, включенные последовательно с управляемыми выпрямителями анодной группы однофазного мостового выпрямителя, управляющие электроды вентилей разноименных груп которого попарно объединены и под- ключённы -через первый и второй замыкающие ключи к йыводам источника управляющего сигнала, управляющие входы упомянутых замыкающих ключей и управляющий вход третьего замыкающего ключа, включенного между выхо дом регулятора тока и вторым входом системы управления, подключены к вы 1594670. О

.ходам блока коммутации, блок поиска ветственно датчика напряжения стато- режима снабжен четвертым и пятым вхо- ра и датчика положения выключателя дами для подключения к выходам соот- синхронной машины.