Способ пуска синхронной машины Советский патент 1992 года по МПК H02P1/50 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам пуска синхронных машин, и может быть использовано для пуска газотурбинных установок, турбогенераторов, синхронных компенсаторов и др,

Известен способ пуска синхронной машины, предусматривающий подключение обмотки якоря синхронной машины к преобразователю частоты, управляемому от датчика положения ротора. Одна ко установка датчика положения ротора на находящуюся в эксплуатации машину не всегда возможна

Наиболее близким по технической сущ- ности к изобретению является способ пуска синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, и с однофазной обмоткой

индуктора, при котором поочередно подают опросные импульсы тока на пары фаз обмотки якоря путем поочередного включения соответствующих групп вентилей преобразователя частоты, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора при каждом опросном импульсе, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимо включить первой для создания максимального пускового момента, с последующим включением ее.

При полностью исправном преобразователе частоты такой способ обеспечивает пуск синхронной машины в строго заданном направлении. Однако, если управляемость хотя бы одного из вентилей преобразователя частоты нарушена, пуск может сопровождаться колебаниями частоты вращения, изменением направления

-VI

СЛ vj

О VI CJ

вращения и в «тоге окажется неуспешным. Эти снижает надежность.

Цель изобретения - повышение надежности пуска синхронных машин путем исключения колебаний частоты вращения и изменения направления вращения.

Поставленная цель достигается тем, что при пуске синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преоб- разователю частоты, и с однофазной обмоткой индуктора, по способу, при котором поочередно подают опросные импульсы тока на пары фаз обмотки якоря путем поочередного включения соответствующих групп вентилей преобразователя частоты, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора при каждом опросном импульсе, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимо включить первой для создания максимального пускового момента, с последующим включением ее, при каждом опросном импульсе определяют амплитуду тока в фазах обмотки якоря, по величине которых судят об управляемости групп вентилей преобразователя, И после установления управляемости всех групп вентилей осуществляют упомянутое включение указанной группы вентилей.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ пуска; на фиг,2 временные диаграммы его работы.

Синхронная машина содержит якорную обмотку 1 и обмотку 2 индуктора. Якорная обмотка подключена к преобразователю частоты, состоящему из управляемого выпрямителя 3, сглаживающего реактора в звене 4 постоянного тока и зависимого инвертора 5. К обмотке 2 индуктора подключен управляемый вЬзбудитель б и датчик напряжения 7. Система 8 импульсно-фазового управления управляемого выпрямителя 3 формирует импульсы управления Для йентилей управляемого выпрямителя 3, а система 9 импульсно-фазового управления зависимого инвертора 5 формирует импульсы управления для вентилей зависимого инвертора 5, Напряжения синхронизации в системы управления поступают от датчиков 10 и 11 напряжений синхронизации соответственно выпрямителя и инвертора Выпрямленный ток в звене постоянного тока поддерживается регулятором 12 тока, на вход которого поступает сигнал разбаланса по току с выхода сумматора 13. Сигнал обратной связи по току поступает на вход сумматора 13 отдатчика выпрямленного тока Задание по току Формирует регулятор 15 скорости, на которого поступает сигнал разбаланса по скорости с выхода сумматора 16. Сигнал обратной связи по скорости поступает на один из входов сумматора 16 отдатчика 17 скорости. На другой входсумматора 16 поступает сигнал задания по скорости. Сигнал задания по току формируется регулятором 15 скорости с ограничением на уровне, соответствующем номинальному току преобразователя частоты.

0 Управляемый выпрямитель 3 может работать в режиме регулирования выпрямленного тока либо в предельном инверторном режиме, переход в который производится сигналом, вырабатываемым логическим

5 элементом 18, реализующим логическую функцию И. На первый вход логического элемента 18 И поступает сигнал Разгон, на второй - сигнал с выхода генератора 19, вырабатывающего на время формирования

0 опросных импульсов тока сигналы перевода управляемого выпрямителя 3 из инвертор- ного режима в режим регулирования выпрямленного тока. Генератор 19 имеет два входа запуска, объединенных по схеме ло5 гического ИЛИ, на первый из которых по ступает сигнал Пуск, а на второй - сигнал Конец опроса. Выход генератора 19 соединен также со входом генератора 20 строб- импулъса. Первый вход компаратора 21

0 соединен с выходом датчика 7 напряжения возбуждения, а второй - с выходом задатчи- ка 22 порогового напряжения Uo. Прямой выход компаратора 21 соединен с первым S-входом R S -триггера 23, второй S - вход

5 триггера 23 соединен с выходом генератора 20. Инверсный выход компаратора 21 соединен с первым S-входом RS-триггера 24. Второй S - вход триггера 24 соединен с выходом генератора 20, а третий - с выходом

0 триггера 23. Выход триггера 24 соединен со вторым входом генератора 19, а также с выходом Конец опроса. Выходы датчика 25 тока и цепи переменного тока зависимого инвертора 5 соединены с первыми входами

5 шести компараторов 26, вторые входы которых соединены с выходами задатчика 27 напряжения уставки по току 10. Выходы компараторов 26 соединены с информационными входами регистра 28, вход обнуления

0 которого соединен со входом Пуск. Выходы регистра 28 соединены со входами шес- тивходового логического элемента 29, реализующего логическую функцию ИЛИ. Выход логического элемента 29 ИЛИ сое5 динен с инверсными R-входами триггеров 23 и 24.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналы Пуск и Разгон равны логической 1 (см. фиг 2, кривые 1,13), ток возбуждения равен нулю. Тогда на выходах генератора 19 и логического элемента 18 И (см. фиг.2, кривая 7) сигналы равны логической 1, и управляемый выпрямитель 3 работает в инверторном режиме. Токи в звене 4 постоянного токи и в выходной цепи переменного тока зависимого инвертора 5 отсутствуют (см. фиг.2, кривые 4,5,6). Регистр 28 обнулен, поэтому на выходе логического элемента 29 И сиг- нал равен логическому 0 (см. фиг.2, кривая 8), триггеры 23 и 24 также обнулены (см. фиг.2, кривые 11.12).

При подаче извне команды Пуск (см. фиг.2, кривая 1) снимается обнуляющий сиг- нал со входа обнуления регистра 28, а генератор 19 формирует пачку импульсов (см. фиг.2, кривая 2), каждый из которых является командой на перевод управляемого выпрямителя 3 из инверторного режима в вы прямительный режим работы. По фронту этих импульсов, поступающих с вывода логического элемента 18 ИЛИ на вход смете мы 9 импульсно-фазового управления инвертора 5, происходит поочередное включение соответствующих групп вентилей зависимого инвертора 5. Поскольку ротор синхронной машины еще неподвижен, сигнал обратной связи по скорости равен нулю, поэтому регулятор 15 скорости фор- мирует максимальный сигнал задания п р току , определяемый его уставкой ограничения . Каждому импульсу генератора 19 COOT- ветствует импульс выпрямленного тока трапецеидальной формы в звене 4 постоян- ного тока, импульсы тока в парах фаз обмотки якоря синхронной машины (см. фиг.2, кривые 4,5) и импульсы напряжения, наведенного в обмотке индуктора (см. фиг.2, кри- вая 9). Импульсы тока, протекающие в фазах обмотки якоря синхронной машины, поступают через датчик 25 тока на входы компа- раторов 26, Компараторы 26 фактически измеряют опросные импульсы тока путем сравнения их величины с пороговым значё- нием, определяемым задатчиком 27. Поочередное появление на входах всех компараторов 26 сигналов, превышающих пороговое значение, свидетельствует о на- личииуправляемости всех вентилей завмси- мого инвертора 5. При наличии проводимости во всех вентилях зависимого инвертора 5 в течение пяти опросных им- пульсов во все шесть разрядов регистра 28 будут записаны сигналы логической 1, и на выходе логической схемы совпадения 19 появится сигнал логической 1 (см. фиг.2, кривая 8). Обнуляющий сигнал с R- входов триггеров 23,24 снимается/и у Этих триггеров появляется возможность воспринимать

через S -входы сигналы компаратора 21, Компаратор 21 фиксирует полярность импульсов напряжения, наведенного в обмотке индуктора 2 (см. фиг.2, кривые 9,10). Генератор 20 формирует пачку строб-импульсов (см. фиг.2, кривая 3). Триггер 23 переключается при появлении на фиксированном генераторе 20 интервала импульса напряжения, превышающего по величине пороговое напряжение компаратора 21, задаваемого задатчиком 22 напряжения. Триггер 24 переключается, если триггер 23 уже переключился и на фиксированном генератором 20 интервале появляется импульс напряжения, не превышающий по величине пороговогочмапряжения компаратора 21 (см. фиг.2, кривые 11,12). Переключение триггера 24 вызывает прекращение работы генератора 19, при этом формируется сигнал Конец опроса (см. фиг. 2, кривая 12).

Этот сигнал служит командой для управляемого возбудителя 6 установить нужное значение тока возбуждения. После этого может быть подана команда Разгон (см. фиг.2, кривай 13).

Таким образом, пуск проводят только при наличии управляемости всех групп вен- тилей зависимого инвертора 5. Именно это позволяет получить нЪаый положительный эффект и повысить надёжность пуска синхронной маш ины. Аналогичная система контроля управляемости может быть применена и в управляемом выпрямителе 3,

с , i

Формула изобре тения

Способ пуска синх ронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, и однофазной обмоткой индуктора, при котором поочередно подают опросные импульсы тока на пары фаз обмотки якоря путем поочередного включения соответствующих групп .вентилей преобразователя частоты, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора при каждом опросном импульсё, определяют группу вентилей преобразовзтеля часто- ты, которую необходимо включить первой для создания максимального пускового момента с последующим включением ее, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности пуска машины путем исключения колебаний частоты вращения и изменения направления вращения при пуске, при каждом опросном импульсе дополнительно измеряют амплитуду опросных импульсов тока в фазах обмотки якоря, по величине которых судят об управляемости

групп вентилей преобразователи, и после установления управляемости всех групп

вентилей осуществляют включение указанной группы вентилей.

Использование: осуществление Пуска газотурбинных установок, турбогенераторов синхронных компенсаторов. Сущность изобретения: на пары фаз обмотки якоря путем поочередного включения соответствующих групп вентилей преобразователя частоты подают опросные импулъсы, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора. При каждом опросном импульсе определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимо включить первой для создания максимального пускового момента, дополнительно измеряют амплитуду опросных импульсов тока в фазах обмотки якоря, по величине которых судятобуправляемостигрупп вентилей преобразователя, и после установления управляемости всех групп вентилей осуществляют включение указанной группы вентилей. 2 ил. со С

Ю Cemi