Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности Советский патент 1993 года по МПК H02P3/22 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для- оптимизации режимов системы электроснабжения при пусках мощных электродвигателей в сетях соизмеримой мощности.

Известно техническое решение, в котором Для исключения провалов напряжения на шинах подключения двигателя и регулирования электромагнитного момента при его пуске конденсаторная батарея (КБ) включается последовательно в цепь двигателя на время пуска, а по его завершении шунтируется выключателем. Недостатком такого решения является неиспользование КБ в номинальных рабочих режимах, что существенно ухудшает технические и экономические характеристики системы электроснабжения (СЭ).

Известно также техническое решение для улучшения пусковых режимов двигате- .ля, в котором используется переключаемая шунтовая КБ, состоящая из двух групп форсировочной и не отключаемой в нормальном режиме. При пусках здесь обеспечивается требуемое качество напряжения, однако наиболее мощная форсировочная часть КБ не используется в нормальных режимах работы СЭ.

Известен также способ пуска электродвигателя, при котором на время пуска дви-. гателя шунтовая КБ переключается в установку продольной компенсации, а после завершения пуска снова переключается в шунтовую КБ, при этом для преодолевания момента трогания используется энергия заряда конденсаторов. Такое техническое решение позволяет исключить провалы напряжения при пуске двигателя и осуществить регулирование пусковой мощности. Существенным недостатком его является наличие возмущений в сети, вызванных переключением заряженных в процессе пуска двигателя конденсаторов из батареи проvj ю

4 00

дольной компенсации в батарею поперечной компенсации.

Целью изобретения является увеличение срока службы конденсаторов, уменьшение коммутационных перенапряжений в сети и повышение быстродействия за счет мягкого с минимальными токами переключения заряженных в процессе разгона двигателя конденсаторов в батарею поперечной компенсации., . ;.

По сУа влеШая цель доЬтигается тем, что после разгониД. ключают конденсаторную батарею продольной компенсации в момент достижения напряжения на конденсаторе первой фазы амплитудного положительного значения/измеряют остаточное напряжение на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на ука- занном конденсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсатор в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 эл, град,, а при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент перехода напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (0 эл. град.)..

Нафиг.1 представлен процесс отключения трехфазной конденсаторной батареи после разгона двигателя. Напряжение на конденсаторе в каждой фазо КБ отстает от протекающего по нему тока на угол 90 эл. град., поэтому в момент прохождения тока через нуль напряжение на конденсаторе этой фазы имеет максимальное значение. Отключение КБ продольной компенсации происходит путем одновременного снятия .управляющих импульсов (момент времени to по фиг. 1} в результате естественной ком- мутации тиристоров выключателя. Причем в разных фазах момент естественной коммутации (прохождение тока через нуль) неодинаков: для фазы А это время ц (фиг.1), для других фаз В и С - это t2. После погасания вентиля в первой фазе А отключение продолжается в двухфазном режиме, при этом ток в фазе С является зеркальным отражением тока в фазе В, отключение тока в тири сторах фаз В и С происходит одновременно в момент времени t2. В момент погасания вентиля в первой фазе мгновенное значение напряжения на конденсаторах фаз В и С составит - 0,5 U K Фтах- В интервале времени ti t ta на линейное напряжение

UBC наряду с другими элементами будет подключена цепочка из двух последовательно соединенных конденсаторов фаз В и С - в результате ток на этом временном интервале будет определяться:

UBCmax

IKB

2ХК

С050И ,

, JJBOnax cos2Xk

а напряжение на конденсаторах 1 , 2.(ч)

1квСК+икв,.

1 , t2-И

UKc lxcdt + икс.

В момент прохождения тока 1кв и кс через нуль (t2) напряжение составит:

Л/2

1)КВоU

кл max

Г cosw.tdt -0,5 U кФ

2 о UKnmax - Уцфтах 1

max

. t

- - - у --- - U кФтах «0,366 UКФmax, (3)

UKCO . jJ2os ю tdt Mjcfcjagt :

.. ,.

--2- кФ max -к

: (з)

Продолжительность второго интервала составит At2 t2 - ti 90 эл. градусов, а всего процесса отключения At Д ti + Д t2 t2 - to не более (60+90) 150 эл. градусов;:

В результате на конденсаторах будет остаточное напряжение в трех фазах, разное по величине.

В таблице приведены значения остаточных напряжений на конденсаторах отдельных фаз при различных уровнях напряжения на конденсаторе первой фазы. В таблице также представлены величины напряжений рассогласования в отдельных фазах ( AUi Ui - UKIO) при включении конденсаторной батареи поперечной компенсации. Мгновенное значение напряжения в отдельных фазах в момент включения КБ поперечной компенсации будет определяться следующим образом (фиг.2):

UA 510(88 + 120°)

UB sin 9ь

Uc -sin( 0в +60°). )-(4)

На фиг.З представлены зависимости максимального напряжения рассогласования от величины Остаточного напряжения на конденсаторах ( Д Umax f(L)Ko)) при различных моментах включения КБ поперечной компенсации: 1 - € 0°; 2 - 0ь 30°; 3 - ®к - 15°; 4 - ®в arcsin(UKBo) (при таком

азом

J

включении напряжение рассогласования в фазе В равно нулю). Наиболее неблагоприятная фаза включения Ob 210°.

По данным таблицы и графиков нафиг.З можно предложить способ включения КБ поперечной компенсации, при котором напряжение рассогласования, а значит, и возмущения в системе при включении КБ будут близки к минимальным.

При контроле напряжения на конденсаторах фазы А включение КБ поперечной компенсации осуществляется в интервале UKAO 0,273 ©в 0, а при ОКАО 0,273 - Ов 15° (на первом интервале участок кривой 1, на втором - кривой 3 фиг.З),

Формула изобретения Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации с последующим ее подключением по схеме продольной комВеличинь1 остаточйых напряжений

пенсации, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы конденсаторов, уменьшения коммутационных перенапряжений в сети и повышения

быстродействия, измеряют остаточное на- прияжение .на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на указанном конденсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсаций в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 эл. град., а

при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную, батарею поперечной компенсации в момент перехо- да напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (ноль эл, град.).

омпенсаторах и напряжений рассогласования

Использование: системы электроснабжения мо щных электродвигателей, питающихся от сети соизмеримой мощности. Сущность изобретения состоит в том, что в процессе пуска электродвигателя, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации, а потом подключают ее по схеме продольной ком: пенсации, измеряют остаточное напряже- ние U на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети Um и при UK 0,273 Um включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации при фазовом угле сетевого напряжения остающей фазы 95 15 эл. град., а при UK 0,273 Um включают конденсаторы в батарею поперечной компенсации при р 0, что позволяет уве-. личить срок службы конденсаторов, уменьшить коммутационные перенапряжения в сети и повысить быстродействие. 3 ил. СО С

0«„

U«e0 V кс/

ли„ ди3 дис

Д VMOKO в 15° iUf.

ue аие

«ДЦкяжг 3.0° 4UA

ли„

fVc

4 V маке. 21ССлЦд

ли,

, ДПиолг

,

,

Яапт

в и от Д1Д

AUe

0,0 0,0 0,0

0.866

0.000

0,866

0.866

0,707

0.259

0.966

0.966

0.5

0,5 1,0

0.5 0,5 I .O 1.0

0.000

0.866

0.000

0.866

0.2

0,073

0.273

: 0,666 0.073 0.593 0,666

0,507

0.186

0,693

0.693

0.3

0.427

0.723

0.723

0,7 0,573 1.273 i. 273

0.627

0,000

0,627

О . 4

0.146

0.546

0.466

0,146

0.320

0.466

0,307

0,112

0.420

0,420

0.1

0.354

0.454

0.454

0.9 0,646 1,546 Г. 546

8,419

0.334

0.000

0.334

0,5

0.183

0.683

0.366

0,183

0,183

0,366

0.207

0.076

0.283

0.283

0.000 0.317 0,317 0.317

0,683

1,683

10,55

0.260

0,000

0.260

.6 .220 , S20

.2S6 .220 ,046 .266

.107

,ОЗУ

.146

.146

.1 , 280 ,180 ,280

.1 ,720 , .820

0,7 6.256 0.55S

0,166

0,256

0,09

0.256

0,007 0.003 0.010 0,010

0,2

0.244 0.044 0.2М

14,35

0.009

0,000

0,009

0.8

0,293

0.066

0.293

0.227

0.293

0.093

0,034

0,127

0,127

0.3

0,207

0,093

0,3

1,3

0.793

2,093

17,03

0,118

0,000

0.118

0,366

1,366

0,134

0,366

0.5

0.5

0.293

0.107

0.400

0,400

0,5 0,134 0,366 0.5

0.866

2,366

2,366

0,377

0,000

0.377

1,2

0.439

0.334

0,439

0.773

0.773

0,493

0,180

0.673

0.673

0,7 0.061 0.639 0.7

1,7

0.939

0,642

0,000

0,642

0.512

1,912

0,534

0.512

1,046

0.693

0,254

0,947

0,947

0,9

0,012

0.912

0,912

1,012

2,912

30,00

0,912

0,000

0.912

0,6 3,s i,o/. /- Тиг.З Составитель А.Игнайкин Техред М.Моргентал

о.в. .

Корректор А.Козориз