Устройство для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P1/50 

I

Изобретение относится к электро- технике, а точнее к схемам управления синхронными электрическими машинами и предназначено для пуска под нагрузкой и самозапуска крупных синхронных электродвигателей, имеющих большую загрузку и небольшой входной или пусковой моменты, например, тихоходных синхронных электродвигателей поршневых компрессоров. Известно устройство для пуска синхронного электродвигателя, состоящее из пускового реактора и выключателей. Устройство позволяет осуществлять пуск электродвигателя от пониженного напряжения сети с постепенным его увеличением по мере разгона электродвигателя до величи- ны, близкой к номинальному значению

1.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может обеспечить пуск под нагрузкой и самозапуск электродвигателей, у которых пу с коВОЙ и входной моменты рдвны или ниже момента сопротивления механизма.

о

Наиболее близким к данному изоб- ретению по технической сущности является устройство для пуска синхронного Электродвигателя, содержащее силовой двухобмотомный трансформатор, первая обмотка которого служит для подключения к выводам обмотки стато10ра электродвигателя со стороны нейтрали, а вторая обмотка закорочена, пусковой выключатель, вход которого подключен к источнику питания, а выход к выводам обмотки статора элект15родвигателя со стороны источника пи тания, шунтирующий выключательвход которого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а выход закорочен.

20 Устройство позволяет осуществлять пуск электродвигателя от пониженного напряжения сети с постепенным повышением его по мере разгона электро392двигателя до величины, близкой к номинальному значению Г J. Недостаток этого устройства заклю иается в том, что оно не обеспечивает пуск под нагрузкой и самозапуск электродвигателей, пусковой и входной моменты которых равны или ниже момента сопротивления механизма. Как известно, момент, развиваемый электродвигателем при пуске, уменьшается пропорционально квадрату приложенного к его обмотке напряжения. Уменьшение напряжения происходит вследствие протекания пускового тока по элементам питающей сети ,и потери ,напряжения в них. Поэтому даже после шунтирования пускового устройства в конце пуска шунтирующим выключателем напряжение на обмотке электродвигателя несколько ниже номинального. Вследствие этого не обеспечивает ся пуск под нагрузкой и самозапуск электродвигателей, входные моменты которых равны или ниже момента сопро тивления механизма. Цель изобретения - повышение надежности пуска путем увеличения момента электродвигателя при пуске и самозапуске на обмотке статора. Поставленная цель достигается тем, Q ния,

что в устройстве для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя, содержащем силовой двухобмоточный трансформатор, первая обмотка которого подключена к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, пусковой выключатель , вход которого подключен к источнику питания, а выход к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны источника питания-, шунтирующий выключатель, вход которого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а выход закорочен, дополнительно введены пусковой и шунтирующий выключатели, входы которых подключены к вторичной обмотке силового трансформатора, выход шунтирующего выключателя закорочен, а выход пускового выключателя подключен к источнику питания.

На чертеже показана схема устройства для пуска и самозапуска синхрон.ного электродвигателя.

Через первый пусковой выключатель 1 обмотки 2 статора синхронного электродвигателя соединены с источником питания.Первый шунтирующий выключателъ 3 соединен с обмотками

снова становится равным моменту сопротивления механизма, отключают основной шунтирующий выключатель 3 и включают дополнительный пусковой выключатель 7. При этом на обмотку 2 статора электродвигателя подается дополнительное, напряжение от обмотки Ц силового трансформатора, что увеличивает его момент и обеспечивает втягивание в синхронизм.

После втягивания в синхронизм отключают выключатель 7 и включают шунтирующий выключатель 3, при этом электродвигатель переходит в нормальный режим работы.

Величину дополнительного напряжения, подаваемого на обмотку 2 статора со стороны обмотки силового трансформатора, подбирают таким образом, чтобы суммарное напряжение на обмотке статора электродвигателя было (1,1-1,2) .что обеспечивает увеличение входного момента электродвигателя до (1,27-1 ,5) М

Вхмол

Суммарное время отключения выключателя 7 и включения выключателя 3 должно находиться в пределах, при которых не нарушается устойчивая работа синхронного электродвигателя. 4 статора со стороны нейтрали, первая обмотка силового двухобмотомного трансформатора подключены к обмоткам статора, а вторая обмотка 5 данного трансформатора шунтирована выключателем 6 и через второй пусковой выключатель 7 подсоединена к сети. Устройство работает следующим образом. Перед пуском шунтирующий выключатель 6 замкнут, остальные выключатели разомкнуты. Пуск производится включением выключателя 1, при этом на обмотку 2 статора электродвигателя подается пониженное напряжение. После разгона электродвигателя до скорости, при которой его момент становится приблизительно равным моменту сопротивления механизма, включают основной шунтирующий выключатель 3 и отключают дополнительный шунтирующий выключатель 6. Силовой трансформатор оказывается зашунтированным, напряжение на обмотке статора синхронного электродвигателя увеличивается, увеличивается развиваемый им момент, увеличива- . ется его скорость вращения. При подсинхронной скорости вращекогда момент электродвигателя т.е. Q,2 с. В тех случаях, когда возможен пуск электродвигателя сразу от полного напряжения сети, допол нительный шунтирующий выключатель 6 может не устанавливаться. В этих случаях, как и в предыдущих, пуск электродвигателя производят включением выключателя 1, но при этрм выключатель 3 замкнут, а 7 - разомкнут После разгона электродвигателя до скорости, при которой его момент становится приблизительно равным мо,менту сопротивления механизма, отклю чают выключатель 3 и включают выключатель 7. На обмотку 2 статора электродаигателя подается повышенное напряжение, что обеспечивает его втя гивание и синхронизм. После этого отключают выключатель 7 и включают выключатель 3, переводя электродвигатель в нормальный режим работы. , При самозапуске схема работает следующим образом, В нормальном режиме работы выключатели 1 и 3 замкнуты, 7 - разомкнут При исчезновении питани/i происходит выбег электродвигателя, при этом ско рость его уменьшается. После восстановления питания начинается самозапуск электродвигателя, скорость его увеличивается до подсинхронной, однако, для вхождения в синхронизм он не развивает достаточного момента В этом время включают выключатель 7, предварительно отключив выключатель . 3. На обмотку статора синхронного электродвигателя подается повышенное напряжение, что обеспечивает вхожден его в синхронизм. Для перехода в нор мальный режим работы отключают выклю чатель 7 и включают выключатель 3. Наличие выключателя 7, с помощью которого обмотку 5 двухобмоточного трансформатора подключают к источнику питания, повышает напряжение на обмотке статора син Гронного электродвигателя до величины, превышающей номинальное значение (форсировк напряжения статора), что обеспечивает увеличение синхронного момента электродвигателя и повышает надежность самозапуска. Выключатель 6 осуществляет пуск электродвигателя от пониженного напряжения сети в том случае, если это необходимо. Следует отметить, что возможно применение одного силового трансформатора для пуска нескольких электродвигателей. Реализация устройства возможна на серийно выпускаемом электропромышленностью оборудовании. Таким образом, с помощью данного устройства можно осуществлять самозапуск ответственных агрегатов производств с непрерывным технологическим процессом, например, поршневых компрессоров с тихоходными сйнхронныМ1 электродвигателями, проблема самозапуска которых при определенной загрузке (,7-0,8) в настоящее время не решена. Осуществление самозапуска таких агрегатов позволяет сохранить непрерывность технологических процессов при кратковременных исчезновениях и посадках напряжения в системе электроснабжения, уменьшает прос той оборудования, экономит сырье, и . электроэнергию, затрачиваемые на восстановление технологических процессов. Формула изобретения Устройство для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя,содержащее силовой двухобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого слу) для подключения к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, первый пусковой выключатель, вход которого служит для подключения к источнику питания, а выход предназначен для подключения к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны источника питания, шунтирующий выключатель,вход которого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а выход закорочен, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности пуска путем увеличения момента электродвига-. теля при пуске и самозапуске, в него дополнительно введены второй пусковой и шунтирующий выключатели, входы которых подключены к вторичной обмотке силового трансформатора, выход шунтирующего выключателя закорочен, а выход второго пускового выключателя подключен к источнику питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Слодарж М.И. Режим работы, релейная защита и автоматизация синхронных электродвигателей. М., Энер1977,- с. 13. 2. Инструктивные указания по проектированию электрических промышленных установок № 12, Энергия, 1977

.