CS232422B1 - Zapojeni pro fázovou kompaundaci synchronního motoru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení pro fázovou kompaundaci synchronního motoru, u nějž má být při velkém rozsahu zatížení udržován účiník na stélé hodnotě, např. cosý= 1. Při odlehčení pracuje motor s účiníkem kapacitním. Známé zapojení pro fázovou kompaundaci, provedenou proudem časově předbíhající fáze, je schopné pracovat s účiníkem cos fs 1 v rozsahu zatížení synchronního motoru od 25 % do 130 $ jeho jmenovitého zatížení. Vynález umožňuje rozšířit tento rozsah prakticky až po chod synchronního motoru naprázdno. Podstatou vynálezu je vytvořeni sériového rezonančního obvodu s jedním členem indukční povahy (tlumivkou) a jedním členem kapacitní povahy (kondenzátorem), přičemž reaktance kondenzétoru má hodnotu asi 1/3 reaktance tlumivky. Tím klesne výsledné reaktance obvodu asi na 2/3. reaktance původní tlumivky. Proud procházející tlumivkou stoupne na 1,5 násobek původního a budící proud pro chod neprázdno se zvýší o 50 %. Zapojení lze využit pro kompaundační soustavy synchronních motorů i generátorů. Je vyobrazeno v přihlášce vynálezu na obr. 1.

Description

Vynález se týká zapojení pro fázovou kompaundaci synchronního moto to, pohánějícího např. stejnosměrný generátor, kt^rý v soustavě Ward-Leonerd napájí stejnosměrný motor válcovací stolice a přitom má být vě velkém rozsahu zatížení udržován účiník synchronního motoru na stélé hodnotě, např. na hodnotě cos'/> = 1. Kromě toho v přestávkách, kdy je synchronní motor odlehčen, má pracovat s účiníkem kapacitním, aby kompenzoval jiné spotřebiče induktivní povahy.

Známé zapojeni pro fázovou kompaundaci, provedenou proudem časově předbíhající fáze, je schopné udržovat účiník na hodnotě 1 v rozsahu zatížení od asi 25 % do asi 130 %.

V rozsahu zatížení 0 až 25 % synchronní motor s tímto známým zapojením pracuje s cosí><1, induktivní povahy, což je nevýhodné tam, kde se malé zatížení pod 25 % vyskytuje v technologickém válcovacím procesu delší dobu. Pak nemůže být využit pro kompenzaci jiných spotřebičů induktivní povahy.

Známá kompaundační soustava pro udržování účiníku např. na hodnotě 1 v rozsahu zatíženi 25 až 130 % pracuje s trojfézovým trojvinutovým směšovacím transformátorem, jehož první primární vinutí je v sérii se statorovým vinutím synchronního motoru a je protékáno proudem časově předbíhající fáze, např. fáze T, je-li druhé primární vinutí směšovacího transformátoru na témže sloupku jeho magnetického obvodu protékáno proudem fáze R, při sledu fázi ÚST.

Z teorie soustavy fázové kompaundace vychází, že vzájemné spojení jednotlivých vinutí směšovacího transformátoru musí být bu3 Y₂ ^y3° ^a nebo ⁸ ^1^3°’

Druhé primární vinutí je napájeno stálým proudem z napětí synchronního motoiu , dosaženým tím, že před druhým vinutím směšovacího transformátoru je zařazena tlumivka o značné reaktanci, případně je ještě k druhému primárnímu vinutí směšovacího transformátoru připojen paralelně kondenzátor o stejné reaktanci jako je reaktance tlumivky, takže je vytvořen známý Boucherotův obvod. Ten kromě udržování stálého proudu v druhém primárním vinutí směšovacího transformátoru a tím i proudu budicího pro chod naprázdno poskytuje i tu výhodu, že v případě aplikace fázové kompaundace na synchronní generátor umožňuje jeho vybuzení z vlastních svorek z hodnoty remanentního napětí do napětí jmenovitého.

Poněvadž u aplikace fázové kompaundace na synchronní motor je tento stroj cize buzen ze sítě, nikoliv z vlastních svorek, není nutné použití kondenzátoru.

Třetí, tj. sekundární vinutí směšovacího transformátoru napájí budicí usměrňovač synchronního motoru.

Obtíže s induktivním účiníkem při rozsahu zatížení 0 až 25 % je možné odstranit snížením reaktance tlumivky, čímž se zvětší budicí proud. Snížení reaktance tlumivky by však bylo možné jen tehdy, kdyby tato tlumivka byla opatřena vhodnou odbočkou o nižší reaktanci, na níž by se přepojila v obdobích malého zatížení synchronního motoru pod 25 % jmenovitého výkonu.

Při střídání malého zatížení s plným výkonem musela by se tlumivka stále samočinně přepínat složitou stykačovou aparaturou, což by vedlo k značné poruchovosti této soustavy.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstatou je, že v sérii s trojfázovou tlumivkou a druhým primárním vinutím trojfézového směšovacího transformátoru je zapojen trojfézový kondenzátor, jehož fázové reaktance v obvodu proudu druhého primárního vinutí trojfézového směšovacího transformátoru má hodnotu 3 Xp, kde Xp je fázové reaktance trojfázové tlumivky, přičemž paralelně k trojfásovému kondenzátoru je připojen trojpólový stykač, zapojený příkladně do hvězdy.

S výhodou možnosti použiti troj fázového kondenzátorů v zapojení do trojúhelníku je trojfázový kondenzátor v obvodu trojfázové tlumivky zapojen až za druhým primárním vinutím směšovacího transformátoru ve směru od přípojnic.

Na připojeném výkresu je schéma zapojení fázové kompaundace podle vynálezu, kde pro názornost jsou trojfázové obvody nakresleny jednopólově· První primární vinutí J. trojfázového směšovacího transformátora je v sérii se statorovým vinutím A synchronního motoru.

Druhé primární vinutí £ trojfázového směšovacího transformátora je přes trojfázovou tlumivku 2. připojeno paralelně k statorovému vinuti 4 synchronního motora, tj. na napětí přípojnic

Třetí vinutí j - sekundární - trojfázového směšovacího transformátoru je připojeno k střídavé straně polovodičového usměrňovače X, např. v trojfázovém můstkovém zapojení, jehož stejnosměrná strana je připojena k budicímu vinutí 2 synchronního motoru.

Na výkresu je vzájemné spojení vinutí 1, 2, 3 trojfázového směšovacího transformátora příkladně zakresleno jako Υ,Υ-^δ a avšak pra správnou funkci kompaundačnl soustavy by mohlo být vzájemné spojení vinutí 1, Z, J provedeno i jako Y,Y^O a Y₂ ^Y3^6,

V sérii s tra jfázovou tlumivkou 2 ja z spojen trojfázový kondenzátor 2» zapojený až -za drahým primárním vinutím Z trojfázového směšovacího transformátora ve směru od přípojnic 2· Tento trojfázový kondenzátor je zakreslen ve spojení trojúhelník a jeho fázová reaktance, transfigurováná na spojeni hvězda má pak hodnotu Χς = y X^, kde Χφ je fázová reaktance trojfázové tlumivky 2· ^To ®á tu výhodu, že pro tento trojfázový kondenzátor může být použit trojfázový kondenzátor v původním zapojení hvězda, který byl původně zapojen paralelně k drahému primárnímu vinutí £ trojfázového směšovacího transformátora a mši fázovou reaktancl Xj. - Xj, aby s trojfázovou tlumivkou í a druhým primárním vinutím £ trojfázového směšovacího transformátora tvořil známý Boucheratův obvod.

Pak po odpojení tohoto trojfázového kondenzátora od druhého primárního vinutí 2 trojfázového směšovacího transformátoru nedojde prakticky k narušení funkce fázové koapaundace synchronního motoru a je možné zařadit tento trojfázový kondenzátor 2 do série s trojfázovou tlumivkou 2 sa druhé primární vinutí Z trojfázového směšovacího transformátora, kde po jeho přepnuti do trojúhelníku se získá jeho transfiguravaná fázová reaktance ^XC = 3 ^XC = 3 ^T*

Paralelně k trojfázovému kondenzátora 2 ja připojen trojpólový stykač 10 zapojený příkladně do hvězdy.

Dík vzájemnému odčítání fázové reaktance Xq, tlumivky a fázové reaktance Χς kondenzátora podle vztahu X_L = Xq,-X^=Xq,--jXq, = ^Xq, získá se v obvodu drahého primárního vinuti 2 trojfázového směšovacího transformátora výsledná induktivní reaktance Xg = . Xq,.

Pak při témže fázovém napětí Up přípojnic stoupne proud ve drahém primárním vinutí i trojfázového směšovacího transformátora na hodnotu kde I₂ byl proud ve druhém primárním vinutí Z trojfázového směšovacího transformátora při původní reaktancl Xq, v obvodu drahého primárního vinutí 2 trojfázového směšovacího transformátoru, tj. bez použití trojfázového kondenzátora 2 podle vynálezu.

V důsledku stoupnutí proudu I₂ na Ig = 1,5 · 1₂ stoupne v témže poměru i proud v .sekundárním vinutí J trojfázového směšovacího transformátoru a tím i budicí proud synchronního motora stoupne z původní hodnoty Ig na Ig » 1,5 · Ig.

Stoupnutí budicího proudu o 50 % při chodu naprázdno, nebo při zatíženích pod 25 % jmenovitého výkonu synchronního motoru má za následek účiník kapacitní povahy, poněvadž původní budicí proud I& odpovídal chodu synchronního motoru naprázdno, jak je dáno principem fázová kompaundace a tzv. V-křivkami synchronního motoru, tj. závislosti jeho proudu I, na budicím proudu Iq, Šili funkcí I, = F(Ig).

Při dosažení výkonu synchronního motoru nad 25 % jmenovité hodnoty uzavře jednoduché nezakreslené automatika, reagující na proud I, synchronního motoru, trojpólový stykač čímž vyřadí trojfézový kondensátor £ z provozu a funkci udržováni účiníku pak přebere již sama fázové kompaundaca.

Zapojení podle vynálezu je jednoduché, pracuje jen a jedním stykačem a jednoduchou automatikou a umožňuje využití synchronního motoru v přestávkách zatížení, např. válcování ke kompenzaci účiníku.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro fázovou kompaundaci synchronního motoru, sestávající z trojfézové tluaiv ky, trojfézového smšěovaciho transformátoru, budicího usměrňovače, trojfézového kondenzátoru a trojpólového stykače, vyznačené tím, že v sérii s trojfézovou tlumivkou (5) s druhým primárním vinutím (2) trojfézového směfiovacího transformátoru je zapojen trojfézový kondenzátor (9), jehož fázová reaktance v obvodu proudu druhého primárního vinuti (2) trojfézového směšovacího transformátoru má hodnotu . X_T, kde Xg je fázová reaktance trojfézové tlumivky (5), přičemž paralelně k trojfázovému kondenzátoru (9) je připojen trojpólový stykač (10), zapojený například do hvězdy.