RU2396692C1 - Synchronous motor start-up device - Google Patents

Synchronous motor start-up device Download PDF

Info

Publication number
RU2396692C1
RU2396692C1 RU2008150318/09A RU2008150318A RU2396692C1 RU 2396692 C1 RU2396692 C1 RU 2396692C1 RU 2008150318/09 A RU2008150318/09 A RU 2008150318/09A RU 2008150318 A RU2008150318 A RU 2008150318A RU 2396692 C1 RU2396692 C1 RU 2396692C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
motor
main
outputs
additional
Prior art date
Application number
RU2008150318/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Григорьевич Стрижков (RU)
Игорь Григорьевич Стрижков
Рафаэль Рубенович Бегляров (RU)
Рафаэль Рубенович Бегляров
Сергей Игоревич Стрижков (RU)
Сергей Игоревич Стрижков
Александр Николаевич Трубин (RU)
Александр Николаевич Трубин
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"
Priority to RU2008150318/09A priority Critical patent/RU2396692C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2396692C1 publication Critical patent/RU2396692C1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: synchronous motor start-up device in transformer-motor group includes synchronous electric motor with main (5) and additional (6) three-phase stator windings. The first outputs of winding (5) in operating position are connected through contacts (7) of commutator to outputs (4) of three-phase transformer (2) the primary winding of which is connected to electric power supply, and secondary winding has branches (3), (4) to connect main (5) and additional (6) stator windings. The second outputs of main (5) winding are connected to common point through contacts (15) of commutator. Alternating current outputs of uncontrolled rectifier (8) are connected to the second outputs of additional (6) three-phase stator winding, and direct current outputs - to outputs of excitation winding (10) of synchronous motor. Commutator of stator windings of motor provides their switching by means of contacts for the period of asynchronous start-up from operating position to connection circuit of the main winding with triangle and in-series connection of main (5) winding connected to additional (6) stator winding with triangle in order to decrease starting current ratio.
EFFECT: decreasing starting current.
1 dwg

Description

Изобретение относится к синхронным двигателям, а более конкретно к устройствам управления синхронными двигателями и силовыми блоками «трансформатор-двигатель», и предназначено для использования в приводе турбомеханизмов и иных машин средней мощности, не требующих регулирования частоты вращения.The invention relates to synchronous motors, and more particularly to control devices for synchronous motors and power units "transformer-motor", and is intended for use in the drive of turbomechanisms and other medium power machines that do not require speed control.

Синхронные электродвигатели находят широкое применение для привода турбомеханизмов и иных машин. В приводе насосов сельхозмелиорации к ним предъявляются требования максимальной простоты конструкции и эксплуатации и уменьшенной величины пускового тока.Synchronous electric motors are widely used for driving turbo-mechanisms and other machines. In the drive of pumps for agricultural reclamation, they are presented with the requirements of maximum simplicity of design and operation and a reduced inrush current.

Первому требованию отвечает синхронный двигатель по патенту РФ 2028719 «Синхронный электродвигатель», Н02Р 1/50//Н02К 19/12.The first requirement is a synchronous motor according to the patent of the Russian Federation 2028719 "Synchronous electric motor", Н02Р 1/50 // Н02К 19/12.

Двигатель содержит основную и дополнительную трехфазные статорное обмотки, вторые выводы первой из которых соединены в общую точку, трехфазный неуправляемый выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены со вторыми выводами дополнительной трехфазной статорной обмотки, а выводы постоянного тока через первый ключ - с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя, зашунтированной цепью, составленной из последовательно соединенных второго ключа и резистора, трехфазный трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику электроэнергии, а в каждую из вторичных включена одна из обмоток статора электродвигателя. К недостаткам этого двигателя следует отнести применение прямого пуска двигателя при использовании только части статорной обмотки, вследствие чего эта часть обмотки подвергается интенсивному нагреву.The motor contains the main and additional three-phase stator windings, the second terminals of the first of which are connected to a common point, a three-phase uncontrolled rectifier, the AC terminals of which are connected to the second terminals of the additional three-phase stator winding, and the DC terminals through the first key with the terminals of the excitation winding of the synchronous motor shunted by a circuit composed of a second key and a resistor connected in series, a three-phase three-winding transformer, the primary winding of which It is connected to an electric power source, and one of the stator windings of the electric motor is included in each of the secondary ones. The disadvantages of this motor include the use of direct start of the engine when using only part of the stator winding, as a result of which this part of the winding is subjected to intense heating.

Для снижения пускового тока синхронных двигателей используют разные устройства. Известен автотрансформаторный пуск, когда двигатель подключается к сети через автотрансформатор, снижающий напряжение на двигателе на период асинхронного пуска [Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей. М., Энергия, 1977]. Недостатком этого способа пуска синхронного двигателя является высокая стоимость пускового автотрансформатора и аппаратов управления пуском.To reduce the starting current of synchronous motors, different devices are used. Known autotransformer start when the engine is connected to the network through an autotransformer, which reduces the voltage on the motor for the period of asynchronous start [Slodarzh M.I. Modes of operation, relay protection and automation of synchronous motors. M., Energy, 1977]. The disadvantage of this method of starting a synchronous motor is the high cost of the starting autotransformer and control devices for starting.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому является устройство по патенту RU 2271600 С1 Синхронный двигатель (Н02Р 1/50, Н02К 17/26, Н02К 19/14. Опубл. 10.03.2006. Бюл. №7), принятое за прототип.The closest in design to the claimed is the device according to patent RU 2271600 C1 Synchronous motor (Н02Р 1/50, Н02К 17/26, Н02К 19/14. Published. 03/10/2006. Bull. No. 7), adopted as a prototype.

Устройство содержит синхронный электродвигатель с основной и дополнительной трехфазными статорными обмотками, первые выводы которых в рабочем положении присоединены через коммутаторы к трехфазному трансформатору, первичная обмотка которого подключена к источнику электроэнергии, а вторичная обмотка имеет ответвления для подключения основной и дополнительной статорных обмоток, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, трехфазный неуправляемый выпрямитель, вывод переменного тока которого соединены с вторыми выводами дополнительной трехфазной статорной обмотки, а выводы постоянного тока с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя.The device comprises a synchronous electric motor with a primary and secondary three-phase stator windings, the first leads of which in operational position are connected through switches to a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to an electric power source, and the secondary winding has branches for connecting the primary and secondary stator windings, second conclusions of the main winding the stator are connected to a common point, a three-phase uncontrolled rectifier, the AC output of which is connected to the second additional water-phase stator winding, and the DC terminals with pin field winding synchronous motor.

Недостатком устройства является большой пусковой ток, способный вызвать колебания напряжения в сети.The disadvantage of this device is the high inrush current, which can cause voltage fluctuations in the network.

Технической задачей является снижение пускового тока блока «трансформатор-двигатель».The technical task is to reduce the starting current of the transformer-motor unit.

Решение задачи достигается тем, что устройство пуска синхронного двигателя в блоке «трансформатор-двигатель», содержащее синхронный электродвигатель с основной и дополнительной трехфазными статорными обмотками, первые выводы которых в рабочем положении присоединены через коммутаторы к трехфазному трансформатору, первичная обмотка которого подключена к источнику электроэнергии, а вторичная обмотка имеет ответвления для подключения основной и дополнительной статорных обмоток, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, трехфазный неуправляемый выпрямитель, вывод переменного тока которого соединены с вторыми выводами дополнительной трехфазной статорной обмотки, а выводы постоянного тока с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя, содержит коммутатор статорных обмоток двигателя, обеспечивающий их переключение посредством своих контактов на период асинхронного пуска из рабочего положения в схему соединения основной обмотки треугольником и последовательное включение соединенной треугольником обмотки с дополнительной статорной обмоткой.The solution to the problem is achieved by the fact that the synchronous motor starting device in the transformer-motor unit, containing a synchronous motor with a main and additional three-phase stator windings, the first conclusions of which in operational position are connected via switches to a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to an electric power source, and the secondary winding has branches for connecting the main and additional stator windings, the second terminals of the main stator winding are connected in common point, a three-phase uncontrolled rectifier, the AC terminal of which is connected to the second terminals of the additional three-phase stator winding, and the DC terminals with the terminals of the excitation winding of the synchronous motor, contains a commutator of the stator windings of the motor, which ensures their switching through their contacts for the period of asynchronous starting from the operating position in the connection diagram of the main winding with a triangle and the series connection of a triangle connected winding with an additional stator winding.

По данным патентной и научно-технической литературы не выявлена заявляемая совокупность признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям «изобретательский уровень» и «новизна». Заявляемое решение может быть реализовано в электроприводе турбомеханизмов и других устройств, что отвечает критерию «промышленная применимость».According to the patent and scientific literature, the claimed combination of features has not been identified, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of "inventive step" and "novelty." The claimed solution can be implemented in an electric drive of turbomechanisms and other devices, which meets the criterion of "industrial applicability".

На чертеже представлена принципиальная схема соединения устройства пуска синхронного двигателя в составе блока «трансформатор-двигатель».The drawing shows a schematic diagram of the connection of the starting device of a synchronous motor as part of the transformer-motor unit.

Через выключатель 1 трансформатор 2 присоединяется к трехфазному источнику электроэнергии. Вторичная обмотка трансформатора имеет выводы ответвлений 3 и 4, к которым присоединены основная статорная обмотка 5 двигателя и дополнительная статорная обмотка 6 двигателя, причем основная обмотка 5 присоединена к выводам 4 трансформатора 2 через контакты 7 коммутатора. Выходные концы обмотки 6 подключены на вход трехфазного выпрямителя 8 двухполупериодного выпрямления (выпрямительный мост), к выходу которого подключены последовательно включенные контакты 9 коммутатора и обмотка возбуждения двигателя 10. Параллельно обмотке 10 включена цепь из разрядного резистора 11 и контакта 12 коммутатора. Между началами фаз основной обмотки 5 и концами других фаз этой обмотки включены контакты 13 коммутатора; между началами основной обмотки 5 и одноименными концами дополнительной обмотки 6 включены контакты 14 коммутатора; между концами основной обмотки 5 включены контакты 15 коммутатора.Through the switch 1, the transformer 2 is connected to a three-phase source of electricity. The secondary winding of the transformer has branch leads 3 and 4, to which the main stator winding 5 of the motor and the additional stator winding 6 of the motor are connected, and the main winding 5 is connected to the terminals 4 of transformer 2 through contacts 7 of the switch. The output ends of the winding 6 are connected to the input of a three-phase rectifier 8 of half-wave rectification (rectifier bridge), the output of which is connected in series to the contacts 9 of the switch and the field winding of the motor 10. Parallel to the winding 10, a circuit from the discharge resistor 11 and terminal 12 of the switch is connected. Between the beginning of the phases of the main winding 5 and the ends of the other phases of this winding, contacts 13 of the switch are included; between the beginnings of the main winding 5 and the ends of the same name of the additional winding 6 included contacts 14 of the switch; between the ends of the main winding 5 included contacts 15 of the switch.

Двигатель в синхронном режиме работает следующим образом. Контакты 1, 7, 9 и 15 коммутатора замкнуты, контакты 12, 13 и 14 разомкнуты. Трансформатор подключен к источнику электроэнергии и обеспечивает на обмотках 5 и 6 синхронного двигателя напряжение, причем на обмотке 5 напряжение выше, чем на обмотке 6 вследствие подключения к разным ответвлениям вторичной обмотки трансформатора 2. Благодаря разному напряжению на выводах 3 и 4 трансформатора, на входе выпрямителя 8 имеется напряжение, обеспечивающее ток в обмотке возбуждения 10. При этом ток возбуждения является выпрямленным током обмотки 6. Токи статорных обмоток 5 и 6 создают в двигателе вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с магнитным полем обмотки возбуждения 10, обеспечивая ротору вращение с синхронной скоростью.The engine in synchronous mode operates as follows. Contacts 1, 7, 9 and 15 of the switch are closed, contacts 12, 13 and 14 are open. The transformer is connected to a power source and provides voltage on the windings 5 and 6 of the synchronous motor, and the voltage on the winding 5 is higher than on the winding 6 due to the connection of the secondary winding of the transformer 2 to different branches. Due to the different voltage at the terminals 3 and 4 of the transformer, at the input of the rectifier 8 there is a voltage providing a current in the field winding 10. In this case, the field current is the rectified current of the winding 6. The currents of the stator windings 5 and 6 create a rotating magnetic field in the motor, which th engages with the magnetic field of the excitation winding 10, providing rotation of the rotor with a synchronous speed.

Пуск двигателя осуществляется следующим образом. В исходном неподвижном состоянии двигателя контакты коммутатора приводятся в следующие положения: контакты 7, 9 и 15 разомкнуты; 12, 13 и 14 замкнуты; выключатель 1 выключен. Напряжение на обмотках трансформатора и двигателя отсутствует. Для асинхронного пуска двигателя включается выключатель 1 и на трансформатор 2 и обмотки 5 и 6 двигателя от выводов 3 подается напряжение. При этом обмотка 5 соединена треугольником и включена последовательно с обмоткой 6 как с проходной обмоткой. Обмотка возбуждения 10 отключается от выпрямителя 8 и включается на разрядное сопротивление 11.Starting the engine as follows. In the initial stationary state of the engine, the contacts of the switch are brought into the following positions: contacts 7, 9 and 15 are open; 12, 13 and 14 are closed; switch 1 is off. There is no voltage on the transformer and motor windings. For asynchronous starting of the motor, switch 1 is turned on and voltage is applied to the transformer 2 and the motor windings 5 and 6 from the terminals 3. In this case, the winding 5 is connected by a triangle and is connected in series with the winding 6 as with a through winding. The field winding 10 is disconnected from the rectifier 8 and is turned on at the discharge resistance 11.

Происходит асинхронный пуск двигателя. Схема включения статорных обмоток обеспечивает снижение пускового тока, поскольку напряжение трансформатора распределяется между двумя статорными обмотками. При одинаковых параметрах обмоток 5 и 6 снижение кратности пускового тока по отношению к прямому пуску составляет порядка 2,6 раза; при разных параметрах обмоток 5 и 6 снижение кратности пускового тока может быть определено расчетом или экспериментально.The motor starts asynchronously. The inclusion circuit of the stator windings provides a decrease in the starting current, since the voltage of the transformer is distributed between the two stator windings. With the same parameters of windings 5 and 6, the reduction in the inrush current ratio with respect to direct start is about 2.6 times; with different parameters of windings 5 and 6, the reduction in the inrush current ratio can be determined by calculation or experimentally.

При достижении двигателем подсинхронной скорости (скольжение порядка 2-5%), контакты 12, 13 и 14 переводятся в разомкнутое состояние и замыкаются контакты 7, 9 и 15, вследствие чего обмотка возбуждения 10 обтекается током и двигатель втягивается в синхронизм. На этом пуск двигателя завершается, и двигатель переходит в синхронный режим работы.When the motor reaches a sub-synchronous speed (slip of the order of 2-5%), the contacts 12, 13 and 14 are switched to the open state and the contacts 7, 9 and 15 are closed, as a result of which the excitation winding 10 flows around the current and the motor is drawn into synchronism. At this, the engine start is completed, and the engine goes into synchronous operation mode.

Claims (1)

Устройство пуска синхронного двигателя в блоке «трансформатор-двигатель», содержащее синхронный электродвигатель с основной и дополнительной трехфазными статорными обмотками, первые выводы которых в рабочем положении присоединены через контакты коммутатора к трехфазному трансформатору, первичная обмотка которого подключена к источнику электроэнергии, а вторичная обмотка имеет ответвления для подключения основной и дополнительной статорных обмоток, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, трехфазный неуправляемый выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с вторыми выводами дополнительной трехфазной статорной обмотки, а выводы постоянного тока - с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя, отличающееся тем, что содержит коммутатор статорных обмоток двигателя, обеспечивающий их переключение посредством своих контактов на период асинхронного пуска из рабочего положения в схему соединения основной обмотки треугольником и последовательное включение соединенной треугольником обмотки с дополнительной статорной обмоткой. A synchronous motor starter in a transformer-motor unit, comprising a synchronous motor with a primary and secondary three-phase stator windings, the first terminals of which in operational position are connected through the switch contacts to a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to an electric power source, and the secondary winding has branches for connecting the main and additional stator windings, the second terminals of the main stator winding are connected to a common point, three-phase failure a removable rectifier, the AC terminals of which are connected to the second terminals of the additional three-phase stator winding, and the DC terminals are connected to the terminals of the excitation winding of the synchronous motor, characterized in that it contains a commutator of the stator windings of the motor, ensuring their switching through their contacts for the period of asynchronous start-up from the working provisions in the connection diagram of the main winding with a triangle and the series connection of a triangle connected winding with an additional stator otkoy.
RU2008150318/09A 2008-12-18 2008-12-18 Synchronous motor start-up device RU2396692C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150318/09A RU2396692C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Synchronous motor start-up device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150318/09A RU2396692C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Synchronous motor start-up device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2396692C1 true RU2396692C1 (en) 2010-08-10

Family

ID=42699215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150318/09A RU2396692C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Synchronous motor start-up device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2396692C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481692C2 (en) * 2011-08-22 2013-05-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of transformer connection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481692C2 (en) * 2011-08-22 2013-05-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of transformer connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940002926B1 (en) Starter generator system
RU2396692C1 (en) Synchronous motor start-up device
RU2272351C1 (en) Synchronous motor
RU2271600C1 (en) Synchronous motor
EP1381149B9 (en) Starting of switched reluctance generators
RU2354035C1 (en) Transformer block - synchronous motor
RU2288534C1 (en) Device for induction motor starting and reactive power correction
RU2315418C1 (en) Synchronous motor control device
RU2457609C2 (en) Transformer-contactless synchronous motorassembly
RU2415507C1 (en) Method to start three-phase high-voltage electric dc motor
RU2047264C1 (en) A c drive
RU194198U1 (en) Device for boosting the excitation of a synchronous motor with a double anchor winding
RU193040U1 (en) Device for boosting the excitation of a synchronous motor
RU2271599C1 (en) Synchronous machine
RU2774920C2 (en) Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode
RU2050684C1 (en) Sync-async engine
RU2608185C2 (en) Device for adaptive control of smooth launch of high-voltage electric drives
US20040164701A1 (en) Electrodynamic machines and components therefor and methods of making and using same
US20040164695A1 (en) Electrodynamic machines and components therefor and methods of making and using same
RU2271601C1 (en) Synchronous motor
RU2464695C1 (en) Electric drive with three-phase asynchronous motor
RU2342766C1 (en) Synchronous induction motor
RU2246171C2 (en) Induction motor starting system
RU2253937C2 (en) Synchronous generator for autonomous power source
RU2498491C2 (en) Method of stat-up and brushless excitation for non-contact asynchronous machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101219