RU2396692C1 - Synchronous motor start-up device - Google Patents
Synchronous motor start-up device Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
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)
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)
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 |
-
2008
- 2008-12-18 RU RU2008150318/09A patent/RU2396692C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
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 |