RU2766862C1 - Устройство для пуска синхронной машины - Google Patents

Устройство для пуска синхронной машины Download PDF

Info

Publication number
RU2766862C1
RU2766862C1 RU2021112461A RU2021112461A RU2766862C1 RU 2766862 C1 RU2766862 C1 RU 2766862C1 RU 2021112461 A RU2021112461 A RU 2021112461A RU 2021112461 A RU2021112461 A RU 2021112461A RU 2766862 C1 RU2766862 C1 RU 2766862C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
synchronous machine
output
input
rotor
Prior art date
Application number
RU2021112461A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Геннадьевич Паймурзов
Владимир Федорович Ильин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА"
Priority to RU2021112461A priority Critical patent/RU2766862C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2766862C1 publication Critical patent/RU2766862C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления синхронной машины, в частности для управления синхронной машины в режиме вентильного электродвигателя. Техническим результатом является повышение надёжности пуска синхронной машины. В устройство для пуска синхронной машины дополнительно введены блок имитатора ротора синхронной машины для вычисления угла поворота, имитирующего угловое перемещение ротора синхронной машины в период времени между коммутациями тиристоров зависимого инвертора. Также второй и третий блоки сравнения, блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины. А также блок определения начального положения ротора синхронной машины, блок вычисления начального состояния пересчётного кольца и блок вычисления начального состояния имитатора и блок логики для организации управления тиристорами зависимого инвертора, обеспечивающие возможность более точно контролировать пусковой процесс, устранять прерывания пуска синхронной машины, когда по каким-либо причинам измерение фазы напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины оказываются невыполненными, и способствуют повышению надёжности пуска синхронной машины. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления синхронной машины, в частности для управления синхронной машины в режиме вентильного электродвигателя.
Известно устройство для пуска синхронной машины в режиме вентильного электродвигателя, описанное в работе (Ильин, В.И., Гинзбург, С.М., Севастьянова, В.Н. О пуске синхронной машины в режиме вентильного двигателя с имитатором положения ротора. - М.: Журнал «Электричество». - 1982. - № 2. - С. 55-59), содержащее выпрямитель и зависимый инвертор, соединённые через реакторы, блоки управления выпрямителя и инвертора, блок регулирования, блок формирования импульсов гашения, блок имитатора ротора синхронной машины, блоки задания уставки, блок сравнения и пересчётное кольцо.
Недостаток устройства связан с тем, что результатом работы блока имитатора ротора синхронной машины является вычисляемое угловое перемещение ротора синхронной машины, которое не синхронизировано с реальным угловым положением ротора синхронной машины, в результате чего:
- развиваемый синхронной машиной электромагнитный момент может иметь знакопеременный характер, что приводит к колебаниям вала ротора синхронной машины и механизмов, приводимых во вращении синхронной машиной, что снижает сроки эксплуатации механизмов;
- развиваемый синхронной машиной электромагнитный момент может не достичь оптимального значения, что затягивает время пуска синхронной машины и увеличивает тепловую загрузку тиристоров, в результате снижаются надёжность пуска и технико-экономические показатели силового оборудования.
Близким по технической сущности, принятым за прототип, является устройство для пуска синхронной машины в режиме вентильного электродвигателя, рассмотренное в описание изобретения (SU 1339847 A1, опубликовано 23.09.87). Оно содержит выпрямитель и зависимый инвертор, соединённые через реакторы, блоки управления выпрямителя и инвертора, блок регулирования, блок формирования импульсов гашения, блок контроля напряжения, блок задания уставки, блок сравнения и пересчётное кольцо.
Блок контроля напряжения предназначен для измерения напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины и определения фазу этого напряжения, которая сравнивается с заданной уставкой фазы. В момент достижения фазы измеряемого напряжения заданной уставки фазы сигнал с выхода блока сравнения поступает на вход блока пересчётного кольца и изменяется его состояние, что приводит к очередной коммутации тиристоров зависимого инвертора.
Напряжение в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины определяется в основном электродвижущей силой (ЭДС) вращения фазной обмотки статора, формируемой обмоткой возбуждения, которая при вращении ротора синхронной машины принимает синусоидальную форму, а, значит, фаза синусоидального сигнала изменяется в диапазоне от минус 180 до плюс 180 электрических градусов. Также фаза ЭДС вращения, формируемой обмоткой возбуждения, в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины определяет угловое положения ротора синхронной машины. Зная угловое положения ротора синхронной машины можно формировать воздействие на синхронную машину посредством выпрямителя и зависимого инвертора для создания необходимого электромагнитного момента синхронной машины для её вращения в строго заданную сторону.
Недостатки прототипа заключаются в следующем.
Во-первых, если коммутации тиристоров зависимого инвертора, в частности, первые коммутации тиристоров зависимого инвертора, будут выполнены таким образом, при котором фаза напряжения, контролируемого в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины, не достигнет заданного значения, то очередная коммутация тиристоров зависимого инвертора не может быть осуществлена. В этом случае пусковой процесс прерывается и оператором производится повторный пуск синхронной машины, в результате время пуска возрастает и надёжность пуска синхронной машины снижается.
Во-вторых, из-за ёмкостных связей питающей сети выпрямителя и обмоток статора синхронной машины с «землёй» коммутации тиристоров выпрямителя оказывают влияние на напряжение в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке статора синхронной машины, что приводит к недостаточно точным измерениям фазы напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке статора синхронной машины. Это обуславливает снижение электромагнитного момента, развиваемого синхронной машиной, увеличение времени пуска синхронной машины и тепловой нагрузки тиристоров, что ухудшает технико-экономических показатели и снижает надёжность пуска синхронной машины.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение - обеспечить возможность производить надёжный пуск синхронной машины без нарушения периодичности коммутаций тиристоров зависимого инвертора, с учётом начального положения ротора синхронной машины и более точного контроля углового положения ротора синхронной машины между очередными коммутациями тиристоров зависимого инвертора.
При решении поставленной задачи достигаемый технический результат заключается в повышении надёжности пуска синхронной машины и улучшении технико-экономических показателей силового оборудования.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для пуска синхронной машины, содержащее выпрямитель, силовой вход которого предназначен для подключения к питающей сети, зависимый инвертор, силовой выход которого предназначен для подключения к статорной обмотке синхронной машины, а силовой вход подключён через реакторы к силовому выходу выпрямителя, блок управления выпрямителя, выход которого предназначен для подключения к входам тиристоров выпрямителя, а первый вход соединён с выходом блока регулирования тока, блок управления инвертора, первый выход которого предназначен для подключения к входам тиристоров зависимого инвертора, а вход соединён с выходом блока пересчётного кольца, блок формирования импульсов гашения, вход которого соединён со вторым выходом блока управления инвертора, а выход соединён со вторым входом блока управления выпрямителя, блок контроля напряжения, первый вход которого подключён к силовому выходу зависимого инвертора, а второй вход подключён к выходу блока пересчётного кольца, первый блок сравнения, первый вход которого соединён с первым выходом блока контроля напряжения, первый блок уставки, выход которого соединён со вторым входом первого блока сравнения, введены дополнительно блок имитатора ротора синхронной машины, второй и третий блоки уставки, второй блок сравнения и блок логики, причём первый вход блока имитатора ротора синхронной машины соединён с выходом второго блока уставки, а второй вход соединён со вторым выходом блока управления инвертора, первый вход второго блока сравнения соединён с первым выходом блока имитатора ротора синхронной машины, а второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки, первый вход блока логики соединён с выходом первого блока сравнения, второй вход соединён с выходом второго блока сравнения, а выход блока логики соединён с первым входом блока пересчётного кольца.
Способствуют решению поставленной задачи следующие признаки.
Введены дополнительно блок определения начального положения ротора синхронной машины, блок вычисления начального состояния пересчётного кольца и блок вычисления начального состояния имитатора, причём первый вход блока вычисления начального состояния имитатора соединён с выходом блока определения начального положения ротора синхронной машины, второй вход соединён с выходом блока управления инвертора, а выход блока вычисления начального состояния имитатора соединён с третьим входом блока имитатора ротора синхронной машины, вход блока вычисления начального состояния пересчётного кольца соединён с выходом блока определения начального положения ротора синхронной машины, а выход соединён со вторым входом блока пересчётного кольца.
Введены дополнительно блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины и третий блок сравнения, причём первый вход блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины соединён со вторым выходом блока контроля напряжения, а второй вход соединён со вторым выходом блока имитатора ротора синхронной машины, первый вход третьего блока сравнения соединён с выходом блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины, второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки, а выход третьего блока сравнения соединён с третьим входом блока логики.
Введённые функциональные блоки, а именно: блок имитатора ротора синхронной машины для вычисления угла поворота, имитирующего угловое перемещение ротора синхронной машины в период времени между коммутациями тиристоров зависимого инвертора, второй блок сравнения и блок логики для организации управления тиристорами зависимого инвертора, обеспечивают возможность более точно контролировать пусковой процесс и устранять прерывания пуска синхронной машины, когда по каким-либо причинам измерение фазы напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины оказываются невыполненными. Дополнительные функциональные блоки, а именно блок определения начального положения ротора синхронной машины, блок вычисления начального состояния пересчётного кольца, блок вычисления начального состояния имитатора или(и) блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины, третий блок сравнения, способствуют повышению надёжности пуска синхронной машины.
Сущность предлагаемых изобретений поясняется рисунками, приведёнными на фиг. 1-4.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для пуска, содержащего средства имитации поворота ротора синхронной машины; на фиг. 2 - схема устройства, содержащего средства учёта начального углового положения ротора синхронной машины; на фиг. 3 - схема устройства, содержащего средства учёта текущего угла поворота ротора синхронной машины; на фиг. 4 - схема устройства, содержащего средства имитации поворота ротора синхронной машины и учёта начального углового положения ротора и текущего угла поворота ротора. В приведённых схемах приняты следующие обозначения:
1 - синхронная машина;
2 - зависимый инвертор;
3 - реактор;
4 - реактор;
5 - выпрямитель;
6 - блок управления выпрямителя;
7 - блок управления инвертора;
8 - блок формирования импульсов гашения;
9 - блок регулирование тока;
10 - блок пересчётного кольца;
11 - блок контроля напряжения;
12 - первый блок сравнения;
13 - первый блок уставки;
14 - блок логики;
15 - блок имитатора ротора синхронной машины;
16 - второй блок уставки;
17 - второй блок сравнения;
18 - третий блок уставки;
19 - блок определения начального углового положения ротора синхронной машины;
20 - блок вычисления начального состояния пересчётного кольца;
21 - блок вычисления начального состояния имитатора;
22 - третий блок сравнения;
23 - блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины;
Figure 00000001
 - логические сигналы управления тиристорами инвертора;
Figure 00000002
 - сигнал фазы обесточенного напряжения;
Figure 00000003
 - сигнал уставки фазы;
Figure 00000004
 - сигнал переключения пересчётного кольца по фазе обесточенного напряжения;
Figure 00000005
 - сигнал момента коммутации тиристоров инвертора;
Figure 00000006
 - сигнал углового ускорения имитатора;
Figure 00000007
 - сигнал начальной угловой скорости имитатора;
Figure 00000008
 - сигнал угла поворота имитатора;
Figure 00000009
 - сигнал уставки угла поворота поля статора;
Figure 00000010
 - сигнал переключения пересчётного кольца от имитатора;
Figure 00000011
 - сигнал переключения пересчётного кольца;
Figure 00000012
 - сигнал начального положения ротора синхронной машины;
Figure 00000013
 - сигналы начального состояния пересчётного кольца;
Figure 00000014
 - сигнал начального угла поворота имитатора;
Figure 00000015
 - сигнал переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора синхронной машины;
Figure 00000016
 - сигнал угла поворота ротора;
Figure 00000017
 - сигнал длительности вычисления угла поворота имитатора с момента последней коммутации тиристоров зависимого инвертора;
Figure 00000018
 - сигнал периода обесточенного напряжения.
Схема на фиг. 1 содержит синхронную машину 1, статорная обмотка которой подключена к силовому выходу зависимого инвертора 2, реализованного на тиристорах. Силовой вход зависимого инвертора 2 через реакторы 3 и 4 соединён с силовым выходом выпрямителя 5, реализованного на тиристорах. Силовой вход выпрямителя 5 предназначен для подключения к источнику переменного тока. Управление выпрямителем 5 осуществляется от блока управления выпрямителя 6, управление зависимым инвертором 2 - от блока управления инвертора 7. Выход блока управления выпрямителя 6 соединён с входом выпрямителя 5 сигналами управления соответствующими тиристорами. Первый выход блока управления инвертора 7 соединён с входом зависимого инвертора 2 сигналами управления соответствующими тиристорами. Второй выход блока управления инвертора 7 соединён с входом блока формирования импульсов гашения 8. Первый вход блока управления выпрямителя 6 соединён с выходом блока регулирования тока 9, а второй вход соединён с выходом блока формирования импульсов гашения 8. Выход блока пересчётного кольца 10 логическими сигналами управления тиристорами инвертора
Figure 00000001
 соединён со входом блока управления инвертора 7 и со вторым входом блока контроля напряжения 11, первый вход которого соединён с фазами силового выхода зависимого инвертора 2. Первый выход блока контроля напряжения 11 соединён с первым входом первого блока сравнения 12 сигналом фазы обесточенного напряжения
Figure 00000002
, а второй вход первого блока сравнения 12 соединён с выходом первого блока уставки 13 сигналом уставки фазы
Figure 00000003
, и выход первого блока сравнения 12 соединён с первым входом блока логики 14 сигналом переключения пересчётного кольца по фазе обесточенного напряжения
Figure 00000004
. Первый вход блока имитатора ротора синхронной машины 15 соединён с выходом второго блока уставки 16 сигналами углового ускорения имитатора
Figure 00000006
 и начальной угловой скорости имитатора
Figure 00000007
 соответственно, а второй выход соединён со вторым выходом блока управления инвертора 7 сигналом момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
. Выход блока имитатора ротора синхронной машины 15 соединён с первым входом второго блока сравнения 17 сигналом угла поворота имитатора
Figure 00000008
, у которого второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки 18 сигналом уставки угла поворота поля статора
Figure 00000009
, а выход второго блока сравнения 17 соединён со вторым входом блока логики 14 сигналом переключения пересчётного кольца от имитатора
Figure 00000010
. Выход блока логики 14 соединён с первым входом блока пересчётного кольца 10 сигналом переключения пересчётного кольца
Figure 00000011
.
Схема на фиг. 2 содержит дополнительно блок определения начального углового положения ротора синхронной машины 19, выход которого соединён с входом блока вычисления начального состояния пересчётного кольца 20 и первым входом блока вычисления начального состояния имитатора 21 сигналом начального положения ротора синхронной машины
Figure 00000012
. Выход блока вычисления начального состояния пересчётного кольца 20 соединён со вторым входом блока пересчётного кольца 10 сигналами начального состояния пересчётного кольца
Figure 00000013
. Второй вход блока вычисления начального состояния имитатора 21 соединён со вторым выходом блока управления инвертора 7 сигналом момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
, а выход блока вычисления начального состояния имитатора 21 соединён с третьим входом блока имитатора ротора синхронной машины 15 сигналом начального угла поворота имитатора
Figure 00000014
.
Схема на фиг. 3 содержит дополнительно введённые компоненты: третий блок сравнения 22 и блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины 23. Третий вход блока логики 14 соединён с выходом третьего блока сравнения 22 сигналом переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора
Figure 00000015
. Первый вход блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины 23 соединён со вторым выходом блока контроля напряжения 11 сигналом периода обесточенного напряжения
Figure 00000018
, а второй вход соединён со вторым выходом блока имитатора ротора синхронной машины 15 сигналом длительности вычисления угла поворота имитатора с момента последней коммутации тиристоров зависимого инвертора
Figure 00000017
. Первый вход третьего блока сравнения 22 соединён с выходом блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины 23 сигналом угла поворота ротора
Figure 00000016
, а второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки 18 сигналом уставки угла поворота поля статора
Figure 00000009
.
Техническое решение на фиг. 1 работает следующим образом. В любой момент времени, кроме момента коммутации зависимого инвертора 2, при разгоне синхронной машины 1 проводят ток выпрямителя 5 только два плеча тиристорного моста зависимого инвертора 2: один в катодной группе одной фазы тиристорного моста, другой в анодной группе другой фазы тиристорного моста. Таким образом, синхронная машина 1 одной фазой статора подключена к реактору 3, а другой фазой статора - к реактору 4. Плечи третьей фазы тиристорного моста зависимого инвертора 2 обесточены, а, значит, фаза статора синхронной машины 1, подключённая к этой фазе тиристорного моста, также обесточена. Включение пары плеч тиристорного моста зависимого инвертора 2 производится блоком управления инвертора 7. Включение той или иной пары плеч тиристорного моста зависимого инвертора 2 зависит от логических сигналов управления тиристорами инвертора
Figure 00000001
, определяемых состоянием пересчётного кольца, которые обуславливают и режим функционирования блока контроля напряжения 11.
Естественная коммутация тиристоров зависимого инвертора 2 на средних и высоких частотах вращения ротора синхронной машины 1 осуществляется за счёт ЭДС вращения статора, то есть за счёт реактивной мощности синхронной машины 1. При пуске синхронной машины 1 из неподвижного состояния, что соответствует области нулевой и низких частот вращения ротора синхронной машины, ЭДС вращения статора недостаточно для естественной коммутации тиристоров зависимого инвертора 2, поэтому применяют принудительную коммутацию тиристоров зависимого инвертора 2 за счёт перевода тиристоров выпрямителя 5 в инверторный режим. Работу выпрямителя 5 определяет блок управления выпрямителя 6 так, что при отсутствии сигнала на выходе блока формирования импульсов гашения 8 выпрямитель 5 формирует ток в соответствии с воздействием блока регулирования тока 9. Если блок формирования импульсов гашения 8 выдаёт импульсный сигнал, то в течение действия этого сигнала выпрямитель 5 переводится в инверторный режим и его ток прекращается, при этом производится восстановление запирающих свойств тиристоров моста зависимого инвертора 2. Блок формирования импульсов гашения 8 формирует импульсный сигнал гашения по сигналу момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
, поступающему от блока управления инвертора 7 в момент переключения пересчётного кольца сигналом переключения пересчётного кольца
Figure 00000011
. В новом состоянии пересчётного кольца сочетание проводящих плеч зависимого инвертора 2 такое, что поле статора синхронной машины 1 по отношению к предыдущему его состоянию отличается на 60 электрических градусов по ходу направления вращения ротора синхронной машины 1. Значение этого угла записывается в третьем блоке уставки 18. По логическим сигналам управления тиристорами инвертора
Figure 00000001
 с выхода блока пересчётного кольца 10 блоком контроля напряжения 11 производятся измерения напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора 2 фазной обмотке синхронной машины 1 и определение фазы измеряемого напряжения в зависимости от того, какая группа тиристорного моста зависимого инвертора 2, анодная или катодная, будет коммутировать. Текущий результат фазы напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора 2 фазной обмотке статора синхронной машины 1 сигналом фазы обесточенного напряжения
Figure 00000002
 подаётся на первый вход первого блока сравнения и сравнивается с сигналом уставки фазы
Figure 00000003
, результат сравнения подаётся на выход первого блока сравнения сигналом переключения пересчётного кольца по фазе
Figure 00000004
. Таким образом, осуществляется обратная связь по угловому положению ротора синхронной машины.
Блок имитатора ротора синхронной машины 15 производит вычисления угла поворота имитатора с учётом сигнала углового ускорения имитатора
Figure 00000006
 и сигнала начальной угловой скорости имитатора
Figure 00000007
, а в момент появления сигнала момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
, поступающего со второго выхода гашения блока управления инвертора 7 на вход блока формирования импульсов гашения 8, угол поворота имитатора обнуляется. Текущий результат угла поворота имитатора через первый выход блока имитатора ротора синхронной машины 15 подаётся сигналом угла поворота имитатора
Figure 00000008
 на первый вход второго блока сравнения 17 и сравнивается с сигналом уставки угла поворота поля статора
Figure 00000009
, результат сравнения подаётся на выход второго блока сравнения 17 сигналом переключения пересчётного кольца от имитатора
Figure 00000019
. Таким образом, осуществляется канал программного управления коммутациями тиристоров зависимого инвертора 2, работающий совместно как с обратной связью по угловому положению ротора синхронной машины 1, так и без неё.
Переключение состояния пересчётного кольца производится по сигналу переключения пересчётного кольца
Figure 00000011
, поступающего с выхода блока логики 14, формируемого в момент поступления любого из сигналов с выходов первого и второго блоков сравнения 12 и 17 соответственно: сигнала переключения пересчётного кольца по фазе
Figure 00000004
 или сигнала переключения пересчётного кольца от имитатора
Figure 00000019
. При этом происходит включение следующей пары плеч тиристорного моста зависимого инвертора 2 и измерение напряжения другой фазной обмотки статора синхронной машины 1, которая обесточивается, и запускается следующий цикл определения момента переключения пересчётного кольца блока пересчётного кольца 10. Если по каким-либо причинам сигнал переключения пересчётного кольца по фазе обесточенного напряжения
Figure 00000004
, относящийся к обратной связи по угловому положению ротора синхронной машины, первого блока сравнения 12 отсутствует, то переключение состояния пересчётного кольца блока пересчётного кольца 10 будет осуществляться по сигналу переключения пересчётного кольца от имитатора
Figure 00000019
 в момент достижения сигнала угла поворота имитатора
Figure 00000008
 сигнала уставки угла поворота поля статора
Figure 00000009
. Таким образом, устраняются возможные нарушения периодичности коммутаций тиристоров зависимого инвертора 2, которые, как правило, возникают в пусковой период, вызывая необходимость оперативных действий для повторного пуска синхронной машины 1.
В техническом решении на фиг. 2 дополнительно учитывается начальное угловое положение ротора синхронной машины перед первой коммутацией тиристоров зависимого инвертора 2, для определения которого может быть использован типовой блок определения начального углового положения ротора синхронной машины 19, применяемый в инженерной практике. Сигнал начального положения ротора синхронной машины
Figure 00000012
 с выхода блока определения начального углового положения ротора синхронной машины 19 поступает одновременно на блок вычисления начального состояния пересчётного кольца 20 и блок вычисления начального состояния имитатора 21. По сигналу начального положения ротора синхронной машины
Figure 00000012
 блоком вычисления начального состояния пересчётного кольца 20 формируются сигналы начального состояния пересчётного кольца
Figure 00000013
, которые устанавливают начальное состояние пересчётного кольца для первой коммутации тиристоров зависимого инвертора 2, обеспечивающее электромагнитный момент синхронной машины 1, необходимый для вращения ротора в заданную сторону с первой коммутации тиристоров зависимого инвертора 2.
В то же время блоком вычисления начального состояния имитатора 21 по сигналу начального положения ротора синхронной машины
Figure 00000012
 формируется сигнал начального угла поворота имитатора
Figure 00000014
. В момент поступления сигнала момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
 на первый вход блока вычисления начального состояния имитатора 21 и на второй вход блока имитатора ротора синхронной машины 15 угол поворота имитатора устанавливается равным значению поступившему на его третий вход сигналу начального угла поворота имитатора
Figure 00000014
. При этом в блоке вычисления начального состояния имитатора 21 производится обнуление сигнала начального угла поворота имитатора
Figure 00000014
. Таким образом, в условиях первой коммутации тиристоров зависимого инвертора производится вычисление сигнала угла поворота имитатора
Figure 00000020
 с учётом сигнала начального положения ротора синхронной машины
Figure 00000012
. Во всех последующих циклах переключения состояний пересчётного кольца в моменты поступления сигнала момента коммутации тиристоров инвертора
Figure 00000005
 на первый вход блока имитатора ротора синхронной машины 15 устанавливает нулевое значение угла поворота имитатора, т.е. устройство работает аналогично устройству на фиг. 1.
В техническом решении на фиг. 3 обратная связь по угловому положению ротора синхронной машины 1 осуществляется с использованием двух сигналов: сигнала переключения пересчётного кольца по фазе
Figure 00000004
, поступающего с первого блока сравнения 12, как на фиг. 1, и сигнала переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора
Figure 00000015
, поступающего с третьего блока сравнения 22, объединённых через логическую операцию И в блоке логике 14.
Сигнал переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора
Figure 00000015
 формируется следующим образом. Измеряемый в блоке контроля напряжения 11 период напряжения в необтекаемой током зависимого инвертора фазной обмотке синхронной машины передаётся на первый вход блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины 23 сигналом периода обесточенного напряжения
Figure 00000018
, на второй вход которого с блока имитатора ротора синхронной машины 15 поступает сигнал длительности вычисления угла поворота имитатора с момента последней коммутации тиристоров зависимого инвертора
Figure 00000017
. В блоке вычисления угла поворота ротора синхронной машины 23 вычисляется угол поворота ротора синхронной машины 1 с момента последней коммутации тиристоров зависимого инвертора 2, текущий результат вычисления сигналом угла поворота ротора
Figure 00000016
 подаётся на третий блок сравнения 22 и сравнивается с сигналом уставки угла поворота поля статора
Figure 00000009
, результат сравнения подаётся на выход третьего блока сравнения 22 сигналом переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора
Figure 00000015
. Переключение состояния пересчётного кольца производится по сигналу переключения пересчётного кольца
Figure 00000011
, поступающего с выхода блока логики 14, формируемого в момент поступления сигнала переключения пересчётного кольца от имитатора
Figure 00000019
 с выхода второго блока сравнения 12 или в момент поступления обоих сигналов с выходов первого и третьего блоков сравнения 12 и 22 соответственно: сигнала переключения пересчётного кольца по фазе
Figure 00000004
 и сигнала переключения пересчётного кольца по углу поворота ротора
Figure 00000015
. В результате использования двух указанных сигналов в цепи обратной связи по угловому положению ротора синхронной машины обеспечивается возможность повышения точности определения углового положения ротора синхронной машины, способствующего формированию требуемого электромагнитного момента синхронной машины, и надёжного пуска.
Приведённое на фиг. 4 устройство включает полный комплект функциональных блоков, действия которых рассмотрено выше.
Предложенное техническое решение исключает возможные нарушения периодичности коммутаций тиристоров зависимого инвертора и повышает точность определения углового положения ротора синхронной машины, что обеспечивает повышение надёжности пуска синхронной машины. Дополнительный положительный фактор заключается в том, что с введением имитатора ротора синхронной машины появляется возможность осуществлять коммутацию тиристоров зависимого инвертора без обратной связи по угловому положению ротора синхронной машины, что существенно упрощает пусконаладочные работы, которые выполняются с целью проверки правильности подключения силовых, измерительных и управляющих цепей пускового устройства, в состав которого входят выпрямитель и зависимый инвертор, и снижает сроки и затраты на их проведение.

Claims (3)

1. Устройство для пуска синхронной машины, содержащее выпрямитель, силовой вход которого предназначен для подключения к питающей сети, зависимый инвертор, силовой выход которого предназначен для подключения к статорной обмотке синхронной машины, а силовой вход подключён через реакторы к силовому выходу выпрямителя, блок управления выпрямителя, выход которого предназначен для подключения к входам тиристоров выпрямителя, а первый вход соединён с выходом блока регулирования тока, блок управления инвертора, первый выход которого предназначен для подключения к входам тиристоров зависимого инвертора, а вход соединён с выходом блока пересчётного кольца, блок формирования импульсов гашения, вход которого соединён со вторым выходом блока управления инвертора, а выход соединён со вторым входом блока управления выпрямителя, блок контроля напряжения, первый вход которого подключён к силовому выходу зависимого инвертора, а второй вход подключён к выходу блока пересчётного кольца, первый блок сравнения, первый вход которого соединён с первым выходом блока контроля напряжения, первый блок уставки, выход которого соединён со вторым входом первого блока сравнения, отличающееся тем, что введены дополнительно блок имитатора ротора синхронной машины, второй и третий блоки уставки, второй блок сравнения и блок логики, причём первый вход блока имитатора ротора синхронной машины соединён с выходом второго блока уставки, а второй вход соединён со вторым выходом блока управления инвертора, первый вход второго блока сравнения соединён с первым выходом блока имитатора ротора синхронной машины, а второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки, первый вход блока логики соединён с выходом первого блока сравнения, второй вход соединён с выходом второго блока сравнения, а выход блока логики соединён с первым входом блока пересчётного кольца.
2. Устройство для пуска синхронной машины по п. 1, отличающееся тем, что введены дополнительно блок определения начального положения ротора синхронной машины, блок вычисления начального состояния пересчётного кольца и блок вычисления начального состояния имитатора, причём первый вход блока вычисления начального состояния имитатора соединён с выходом блока определения начального положения ротора синхронной машины, второй вход соединён с выходом блока управления инвертора, а выход блока вычисления начального состояния имитатора соединён с третьим входом блока имитатора ротора синхронной машины, вход блока вычисления начального состояния пересчётного кольца соединён с выходом блока определения начального положения ротора синхронной машины, а выход соединён со вторым входом блока пересчётного кольца.
3. Устройство для пуска синхронной машины по п. 1, отличающееся тем, что введены дополнительно блок вычисления угла поворота ротора синхронной машины и третий блок сравнения, причём первый вход блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины соединён со вторым выходом блока контроля напряжения, а второй вход соединён со вторым выходом блока имитатора ротора синхронной машины, первый вход третьего блока сравнения соединён с выходом блока вычисления угла поворота ротора синхронной машины, второй вход соединён с первым выходом третьего блока уставки, а выход третьего блока сравнения соединён с третьим входом блока логики.
RU2021112461A 2021-04-29 2021-04-29 Устройство для пуска синхронной машины RU2766862C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112461A RU2766862C1 (ru) 2021-04-29 2021-04-29 Устройство для пуска синхронной машины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112461A RU2766862C1 (ru) 2021-04-29 2021-04-29 Устройство для пуска синхронной машины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766862C1 true RU2766862C1 (ru) 2022-03-16

Family

ID=80736892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021112461A RU2766862C1 (ru) 2021-04-29 2021-04-29 Устройство для пуска синхронной машины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766862C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1003261A1 (ru) * 1981-04-01 1983-03-07 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Устройство дл определени углового положени ротора вентильного двигател
SU1131002A1 (ru) * 1983-04-15 1984-12-23 Ереванский политехнический институт им.К.Маркса Устройство дл пуска синхронной машины
SU1339847A1 (ru) * 1985-09-19 1987-09-23 Г. А. Дубина Способ пуска вентильного электродвигател
RU2096902C1 (ru) * 1992-04-23 1997-11-20 Акционерное общество АвтоВАЗ Способ пуска синхронных машин и устройство для его осуществления
WO2018235189A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 サイリスタ起動装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1003261A1 (ru) * 1981-04-01 1983-03-07 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Устройство дл определени углового положени ротора вентильного двигател
SU1131002A1 (ru) * 1983-04-15 1984-12-23 Ереванский политехнический институт им.К.Маркса Устройство дл пуска синхронной машины
SU1339847A1 (ru) * 1985-09-19 1987-09-23 Г. А. Дубина Способ пуска вентильного электродвигател
RU2096902C1 (ru) * 1992-04-23 1997-11-20 Акционерное общество АвтоВАЗ Способ пуска синхронных машин и устройство для его осуществления
WO2018235189A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 サイリスタ起動装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11876197B2 (en) Vehicle and power battery heating apparatus and method thereof
CN100492876C (zh) 交流电动机的控制方法及控制装置
CN1976213B (zh) 用于控制ac电机的方法
US5796235A (en) Process and circuits for determining machine-related electro-magnetic and mechanical state variables on electrodynamic induction machines supplied via converters
CN101621271B (zh) 抽水蓄能电站静止变频启动低速阶段启动控制方法
US9088236B2 (en) Method for controlling a permanent magnet synchronous electric motor at steady-state, electronic device for implementing said method and motor assembly comprising said electronic device
CN102207704B (zh) 图像形成装置
CN104967386A (zh) 永磁同步电机参数辨识方法、装置及控制系统
CN103760429A (zh) 电机驱动装置及其缺相检测方法、系统
US8872466B2 (en) Synchronous-machine starting device
JPH11346500A (ja) 誘導電動機の速度制御装置
CN101517885B (zh) 运行电子整流电机的方法
RU2766862C1 (ru) Устройство для пуска синхронной машины
CN106533266A (zh) 用于重启感应电机的方法
CN1928579B (zh) 一种电动机负载的判断方法
RU205355U1 (ru) Устройство для пуска синхронной машины
CN102187566B (zh) 电动机驱动控制装置
RU2761865C1 (ru) Способ пуска синхронной машины (варианты)
RU2182743C1 (ru) Способ управления вентильно-индукторным электроприводом и устройство для его осуществления
CN112753161B (zh) 确定电机的控制装置的校正值的方法、控制装置和逆变器
JP4032229B2 (ja) 交流電動機の制御方法および制御装置
KR100977085B1 (ko) 지능형 정렬을 이용한 센서리스 브러시리스 모터의 고속기동방법
CN203406813U (zh) 无位置传感器的开关磁阻电机启动装置
SU1003287A1 (ru) Устройство дл пуска вентильной машины посто нного тока
CN105406789A (zh) 一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置及检测方法