RU2774920C2 - Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode - Google Patents

Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode Download PDF

Info

Publication number
RU2774920C2
RU2774920C2 RU2020108087A RU2020108087A RU2774920C2 RU 2774920 C2 RU2774920 C2 RU 2774920C2 RU 2020108087 A RU2020108087 A RU 2020108087A RU 2020108087 A RU2020108087 A RU 2020108087A RU 2774920 C2 RU2774920 C2 RU 2774920C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
excitation
motor
voltage
speed
Prior art date
Application number
RU2020108087A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020108087A3 (en
RU2020108087A (en
Inventor
Абдул-Вахаб Ахмедович Саидов
Original Assignee
Абдул-Вахаб Ахмедович Саидов
Filing date
Publication date
Application filed by Абдул-Вахаб Ахмедович Саидов filed Critical Абдул-Вахаб Ахмедович Саидов
Priority to RU2020108087A priority Critical patent/RU2774920C2/en
Publication of RU2020108087A publication Critical patent/RU2020108087A/en
Publication of RU2020108087A3 publication Critical patent/RU2020108087A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2774920C2 publication Critical patent/RU2774920C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular to devices for control of an electric drive. A diode is included in an armature winding circuit of a machine exciter as a sensor for control of engine speed. A variable resistor is connected in parallel with the diode, from which a negative half-wave is taken and supplied to control winding of positive feedback by a variable voltage component on engine excitation winding. The device controls the speed of rotation of the engine, provides for resynchronization in case if it runs out of synchronism, and does not allow long-term operation in an asynchronous mode.
EFFECT: increase in the reliability of protection of a synchronous machine from an asynchronous mode.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение надежности защиты синхронной машины от асинхронного режима.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection. The purpose of the invention is to improve the reliability of the protection of the synchronous machine from the asynchronous mode.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит: 1. Р - разъединитель; 2. K - высоковольтный контактор; 3. СД - синхронный двигатель; 4. ВК - диод; 5. ВМ - машинный возбудитель; 6. УП - универсальный переключатель; 7. ТП - тиристорный преобразователь; 8. Д5 - диод; 9. ОВМВ - обмотка возбуждения машинного возбудителя; 10. МУ - магнитный усилитель; 11. 1н-1к - обмотка положительной обратной связи по току статора двигателя; 12. 2н-2к - обмотка отрицательной связи по напряжению сети; 13. 3н-3к - обмотка по форсировке возбуждения двигателя; 14. 4н-4к - обмотка положительной обратной связь по переменной составляющей напряжения на обмотке возбуждения двигателя; 15. 6н-6к - обмотка отрицательной обратной связи по возбуждению возбудителя; 16. РВ1 - реле времени; 17. РВ2 - реле времени; 18. РФ - реле форсировки; 19. РПТ - реле пускового тока; 20. ПВ - пускатель возбуждения; 21. РПО - пусковое реле, приводящее к отключению синхронного двигателя при безуспешной ресинхронизации.The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains: 1. R - disconnector; 2. K - high voltage contactor; 3. SD - synchronous motor; 4. VK - diode; 5. VM - machine exciter; 6. UE - universal switch; 7. TP - thyristor converter; 8. D5 - diode; 9. OVMV - excitation winding of the machine exciter; 10. MU - magnetic amplifier; 11. 1n-1k - positive feedback winding on the motor stator current; 12. 2n-2k - negative connection winding for mains voltage; 13. 3n-3k - winding for forcing the excitation of the engine; 14. 4n-4k - positive feedback winding on the variable voltage component on the motor excitation winding; 15. 6n-6k - winding of negative feedback on excitation of the exciter; 16. РВ1 - time relay; 17. РВ2 - time relay; 18. RF - boost relay; 19. RPT - starting current relay; 20. PV - excitation starter; 21. RPO - starting relay, leading to the shutdown of a synchronous motor in case of unsuccessful resynchronization.

Ниже приведена схема управления синхронным электроприводом (см. чертеж). Статор электродвигателя 3 СД получает питание от сети 6 кВ через разъединитель 1 Р и высоковольтный контактор 2 К. Обмотка возбуждения 3 СД питается от возбудителя 5 ВМ, который приводится во вращение от вала двигателя. Возбуждение возбудителя - независимое от тиристорного преобразователя 7 ТП.Below is a diagram of the control of a synchronous electric drive (see drawing). The motor stator 3 SD is powered by a 6 kV network through a disconnector 1 R and a high-voltage contactor 2 K. The excitation winding 3 SD is powered by a 5 VM exciter, which is driven by the motor shaft. The excitation of the exciter is independent of the thyristor converter 7 TP.

В исходном положении схемы универсальный переключатель 6 УП установлен в нулевое положение, реле форсировки 18 РФ втянуто, остальные аппараты отключены.In the initial position of the circuit, the universal switch 6 UP is set to zero, the boost relay 18 RF is pulled in, the rest of the devices are turned off.

Назначение обмоток управления магнитного усилителя 10 МУ: 11 1н-1к - положительная обратная связь по току статора, 12 2н-2к - отрицательная обратная связь по напряжению сети, 13 3н-3к - обмотка форсировки возбуждения, 14 4н-4к - положительная обратная связь по переменной составляющей напряжения на обмотке возбуждения двигателя, 15 6н-6к - отрицательная обратная связь по току возбуждения возбудителя.The purpose of the control windings of the magnetic amplifier 10 MU: 11 1n-1k - positive feedback on the stator current, 12 2n-2k - negative feedback on the mains voltage, 13 3n-3k - excitation forcing winding, 14 4n-4k - positive feedback on the variable component of the voltage on the motor excitation winding, 15 6n-6k - negative feedback on the excitation current of the exciter.

Для пуска двигателя переключатель 6 УП поворачивается вправо и затем возвращается в нулевое положение, при этом включается контактор 20 ПВ и своим замыкающим контактом шунтирует контакт 6 УП; контактор 2 К подключает двигатель к сети. От пускового тока срабатывает реле 19 РПТ и своим размыкающим контактом размыкает пускатель возбуждения 20 ПВ. При подсинхронной скорости реле пускового тока 19 РПТ отпадает и своим размыкающим контактом подает напряжение на катушку 20 ПВ, который подключает преобразователь 7 ТП к источнику питания. Одновременно его замыкающий контакт шунтирует реле 19 РПТ, предотвращая отключение возбуждения в случае кратковременного увеличения тока двигателя. После подключения 7 ТП к сети на его входе появляется напряжение, вызывающее возбуждение машинного возбудителя 5 ВМ, что в свою очередь приводит к быстрому нарастанию тока возбуждения 3 СД и к втягиванию его в синхронизм. Для отключения двигателя рукоятка 6 УП поворачивается влево и возвращается в нулевое положение, при этом отключается контактор 20 ПВ, ток возбуждения двигателя спадает и последний в асинхронный режим. Одновременно обесточивается катушка реле времени 16 РВ1, которое с выдержкой времени размыкает свой замыкающий контакт, и контактор 2 К отключает двигатель от сети.To start the engine, switch 6 UE turns to the right and then returns to the zero position, while the contactor 20 PV turns on and shunts contact 6 UP with its closing contact; contactor 2 K connects the motor to the mains. The relay 19 RPT is activated from the starting current and opens the excitation starter 20 PV with its opening contact. At a subsynchronous speed, the inrush current relay 19 RPT disappears and, with its NC contact, supplies voltage to the PV coil 20, which connects the converter 7 TP to the power source. At the same time, its closing contact shunts the RPT relay 19, preventing the excitation from being turned off in the event of a short-term increase in motor current. After connecting 7 TP to the network, a voltage appears at its input, causing the excitation of the machine exciter 5 VM, which in turn leads to a rapid increase in the excitation current 3 SD and drawing it into synchronism. To turn off the engine, the handle 6 UE turns to the left and returns to the zero position, while the contactor 20 PV is turned off, the motor excitation current decreases and the latter goes into asynchronous mode. At the same time, the time relay coil 16 PB1 is de-energized, which opens its normally open contact with a time delay, and the 2 K contactor disconnects the motor from the network.

При падении напряжении сети на 20-25% от номинального отключается реле форсировки 18 РФ и замыкает цепь обмотки форсировки возбуждения 13 3н-3к, благодаря чему ток возбуждения увеличивается до максимального значенияWhen the mains voltage drops by 20-25% of the nominal value, the forcing relay 18 RF is switched off and closes the circuit of the excitation forcing winding 13 3n-3k, due to which the excitation current increases to the maximum value

При восстановлении напряжения реле 18 РФ снова включается и отключает обмотку 13 3н-3к.When the voltage is restored, the relay 18 RF turns on again and turns off the winding 13 3n-3k.

Защита синхронного двигателя от длительного асинхронного режима работы построена на контроле переменной составляющей напряжения, возникающей в обмотке ротора в асинхронном режиме, а в качестве датчика этого напряжения использован диод 4 ВК, включенный последовательно в обмотке якоря машинного возбудителя 5 ВМ. Параллельно диоду подключено сопротивление Р12, с которого снимается отрицательная полуволна переменного напряжения и поддается на обмотку 14 4н-4к магнитного усилителя. При увеличении переменного напряжения на обмотке возбуждения двигателя обмотка 14 4н-4к действует таким образом, что ток возбуждения возбудителя, а, следовательно, и двигателя растет. Коэффициент обратной связи выбирается таким образом, что при отклонении скорости вращения двигателя от синхронной на 15-20% ток возбуждения достигает максимально допустимой величины. Такая форсировка позволяет осуществить ресинхронизацию синхронного двигателя. При успешной ресинхронизации двигателя ток возбуждения снизится до определенного значения, величина которого определяется результирующими ампер-витками обмоток управления МУ.Protection of a synchronous motor from a long-term asynchronous operation is based on monitoring the variable voltage component that occurs in the rotor winding in an asynchronous mode, and a 4 VK diode connected in series in the armature winding of the machine exciter 5 VM is used as a voltage sensor. Parallel to the diode, resistance P12 is connected, from which the negative half-wave of the alternating voltage is removed and fed to the winding 14 4n-4k of the magnetic amplifier. With an increase in the alternating voltage on the excitation winding of the motor, the winding 14 4n-4k acts in such a way that the excitation current of the exciter, and, consequently, the motor, grows. The feedback coefficient is chosen in such a way that when the motor rotation speed deviates from the synchronous one by 15-20%, the excitation current reaches the maximum allowable value. This forcing allows resynchronization of the synchronous motor. With successful resynchronization of the motor, the excitation current will decrease to a certain value, the value of which is determined by the resulting ampere-turns of the MU control windings.

При асинхронном режиме работы синхронного двигателя наряду с форсировкой возбуждения срабатывает 21 РПО, которое своим размыкающим контактом включает реле времени 17 РВ2. Если ресинхронизация оказалась неуспешной (контакт реле 21 РПО разомкнут), реле времени 17 РВ2 с выдержкой времени 15-20 с разомкнет свой замыкающий контакт в цепи катушек 16 РВ1 и 20 ПВ, что приведет к отключению двигателя.In the asynchronous mode of operation of the synchronous motor, along with the excitation forcing, 21 RPO is activated, which, with its opening contact, turns on the time relay 17 RV2. If the resynchronization was unsuccessful (relay contact 21 RPO is open), time relay 17 РВ2 with a time delay of 15-20 s will open its normally open contact in the circuit of coils 16 РВ1 and 20 ПВ, which will turn off the engine.

Реле 21 РПО сработает также и во время пуска и, если время разгона двигателя по каким - либо причинам превысит 15-20 с, двигатель будет отключен.Relay 21 RPO will also work during start-up and if the acceleration time of the engine for any reason exceeds 15-20 s, the engine will be turned off.

«Устройство контроля скорости синхронного двигателя и защиты его от асинхронного режима» (заявка № 2020108087) повышает надежность работы данного устройства и снижает стоимость, эксплуатационные расходы."Device for monitoring the speed of a synchronous motor and protecting it from asynchronous mode" (application No. 2020108087) improves the reliability of this device and reduces the cost and operating costs.

Claims (1)

Устройство контроля скорости синхронного двигателя и защиты его от асинхронного режима, в котором статор синхронного двигателя подключен к сети питания 6 кВ через разъединитель и высоковольтный контактор, обмотка возбуждения, находящаяся на роторе синхронного двигателя, питается от машинного возбудителя, который приводится во вращение от вала синхронного двигателя, при этом обмотка возбуждения машинного возбудителя питается от тиристорного преобразователя, который через пускатель возбуждения подключен к сети питания 380 В, а его управляющие цепи подключены к выходам магнитного усилителя, который включает в себя обмотку управления положительной обратной связи по току статора, обмотку управления отрицательной обратной связи по напряжению сети, обмотку форсировки возбуждения, обмотку управления положительной обратной связью по переменной составляющей напряжения на обмотке возбуждения двигателя и обмотку управления отрицательной обратной связи по току возбуждения возбудителя, отличающееся тем, что в цепь обмотки якоря машинного возбудителя включен диод в качестве датчика для контроля скорости двигателя, параллельно диоду подключен переменный резистор, с которого снимается отрицательная полуволна и подается на обмотку управления положительной обратной связи по переменной составляющей напряжения на обмотке возбуждения двигателя.A device for controlling the speed of a synchronous motor and protecting it from an asynchronous mode, in which the stator of the synchronous motor is connected to a 6 kV power supply network through a disconnector and a high-voltage contactor, the excitation winding located on the rotor of the synchronous motor is powered by a machine exciter, which is driven from the synchronous shaft motor, while the excitation winding of the machine exciter is powered by a thyristor converter, which is connected to a 380 V power supply network through an excitation starter, and its control circuits are connected to the outputs of a magnetic amplifier, which includes a positive feedback control winding for the stator current, a negative control winding voltage feedback control winding, excitation forcing winding, positive feedback control winding for the variable voltage component on the motor excitation winding and negative feedback control winding for excitation excitation current, different due to the fact that a diode is included in the armature winding circuit of the machine exciter as a sensor to control the motor speed, a variable resistor is connected in parallel with the diode, from which a negative half-wave is removed and fed to the positive feedback control winding on the variable component of the voltage on the motor excitation winding.
RU2020108087A 2020-09-28 Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode RU2774920C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108087A RU2774920C2 (en) 2020-09-28 Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108087A RU2774920C2 (en) 2020-09-28 Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020108087A RU2020108087A (en) 2022-03-28
RU2020108087A3 RU2020108087A3 (en) 2022-04-25
RU2774920C2 true RU2774920C2 (en) 2022-06-24

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767889A1 (en) * 1978-04-18 1980-09-30 Производственное Объединение По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for protecting asynchronous alternator against loss of excitation and asynchronous performance
SU858166A1 (en) * 1979-12-20 1981-08-23 Предприятие "Сибтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке,Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for protecting synchronous generator from excitation loss and asynchronous mode
DE3127371C2 (en) * 1981-07-09 1986-05-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Synchronous motor without slip rings
SU1317544A1 (en) * 1985-06-19 1987-06-15 Донецкий политехнический институт Device for protection of synchronous motor against asynchronous operation
RU2156019C2 (en) * 1998-11-12 2000-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения" Asynchronous-running protective device for synchronous motor
CN204231248U (en) * 2014-10-22 2015-03-25 张宏江 A kind of synchronous generator exciting regulates protective circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767889A1 (en) * 1978-04-18 1980-09-30 Производственное Объединение По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for protecting asynchronous alternator against loss of excitation and asynchronous performance
SU858166A1 (en) * 1979-12-20 1981-08-23 Предприятие "Сибтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке,Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for protecting synchronous generator from excitation loss and asynchronous mode
DE3127371C2 (en) * 1981-07-09 1986-05-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Synchronous motor without slip rings
SU1317544A1 (en) * 1985-06-19 1987-06-15 Донецкий политехнический институт Device for protection of synchronous motor against asynchronous operation
RU2156019C2 (en) * 1998-11-12 2000-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения" Asynchronous-running protective device for synchronous motor
CN204231248U (en) * 2014-10-22 2015-03-25 张宏江 A kind of synchronous generator exciting regulates protective circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528413C2 (en) Electrodynamic decelerator for universal motor
US8299762B2 (en) Starting/generating system with multi-functional circuit breaker
EP1510691B1 (en) Control apparatus for a starter/generator system
RU2774920C2 (en) Device for control of speed of synchronous engine and its protection from asynchronous mode
MXPA06009995A (en) Electrical machine having a series chopper circuit.
EP3270507B1 (en) Exciter drive circuit including configurable flyback unit with fast energy field collapse
WO2005010630A1 (en) Soft starter for asynchronous motor
RU2396692C1 (en) Synchronous motor start-up device
SU298034A1 (en) ASYNCHRONOUS VENT CASCADE
JP4688166B2 (en) Engine driven generator output voltage control device
KR100190139B1 (en) Power control device and method for a compressor motor
JPH0415383B2 (en)
US1713202A (en) Motor-protective-switching apparatus
RU93186U1 (en) AUTO TRANSFORMER START-UP OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR WITH SHORT-CLOSED ROTOR
RU2269855C1 (en) Device for protection of induction motors against asymmetric operating conditions
SU463215A1 (en) Device for controlling the speed of an AC motor
SU140857A1 (en) Two-wire remote control device
SU147630A1 (en) Device for automatic control of the start-up of an electric machine unit
SU1436253A1 (en) Method of braking with self-excitation of three-phase induction motor
JPS5964000A (en) Exciter for synchronous generator
WO2019171549A1 (en) Electric motor drive device and air conditioner
SU1758818A1 (en) Induction motor control gear
RU112531U1 (en) REACTIVE POWER COMPENSATOR OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR
RU70604U1 (en) DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC MOTOR FROM OVERLOADING AND PHASE INTERRUPTION
SU345578A1 (en) DEVICE FOR VENTILATION SELF-EXCITATION OF SYNCHRONOUS MACHINES