SU1288873A1 - Устройство дл возбуждени синхронного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - сокращение времени абинхронного резкима за счет поддержани  положительного вращающего момента на валу электродвигател . Устройство дл  возбуждени  синхронного злектродвигател  1 с обмоткой возбуждени  (ОБ) 2 содержит тиристорный возбудитель 4, под- ключенньм через блок 3 инвертировани  к ОВ 2. Параллельно ОБ 2 подклюсл с: N5 00 00 00 с

Description

чен пусковой резистор 5, снабженный тиристорным ключом 6. Блок инверти- .ровани  содержит два тиристора 7 пр мого тока и два тиристора 8 обратного тока, управл ющие электроды которых подключены к выходам блока 9 управлени  инвертировани , два входа которого подключены к выходам RS-триггера 10. Параллельно ОВ 2 подключен датчик 11 напр жени  возбуждени , к одному выходу которого подключен первый формирователь 12 импульсов, а к второму выходу подключен второй формирователь 13 импульсов . Выход измерител  14 активной мощности синхронного электродвигател  1 через диод 15, первый пороговый элемент 16, третий формирователь 17 импульсов подключен к пер- вым входам первого логического элемента И 18 и второго логического элемента И 19. Вторые входы логических элементов И 18 и 19 через логический

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к системам пуска синхронных электрических машин.

Цель изобретени  - увеличение быстродействи  при ресинхронизации за счет использовани  дополнительного информационного признака направлени  активной мощности при вы влении асинхронного хода синхронного электродвигател .

На чертеже приведена схема устройства .

Устройство содержит синхронный электродвигатель 1 с обмоткой 2 возбуждени  , подключенной через блок 3 инвертировани  к тиристорному возбудителю 4. Параллельно обмотке 2 возбуждени  подключено пусковое сопротивление 5, снабженное тиристорным ключом 6. Блок 3 инвертировани  содержит два тиристора: пр мого7.1, 7 тока и o6patHoro 8.1, 8.2 тока,управл ющие электроды которых подключены к выходам блока управлени  9 инвертированием. Схема вы влени  асинхронного хода содержит- RS-тригэлемент НЕ 20, четвертьш формирователь 21 импульсов, второй пороговый элемент 22, диод 23 подключен к выходу измерител  14 активной мощности . Выход первого формировател 

12импульсов подключен к третьему входу первого логического элемента И 18, а выход второго формировател 

13импульсов подключен к третьему .входу второго логического элемента

И 19. Выход первого логического элемента И 18. подключен к входу S RS-триггера 10, а выход второго логического элемента И 19 - к входу R RS-триггера 10. Синхронный электродвигатель соединен с питающей сетью .через выключатель 24. Устррйство позвол ет осуществить пуск двигател  под нагрузкой, осуществить автоматическую ресинхронизацию двигател  при асинхронном коде, уменьшить потери энергии на пуск и снизить пергрев ротора при пуске. 1 ил.

гер 10, датчик 11 напр жени  возбуждени , к первому выходу которого подключен первый формирователь 12 импульсов , а ко второму выходу подклю- чен второй формирователь 13 импульсов . Входы датчика 11 напр жени  возбуждени  подключены к обмотке 12 возбуждени , а два входа блока 9 управлени  инвертировани  подключены к выходам RS-триггера 10.

Выход измерител  14 активной мощ- кости синхронного электродвигател  11 через первый диод 15, первый порого- J5 вый элемент 16, третий формирова тель 17 импульсов подключен к первым входам первого и второго логических элементов И 18 и 19, вторые входы которых через логический элемент 20 НЕ 20, четвертый формирователь 21 импульсов , второй пороговый элемент 22, второй диод 23 подключены к выходу измерител  14 активной мощности. Выход первого формировател  12 импульсов подключен к третьему входу первого логического элемента И 18, а выход второго формировател  13 им25

пульсов - к третьему входу второго логического элемента И 19. Выход первого логическогр элемента И 18 подключен к входу S-триггера 10, а вькод второго логического элемента И 19 подключен к входу R-триггера 10 Синхронный электродвигатель соединен с питающей сетью через выключатель 2

Устройство работает следующим образом .

Пуск синхронного электродвигател  производ т любым из известных .способов (например, пр мой асинхрон- ньй пуск) с подачей возбуждени  в функции тока статора I или времени t

При подаче возбуждени  посто н- ньй ток от тиристорного возбудител  4 через блок 3 инвертировани  поступает на обмотку 2 возбуждени  синхронного электродвигател  1. Коммутацию тиристоров 7 и 8 осуществл ют , например, путем принудительной коммутации либо воздействием на ти- ристорный воз будитель 4 и уменьшением до нул  тока возбуждени . Во всех случа х не допускаетс  возникновение перенапр жений на обмотке 2 возбуждени . Пол рность напр жени  на обмотку 2 возбуждени  зависит от того, какие пары тиристоров блока 3 инвертировани  в данный момент открыты: тиристоры 7,1, 7.2 пр мого

тока или тиристоры 8,1, 8,2 обратног тока.

Кака  из пар тиристоров 7,1,7.2 и 8..1, 8.2 открыта, зависит от состо ни  RS-триггера .10. Каждый выход триггера 10 управл ет открытием одно пары тиристоров блока 3 инвертирован ( на чертеже показан случай, когда открыты тиристоры 8.1, 8.2 обратного тока), Если момент подачи тока возбудени  соответствует, такому пространственному расположению полюсов ротора относительно магнитного пол  об- мотки статора, при котором углова  скорость ротора увеличиваетс  (дви- .гательный режим), то знак активной мощности положителен, что соответствует по влению положительного сигн ла на выходе измерител  14 активной мощности. Положительный сигнал с выхода измерител  14 активной мощ-; ности, проход  через второй диод 23, второй пороговый элемент 22, четвертый формирователь 21 импульсов, логи чески11 элемент НЕ 20, вводит запрет на работу логических элементов И 18, и 19 через их вторые входы.

Ш

15

20

25

.

40 45 о

30

5

Но мере увеличени  с-хорости вращени  ротора до синхронной скорости, когда пространственное расположение полюсов ротора относительно магнитного пол  статора измен етс  и соответствует тормозному моменту на валу электродвигател  (генераторный режим) на выходе измерител  14 активной мощности по вл етс  отрицательньп сигнал. Этот сигнал через первый диод 15, пер- вьй пороговый элемент 16, третий формирователь 17 импульсов поступает на первые входы логических элементов И 18 И 19. В этот момент на вторых входах элементов И 18 и 19 присутствует сигнал логической 1, поскольку в этот момент четвертый формирователь 21 импульсов не вьщает сигнал логической 1. Пол рность напр жени  на обмотке 2 возбуждени  такова (включены тиристоры 8.1 и 8.2 обратного тока), что второй фор шрова- тель 13 импульсов вьщает сигнал логической 1, который поступает на

третий вход первого логического элемента И 18.

При указанной пол рности напр жени  на обмотке 2 возбуждени  пер- вьй формирователь 12 импульсов не вырабатывает сигнал логической 1. Сигнал с выхода первого логического элемента И 18 опрокидывает триггер 10, сигнал с выхода которого, поступа  на соответствующий вход блока 35 управлени  9.инвертора, запирает

тиристоры 8.1 и 8.2 обратного тока и

открывает тиристоры пр мого тока 7.1 и 7.2. Это приводит к изменению пол рности напр жени  на обмотке 2 возбуждени  и изменению знака сигна- ла на выходе измерител  14 активной мощности. Положительньй сигнал с выхода измерител  14 активной мощности блокирует дальнейшее переключение триггера 10 (до очередного по влени  отрицательного сигнала на выходе блока 14). Изменение пол рности напр жени  на обмотке 2 возбуждени  продолжаетс  до момента вхождени  электродвигател  в синхронизм, причем тиристоры пр мого тока 7.1 и 7.2 должны коммутироватьс  сигналом от определенного выхода триггера 10 (на схеме этот выход триггера соответствует выходу с логическим О).

Дл  того, чтобы избежать одновременного открыти  тиристоров пр мого 7.1, 7.2 и обратного 8.1, 8.2 тока

процесс коммутации осуществл ют в бестоковую паузу тиристорного возбудител . Образование бестоковой паузы тиристорного возбудител  4 предусмотрено алгоритмом его функционировани .

Если в момент подачи возбуждени  пространственное расположение ротора относительно магнитного пол  статора соответствует тормозному моменту на валу (генераторньй режим), то пол рность напр жени  на обмотке 2 возбуждени  измен етс  на противоположную . Пол рность напр жени  на обмотнитиого ПОЛЯ, создаваемого обмоткой статора электродвигател  1, такова, что момент на валу поддерживаетс  по сто нно одного (положительного) знака (двигательный режим).

По этой причине подача возбуждени может осуществл тьс  при значительно больших скольжени х, например 0,2- 0,3 и более (обычно подача возбуждени  соответствует скольжению 0,05), что приводит к увеличению момента на валу к снижению общего времени пуска Кроме того, поддержание положительно го момента на валу электродвигател 

10

ке 2 возбуждени  определ етс  состо - 5 благопри тно вли ет на внешнюю сеть

нием триггера 10 и тиристоров 7 и 8 блока 3 инвертировани . Положительный сигнал на выходе измерител  14 активной мощности присутствует лишь в том случае,, если момент на валу двигател  положительный (двигательный ), т.е. и при асинхронном пуске.

Если синхронный электродвигатель по какой-либо причине рыпал из синхнизма (снижение напр жени  сети, увеличение нагрузки на валу и др.), то пол рность напр жени  на обмотке возбуждени  измен етс  до тех пор, пока электродвигатель не войдет повторно в синхронизм. Процесс ресинх низации происходит аналогично описаному без по влени  тормозного момента на валу.

Измеритель 14 активной мощности должен быть безынерционным.

Блок 9 управлени  инвертора осуществл ет , раздельное управление пар тиристоров.7.1, 7.2 пр мого и обратного 8.1, 8.2 тока. , Напр жение питани  на блок 9 управлени  инвертора, триггер 10, логческие элементы И 18, И 19, НЕ 20, роговые элементы 16, 22,формирователи 12, 13, 17, 21 импульсов подаетс одновременно с подачей напр жени  на обмотку статора электродвигател 

Обмотка 2 возбуждени  во врем  пуска замкнута на пусковое сопротивление 5 с помощью тиристорного клю

лени  при синхронной работе электродвигател  ,

ча 6, который осуществл ет автомати- 50 ™ двум  парами тиристоров пр мого ческое отключение пускового сопротив- и обратного тока и блоком управлени  инвертированием, а схема вы влени  асинхронного хода дополнительно снабжена измерителем активной мощнос- 55 ти электродвигател , RS-триггером, первым и вторым логическим элементами И, первым, вторым, третьим и четвертым формировател ми импульсов, лоС момента подачи возбуждени  от тиристорного возбудител  4 до вхождени  в синхронизм пол рность магнит- iHoro пол  ротора, создаваемого обмот1кой 2 возбуждени , относительно маг- гическим элементом НЕ, первым и вто88873-6

нитиого ПОЛЯ, создаваемого обмоткой статора электродвигател  1, такова, что момент на валу поддерживаетс  посто нно одного (положительного) знака (двигательный режим).

По этой причине подача возбуждени  может осуществл тьс  при значительно больших скольжени х, например 0,2- 0,3 и более (обычно подача возбуждени  соответствует скольжению 0,05), что приводит к увеличению момента на валу к снижению общего времени пуска. Кроме того, поддержание положительного момента на валу электродвигател 

10

5 благопри тно вли ет на внешнюю сеть

0

25

30 шаетс .

электроснабжени , поскольку исключаютс  резкие скачки напр жени .

Предлагаемое устройство позвол ет осуществить пуск двигател  под нагрузкой (особенно это важно, когда механизм имеет вентил торную характеристику момента), автоматическую ресинхронизацию двигател  при асинхронном ходе, уменьшить потери энергии на пуск и снизить перегрев ротора при пуске. При этом работа регул тора возбуждени  тиристорного возбудител  4 осуществл етс  таким образом, что форсировка возбуждени  не нарушаетс .

Claims (1)

1. Формула изобре т. е н и  

   35 Устройство дл  возбуждени  синхронного электродвигател , содержащее ти- ристорный возбудитель, предназначен- . ный дл  подключени  через контактные кольца к обмотке возбуждени  синхрон40 ного электродвигател , пусковой резистор , предназначенный дл  подключени  через тиристорный ключ параллельно обмотке возбуждени  синхронного электродвигател , схему вы влени  асинхрон45 ного хода, снабженную датчиком напр жени  возбуждени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  при ресинхронизации, введен блок инвертировани , снабженрым пороговыми элементами, первым и вторым диодами, при этом управл ющие электроды тиристоров пр мого и обратного тока блока инвертировани  подключены к соответствующим выходам блока управлени  инвертированием, два входа которого подключены к выходам RS-триг гёра, вход S RS-триггера- подключен к выходу первого логического элемента И, вход R RS-триггера подключен к выходу второго логического элемента И, датчик напр жени  возбуждени  предназначен дл  подключени  параллельно обмотке возбуждени  синхронного электродвигател , первый выход указанного датчика через первый формирователь импульсов подключен к

   третьему входу второго логического элемента И, второй выход датчика напр жени  возбуждени  через второй формирователь импульсов подключен к третьему входу первого логического элемента И, первые входы первого и второго логических элементов И соединены между собой и череа третий формирователь импульсов, первый пороговый элемент и первый диод подключены к выходу измерител  активной мощности, которьй через второй диод, второй пороговый элемент, четвертый формирователь импульсов и логический элемент НЕ подключен ко вторым входам первого и второго логических элементов И.