Способ пуска машины переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска машин переменного тока, а именно для пуска асинхронизированных синхронных машин.Известен способ пуска мощных синхронных машин, при котором на время пуска обмотка возбуждения подключается к регулируемому или нерегулируемому резистору, а статорные обмотки подключаются непосредственно к пита ющей сети 1 .Недостатком такого способа является возникновение значительных пусковых токов, превышающих номинальное значение тока статора машины. 15Известен также способ пуска синхронной машины, питаемой от преобразователя частоты, вентили которого переключаются по сигналам датчика положения ротора 2 .20Недостатком способа является сложность его реализации из-за наличия датчика положения ротора, механически связанного с .валом машины. Применение датчика положения ротора усложняет конструкцию машины, к тому же установка его на уже эксплуатирующихся машинах не всегда возможна.Наиболее близким к изобретению является способ пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инверторутока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконвертору, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторов, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют знаки текущих ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим началь ным подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора. Причем эти ЭДС используются системой управления ин вертором ГЗД .Однако в мощных машинах переменного тока с несколькими обмотками на массивном роторе система возбужцения, включая преобразователи частоты, рассчитана на узкий диапазон изменения частоты, например в асинхронизированном синхронном электромеханическом преобразователе частоты, либо лишь на доворот вектора потока магнитного поля ротора, например, в синхронной машине с продольно-поперечным регулированием возбуждения. Длительная работа с увеличением частоты напряжения питания обмоток воз буждения ведет к увеличению потерь в роторе, Применение известного способа пуска таких машин требует специального выполнения ротора, завышения установленной мощности преобразователей частоты в цепи возбуждения и в то же время не обеспечивает достаточного по величине значения пускового электромагнитного момента. Таким образом, этот способ пуска не может найти применение в мощных асинхрониэированных синхронных машинах из-за низкой эффективности и надежности.Целью изобретения является повышение эффективности и надежности пуска путем создания максимального пускового вращающего момента машины переменного тока.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска машины переменного тока, обмотки якоря которой подключены к зависимому инвертору тока, а многофазная обмотка индуктора - к циклоконверторам, при котором обеспечивают начальное изменение токов в фазах обмотки индуктора с помощью циклоконверторон, создавая вращающееся магнитное поле в обмотках индуктора, определяют текущую комбинацию знаков ЭДС, наведенных в фазах обмотки якоря, с последующим подключением определенной комбинации фаз обмотки якоря к источнику питания через соответствующие группы вентилей инвертора, и разгоняют машину путем периодического переключения вентилей инвертора, дополнительно задают группу вентилей инвертора,включаемую первой, создавая этим самым требуемую комбинацию знаков ЭДС,наведенных в фазах обмотки якоря, и при их совпадении переводят циклоконверторы в режим выпрямителей, запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора, формируют команду на включение ранее заданной группы вентилей инвертора и в процессе разгона подцерживают значения токов в фазах индуктора постоянными.На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ пуска машины переменного тока; а на фиг.2 - кривая изменения момента.Схема содержит асинхронизированную синхронную машину 1, обмотка якоря 2 которой подключена к зависимому инвертору 3 тока, а обмотка индуктора 4, как минимум двухфазная, подключена к выходам циклоконверторов 5, датчики б ЭДС фаэ 7-9 якоря, выходы датчиков б подсоединены к логическому блоку 10, который в свою очередь первыми шестью выходами подключен к первому блоку управления 11 инвертором, а другим выходом - к второму блоку 12 управления циклоконверторами. Инвертор 3 тока содержит вентили 13-18.Вращающий электромагнитный момент машины определяется зависимостьюМ=М з 1 п с1069106 89 779 13 и 14 14 и 15 15 и 16 16 и 17 17 и 18 18 и 13 Вентили Перед пуском машины вначале выби- включаемую первой, т.е. функцию 2рают группу вентилей инвертора тока 65 =1, тем самым определяют положение где у - угол между магнитными осямиякоря и индуктора или между совпадающими по направлению с ними, изображающимися векторами магнитныхпотоков ф 1 поля якоря исР5поля возбуждения,Мя - максимальное значение электромагнитнсго вращающегомомента машины при : к 2 .10Кривая изменения электромагнитно-го вращающего момента в зависимостиот углового положения изображающеговектора магнитного потока возбуждения 9 для данной пары вентилей,например, 17-18 инвертора представлена на фиг.2,Среднее значение электромагнитного момента машины на интервале повторяемости работы инвертора тока, равном и /3 рад, определяется заштрихованной площадью (фиг.2) и принимает свое наибольшее значение при изменении углав диапазоне от ч /3 до12 3 /3, т.е. при начальном значенииугла между магнитными осями индуктоРа и якоРя Чнач Способ поясняется на примере работы устройства (фиг.1).Для пуска машины переменного тока,30 конкретно асинхронизированной синхронной машины 1, циклоконверторами 5 изменяют токи в фазах обмотки индуктора 4Пространственный сдвиг фазных обмоток индуктора и времен ной сдвиг протекающих по ним токов обуславливает наличие магнитного поля, вращающегося относительно неподвижных индукторов 4 и якоря 2 с заданной частотой. Изображающий вектор магнитного потока индуктора Ф 2 вращается вместе с магнитной осью индуктора, С помощью датчиков б определяют знаки ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря 2. На выходе датчиков б формируется логические сигналы У , ч.э, Ч 9 + - соответствующие положительной полярности ЭДС, наведенных в фазах 7-9 обмотки якоря,У - соответствующие отрица 71 8 ъ 9тельной полярности ЭДС, наведенных в 50 фазах 7-9 обмотки якоря. Эти сигналы поступают на входы логического блока 10, реализующего логические Функции55Ч 9 Ч Д 889 Е т8 т 7 19 199 Г 9 8 8Е 98.8 тт 8 7 1919г 9 89 "8 т 9 т 98 78Логическая функция Ет 9 принимаетзначение логической "1" при совпаде/нии изображающего вектора Ф магнитного потока индуктора с магнитнойосью поля якоря, образованной полями фаз 7 и 9, вызванными протеканием тока через вентили 13 и 14 инвертора 3. Аналогично, Е 89 соответствует совпадению вектора 4 г с магнитной осью фаэ 8 и 9 в результате протекания тока по вентилям 14 и 15.Далее соответственно287 магнитная ось фаз 7 и 8, вентили 15 и 16;Е 97 магнитная ось фаз 9 и 7, вентили 16 и 17;Е 98 магнитная ось фаз 9 и 8, вентили 16 и 18,8 магнитная ось фаз 7 и 8, вентили 18 и 13.Функция 4 1 принимает значениелогической "1" при совпадении векторасР магнитного потока поля индуктора 4 с любой магнитной осью фаз обмоток якоря. По сигналу Я, =, поступающему на вход блока 12 управленияциклоконверторами 5 запоминают мгновенные значения токов в фазах обмотки индуктора 4, циклоконверторы,55переводят в режим выпрямителей и вдальнейшем поддерживают значения токов в фазах индуктора 4 постоянными.Этим самым фиксируют в пространствеположение вектора магнитного потокаи магнитной оси магнитного поля индуктора. СигналУ Я - 1 соответствуетодин иэ сигналов=11 = 7, 8,19; 1 =7, 8, 9 , который поступает насоответствующий вход блока 11 управления инвертором 3 и включает группу вентилей инвертора, протекание тока через которые определяет магнитную ось якоря и положение изображающего вектора магнитного потока Р, поля якоря, сдвинутых относительноизображающего вектора магнитного потока Ф поля индуктора на начальныйугол ,ч = (3 по направлению вращения вала. Соответствие между сигналами 1=1 и номерами вентилей ин)вертора 3, которые включают первыми,таково.1069106 Составитель В.ТарасовРедактор Н.Бобкова Техред Л.Пилипенко рректор А. Пдписное Тираж 6 ФТГосударственноголам изобретенийМосква, Ж, Ра акаэ 11487/53ВНИИПИ а СССРийаб., д.4/5 м т к 3035 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4 магнитной оси якоря 2 и отстоящей отнее на к /3 рад магнитной оси якоря, при совпадении с которой фиксиРуют мгновенное значение токов в фазах обмотки индуктора 4 и положениев пространстве изображающего векторамагнитного потока Ф поля индуктора.Затем, периодически переключая вентили 13-18 инвертора 3, разгоняют машину 1,Предлагаемый способ позволяет эффективно, т.е. эа минимальное время, и надежно с максимальным пусковым вращающим моментом, эа счет создания оптимального начального значения угла между магнитными осями якоря и индуктора, в нужном направлении обеспечить пуск машины, переменного тока с многофаз ной обмоткой индуктора, например асинхронной синхронной машины.