Способ пуска синхронного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (И) ВН 02 Р 534 САНИЕ ИЭОБРЕТ 2) УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2683736, кл. Н 02 Р 5/34,1978.2. Авторское свидетельство СССР9 604112, кл. Н 02 Р 5/34, 1975.(54)(57) спосоБ пуска синхРонногоДВИГАТЕЛЯ, ци котором в его обмотмупоследовательно во времени подаютосновной постоянный ток и дополнительный постоянный току намагничивающая сила которого сдвинута по фазе на угол 32 относительно намаг-"ничивающей силы основного постоянного тока, после чего регулируютчастоту тока якоря в соответствиис измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с цеФ ю "расширения функциональных возможностей путем обеспечения пуска синхронного двигателякак с электромагнитным возбуж,анием,так и с возбуждением от постоянныхмагнитов, указанные постоянные токиподают в обмотку якоря синхронногодвигателя, причем величина каждоготока определяется нагруздчным моментом, а основной постоянный ток подают в течение времени, необходимогодля синхронизации намагничивающихсил якоря и индуктора синхронногодвигателя.Возникающий электромагнитный момент обеспечивает вращение вала двигателя (вектора намагничивающей силы индуктора), с момента начала которого измеряется,ЭДС двигателя, и в соответствии с ее частотой регулируется частота тока в обмотке якоря.На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего Изобретение относится к электротехнике, в частности к способампуска синхронных двигателей, имеющих как электромагнитное возбуждение,так и возбуждение от постоянныхмагнитов, и может быть использовано, 5например, для пуска синхронныхгидромоторов и турбогенераторов.Известен способ пуска синхронного двигателя с тиристорным коммутаторомв цепи статора от регулируемого источника постоянного тока посредствомпоочередного переключения .тиристоровс определением пары тиристоров, которая должна быть включена первой приподаче тока возбуждения путем опреде ления полярности импульсов напряжения, индуцироваеных В обмотке возбуждения. После включения первойпары тиристоров переключение тиристоров происходит по заранее заданному алгоритму. После достаточного разгона двигателя дальнейшее управление переключением тиристоров происходит в зависимости от моментов перехода через ноль ЭДС, наводимой ,в статорных обмотках 13.1Недостатком известного способа является то, что его техническая реализация требует дополнительного оборудования для.определения пары О тиристоров, которая должна быть включена первой, причем в основном режиме управления двигателем это оборудование не используется. Кроме того, в начальный период при отработке алгоритма пуска разгон идет по разомкнутому циклу, что может привести к выпадению двигателя из синхронизма (к опрокидыванию) из-за невозможности учета особенности конкретной нагрузки на валу. 40Наиболее близким к изобретению является способ пуска синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением, при котором в обмотку индуктора подают последовательно во 45 времени два постоянных тока, намагничивающие силы которых сдвинуты на угол 7/2, после чего регулируют частоту тока якоря в соответствии с измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя, при этом в момент подачи первого тока производят измерение и интегрирование Фазных ЭДС двигателя р целью получения .начальных значений напряжений ориентации 2 .Недостатком этого способа является то, что он реализуется только при пуске синхронных двигателей с электромагнитным возбуждением и непригоден при пуске синхронных двигателей с возбуждением от постояянных магнитов.Целью изобретения является расширение фукнциональных возможностей обеспечения пуска синхронного дви гателя как с электромагнитным возбуждением, так и с возбуждением от постоянных магнитов.Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу пуска синхронного двигателя, при котором в его обмотку последовательно во времени подают основной постоянный ток и дополнительный постоянный ток, намагничивающая сила которого сдвинута по фазе на угол У/2 относительно намагничивающей силы основного постоянного тока, после чего регулируют частоту тока якоря в соответствии с измеряемой частотой ЭДС синхронного двигателя, упомянутые постоянные токи псдают в обмотку якоря синхронного двигателя.при этом величина каждого из токов .определяется нагрузочным моментом, а основной постоянный ток подают в течение времени, необходимого для синхронизации намагничивающих.сил якоря и индуктора синхронного двигателя.В соответствии с предложенным снособом пуска синхронного двигателя предусматривается определенная последовательность операций во времени. Вначале подают в обмотку якоря основной постоянный ток, величина которо" го определяется нагрузочным моментом приложенным к валу синхронного, двигателя. Максимальная величина тока ограничивается возможностямипреобразователя энергии обеспечивающего питание обмоток якоря, и перегрузочной способностью данного двигателя, минимальная величина тока должна быть достаточной, чтобы развивался момент синхронизации намагничивающих сил якоря и индуктора. Под действием указанного момента синхронизации вал двигателя начинат поворачиваться. Через расчетное время выдержки, определяемое нагрузочным моментом, намагничивающие силы якоря и индуктора синхронизируются, после чего в обмотку якоря подают дополнительный постоянный.,ток, намагничивающая сила которого сдвинута по фазе на У/2 относительно первоначально поданного тока. Величина этого дополнительного тока также определяется нагрузочным моментом, приложенным к валу синхронного двигателя.данный способ пуска синхронного двигателя.Устройство содержит синхронный .двигатель 1,йок задания реактивного тока 2, блок задания активного тока З,преобразователь координат 4, преобразователь энергии 5, блок датчиков ЭДС б,блок интеграторов 7, векторный анализатор 8, блок датчиков фазных токов 9 и блок датчиков фазных напряжений 10. Выходы блоков заданий реактивного и активного токов 2 и 3 подключены к входам преобразователя координат 4, входы для опорных сигналов которого соединены с выходами векторного анализатора 8., а выходы подключены к управляющим входам преобразователя энергии 5, соединенного с обмоткой якоря синхронного двигателя 1. Входы блока датчиков ЭДС 6 соединены. с выходами блокоь датчикОв фазных токов и напряжений 9 и 10, а его выходы через блок интеграторов 7 подключены к входам векторного анализатора 8, выходы которого соединены такжес управляющими входами блока интеграторов,7.Устройство для реализации предложенного пуска синхронного двигателя работает следующим образом.Начальный постоянный ток, подаваемый в обмотку якоря синхронного двигателя 1, определяется сигналом Опоступающим с выхода блока задания реактивного тока 2 на соответ.ствующий вхо) преобразователя коррдинат 4, на выходах которого формируются управляющие сигналы для преобразователя энергии 5, выполненного в виде управляемого источника тока,1Необходимые для преобразователя координат 4 опорные сигналы поступа.ют с выходов векторного анализатора 8 в виде случайных величин, соотнетстнующих уо Я, сов 6, гдейн- произвольный начальный угол, не связанный с положением вектора намагничивавщей силы индуктора синхронного двигателя 1, Устойчивость указанных случайных величин, принятых за опор-, ные сигналы, обеспечивается цепью нормированной положительной обратной связи, охватывающей блок интеграторов 7, выполненный на основе апериодических звеньев с большой постоянной времени, и векторный анализатор 8. При этом начальные величины сигналов на ныходах интеграторов устанавливаются в соответствии со значениями вьОн,сов 0. Полученные на выхо" дах преобразонателя энергии 5 Фазные токи поступают в обмотки якоря синхронного двигателя, имеющего независимую цепь электромагнитнОго возбуждения индуктора или с возбуждением от постоянных магнитов. В общем случае векторы намагничивающих сил якоря и индуктора не совпадают, и в результате их взаимодействия образуется электромагнитныймомент, приводящий к повороту валасинхронного двигателя 1(поворотувектора намагничивающей силы индуктора) . В течение времени,необходимогсдля синхронизации намагничивающихсил якоря и индуктора, фазные токи 10 синхронного двигателя 1 определяютсятолько сигналом У . По окончаниисинхронизации намагничивающих силякоря и индуктора (время синхронизацииопределяется расчетным путем, 15 исходя из статического моментанагрузки и момента инерции связанных с валом .синхронного двигателя1 механических частей) аргументопорных сигналонВ 1 пЯ, совЯн на выходе векторного аналйзатора 8 ужеотражает угловое положение векторанамагничивающей силы индуктора(нала синхронного двигателя Ц . Вэтот момент в обмотку якоря синхронного двигателя 1 подают дополнительный постоянный ток, определяемыйсигналом О, поступающим с выходаблока задания активного тока 3 насоответствующий вход преобразователякоординат 4. Намагничивающая силаэтого дополнительного тока сдвинутапо фазе на и/2 относительно намагничивающей силы первоначально поданного тока, определенного сигналомОВ. Указанный фазовый сдвиг обесЗ 5 печивается соответствующим преобразованием сигнала 0,1 н управляющиесигналы преобразователя энергии5 с помощью преобразователя координат 4, на входы которого поступают ,40 упомянутые опорные сигналы н нидеЫООЯ р СОЯ О(Возникающий при этом электромагнитный момент приводит во вращениенал синхронного днигателя 1, с момента начала. которого производитсяформирование фазных ЭДС на выходахблока датчиков ЭДС б, величинаи частота которых .определяются скоростью вращения двигателя. По полу ченным Фавн Эдс в блокеиитеграторов 7 формируются фазные гармонические сигналы, амплитуда которыхопределяется потоком возбуждениясинхронного двигателя 1, а аргумент угловым положением вала, По указанным сигналам в векторном анализаторе 8 получают опорные гармоническиесигналы 51 (Ян+й), ссь (й+ Я ).,где О- текущий угол поворота вала 6 О синхронного двигателя 1, поступающиеиа соответствующие входи преобразователя координат 4. Регулированиеопорного тока синхронного двигателя1 осуществляется н соответствии с (5 указанными гармоническими сигналами,1086534 Составитель Ь. ГоловченкоРедактор Л. Повхан Техред Н, Надь корректор С.юекмар Заказ 2264/51 , Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий-35 Ра окая наб .4 5113035, Москва, Ж , уш д /филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 частота изменения которых в установившемся режиме вращения пределяется синхронной скоростью.В рассмотренном устройстце начальные опорные сигналыЯдй, сделан на выходах векторного анализатора .8 5 сформированы беэ учета реакции якоря двигателяРеакция якоря может быть учтена ввЕдением в устройство дополнительного преобразователя координат, включенного в цепь положитель- О ной обратной связи, охватывающЕЙ блок интеграторов 7, и связанного с блоком задания реактивного тока 2.После осуществления пуска синхронного двигателя 1 сигнал 0 корректируется в зависимости от тресуемо" го режима работы. Указанная коррекФ тнровка подразумевает переключениесигналаО на ноль либо его реверсиэрование по сигналу оператора, илиавтоматически-по достижении опрвделенной скорости, измеряемой датчиком скорости (сигнал скорости в рассмотренном устройстве может бытьполучен также по выходным сигналамблока датчиков ЭДС 6). Таким образом, способ пуска синхронного двигателя предусматривает определенную последовательность ао времени подачи токов только в обмот; ку якоря и может быть реализован независимо от типа возбуждения двигателяг электромагнитного или от по" стоянных магнитов.