Способ пуска синхронного двигателя с блоком пуска

)5 Н 02 Р 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО использугателей, хронного о его ста возбужательно и блок 5 именной ри разно- а ротора тной комГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4796772/07 (22) 15,01.90 (46) 07.08.92.Бюл.М 29 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им, М.А.Арсеничева (72) В,Б,Низимов и С,В.Колычев (56) Абрамович Б,НКруглый А.А. Возбуждение, регулирование и устойчивость синх-, ронных двигателей. - Л,:Энергоиздат, Ленинград, отд.,1983, с,22, рис,2-3, с.96-99.Бабурин В.Б., Сумцов И,А. О повышении продольного электромагнитного момента машин переменного тока в асинхронном режиме. Труды ВНИИЭ. М 1979, вып.57, с,65-.71 (прототип способа).Гольмаков Ю.И., Новиков Н.Н., Шутько В,Ф. Энергетический критерий синхронизации синхронного двигателя при асинхронном пуске,-Электричество, 1983, М 9, с.24-28,Патент ФРГ В 1945801, кл. Н 02 Р 1/50, 1973.Авторское свидетельство СССРМ 1377992, кл, Н 02 Р 1/50, 9/12, 1986.(54) СПОСОБ ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С БЛОКОМ ПУСКА(57) Использование: изобретениеется для пуска синхронных двиСущность изобретения: пуск синдвигателя 1 заключается в том, чттор подключают к сети, а обмоткудения замыкают на последовсоединенные пусковой резистор 4емкостной компенсации при однополярности ЭДС и тока ротора. Пименной полярности ЭДС и токключом 6 шунтируют блок 5 емкоспенсации. 2 з,п. ф-лы, 1 ил.(2) (3) 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам пуска синхронных машин с электромагнитным возбуждением и может быть использовано для пуска синхронных двигателей.Целью изобретения является повышение надежности пуска синхронного двигателя за счет повышения среднего пускового момента, создаваемого обмоткой возбуждения.Поставленная цель достигается тем, что в способе пуска синхронного двигателя с блоком пуска, выполненным в виде последовательно соединенных пускового резистора и блока емкостной компенсации, при котором подключают статор к сети и замыкают обмотку возбуждения на пусковой блок, определяют полярность ЭДС и тока ротора и при различной их полярности шунтируют блок емкостной компенсации.Кроме того, поставленная цель достигается тем, что при шунтировании блока емкостной компенсации дополнительно повышают кратность пускового резистора.Поставленная цель также достигается тем, что дополнительно контролируют величину скольжения и указанное шунтирование, проводят при достижении ротором заданной величины скольжения,В режиме асинхронного пуска синхронного двигателя из-за фазового сдвига между ЭДС и током обмотки возбуждения (ОВ), обусловленного характером нагрузки, двигательный момент развивается лишь в интервалы времени, когда полярность ЭДС и тока одноименны. В интервалы времени, соответствующие разноименной полярности ЭДС и тока, обмотка возбуждения создает тормозной момент, Поскольку средний пусковой момент, обусловленный обмоткой возбуждения, за один проворот ротора синхронного двигателя слагается из ускоряющего (двигательного) и тормозного моментов, то, принудительно воздействуя на амплитуду и фазу тока обмотки возбуждения путем включения и отключения блока емкостной компесации, повышают ускоряющий и снижают тормозной моменты, что в итоге приводит к росту среднего пускового момента.Полагая начальную фазу ЭДС обмотки возбуждения равной нулю, получаютЕгЕъ 3 и Яо 1, (1) где Еь - амплитудное значение ЭДС ОВ;Я - фиксированное значение скольже. ния;с - текущее время.Ток в обмотке возбуждения отстает от ЭДС на угол ф (1),5 10 15 20 25 30 35 31 гп 3 п(Зо 1 ф)Е 1 а Яогде ь амплитудное значение тока;г - активное сопротивление обмотки возбуждения;Кг - кратность пускового резистора; Т - переходная постоянная времени по продольной оси полюсов синхронного двигателя.ТЙ агс 9 1+К (4) При введении блока емкостной компенсации переходная постоянная времени определяется выражением:1 Х - Хс/Яг(5)ггде Х, Хс - соответственно индуктивное сопроитивление обмотки возбуждения и приведенное значение емкостного сопротивления на частоте сети,Изменяя величину сопротивления блока емкостной компенсации в функции скольжения, уменьшают переходную постоянную времени, увеличивают амплитуду тока ротора с одновременным уменьшением его фазы при одноименной полярности ЭДС и тока ОВ, При разноименной полярности указанных величин шунтируют блок емкостной компенсации, увеличивают переходную постоянную времени, уменьшают амплитуду тока ОВ с одновременным увеличением его фазы. Кроме того, увеличивая кратность пускового резистора, дополнительно уменьшают амплитуду тока обмотка возбуждения,На чертеже приведена функциональная схема устройства для реализации способа пуска синхронного двигателя.Устройство содержит синхронный двигатель 1 с датчиком 2 ЭДС ротора и с обмоткой 3 возбуждения, параллельно которой подключены последовательно. соединенные между собой пусковой резистор 4 и блок 5 емкостной компенсации, шунтируемый управляемым ключом 6 двухсторонней проводности, управляемый возбудитель 7, блок 8 скольжения, выходом соединенный с блоком 5 емкостной компенсации, и последовательно включенный с обмоткой возбуждения 3 датчик 9 тока ротора. Сигналы с датчиков ЭДС 2 и тока 9 поступают соответственно на компараторы 10 и 11, выходы которых связаны со входами элемента И 12 и входами двух элементов НЕ 13 и 14. Выходные сигналы элемента НЕ 13 и 14 поступают на вход элемента 15.Выходы элементов И 12 и 15 соединены с входом элемента ИЛИ-НЕ 16, выход которого через усилитель 17 соединен с входом управляемого ключа 6 двухсторонней проводимости. 5Способ пуска синхронного двигателя осуществляется следующим образом.Асинхронный пуск синхронного двигателя 1 начинается после подключения его к сети переменного тока. При этом обмотка 3 10 возбуждения замкнута на пусковой резистор 4 и блок 5 емкостной компенсации, управляемый ключ 6 двухсторонней проводимости разомкнут, а управляемый возбудитель 7 отключен (например, снятием 15 управляющих импульсов с тиристоров), При этом происходит емкостная компенсация индуктивности контура возбуждения, вследствие чего возрастает амплитуда тока обмотки возбуждения и уменьшается его 20 фазовый сдвиг по отношению к ЭДС обмотки возбуждения. При положительном значении ЭДС и тока, полярность которых определяют датчиками 2 и 9, на выходе компараторов 10 и 11.появляется уровень логи ческой 1, в результате чего на выходе элемента И 12 появится также уровень логической "1", а на выходе элементов НЕ 13 и НЕ 14 - уровень логического "О". Сигнал уровня логической "1" с элемента И 12 по ступает на один из входов элемента ИЛИНЕ 16, преобразуясь на выходе в уровень логйческого "О", в результате чего управляемый ключ 6 двухсторонней проводимости остается разомкнутым при одноименной 35 полярности ЭДС и тока ротора.При изменении полярности ЭДС ротора (разноименная полярность ЭДС и тока) на выходе компаратора 10 появляется уровень логического О, а навыходе компаратора 11 40 остается уровень логической "1", в результате чего на выходе элемента И 12 появляется уровень логического"0", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 16 уровень логической"1", что приводит к включению управляемо го ключа 6 через усилитель 17. В результате этого ток в обмотке возбуждения уменьшается и изменяется его фаза, что приводит к уменьшению тормозного момента, создаваемого обмоткой возбуждеНия.50Приф смене йолярности тока обмотки возбуждения (одноименная отрицательная полярность ЭДС и тока ротора) на выходе компараторов 10 и 11 появляются уровни логического "0", на выходе элементов НЕ 55 13, 14 и И 15 - уровни логической "1", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 16 - уровень логического "0", в результате чего происходит отключение управляемого ключа 6 двухсторонней проводимости и компенсация индуктивности обмотки 3 возбуждения. Приэтом происходит рост тока ротора с одновременным уменьшением его фазы, а двигательный момент, создаваемый обмоткойвозбуждения, возрастает. При смене полярности цикл работы устройства повторяется,В идеальном случае полной компенсации индуктивности ток совпадает по фазе сЭДС и обмотка возбуждения за каждый проворот ротора создает только двигательныймомент. При частичной компенсации индуктивности появляется фазовый сдвиг междуЭДС и током ротора, однако двигательныемоменты будут больше, а тормозные- меньше по сравнению с известными способамипуска синхронного двигателя,В качестве датчика 2 ЭДС обмотки возбуждения может быть использована дополнительная обмотка, состоящая из одногоили нескольких витков, уложенных поверхосновной обмотки возбуждения. Связь датчика 2 ЭДС с компаратором 10 в бесщеточных системах непосредственная, а встатистических системах независимого возбуждения эта связь обеспечивается применением двух контактных колец и щеточногоаппарата,Блок 5 емкостной компенсации можетбыть выполнен в виде емкостных стержней,уложенных в пазы ротора синхронного двигателя и электрически соединенных междусобой. В этом случае блок скольжения ненужен, так как емкостное сопротивление автоматически изменяется в функции частотыЭДС ротора или скольжения в результатеэффекта вытеснения тока в емкостных стержнях.Кроме того, блок 5 емкостной компенсации может быть выполнен из и емкостныхэлементов конденсаторов), которые подключаются параллельно друг другу в функции скольжения управляемым ключамидвухсторонней проводимости по сигналублока 8 скольжения. В этом случае последний может быть выполнен, например, по.известной схеме и должен быть дополненисполнительными выходами для включенияуправляемых ключей двухсторонней проводимости.Способ пуска синхронного двигателяможет иметь модификации. Например, дляуменьшения тока ротора при разноименнойполярности ЭДС и тока управляемый ключ6 может коммутировать блок 5 емкостнойкомпенсации через дополнительно введенный резистор необходимой кратности.При необходимости повышения среднего электромагнитного момента, создаваемого обмоткой возбуждения, на требуемомучастке асинхронной характеристики емко1753568 Составитель В, НизимовРедактор М. Бланар Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич Заказ 2773 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 стную компенсацию индуктивности контуравозбуждения проводят начиная с некоторого наперед заданного значения скольжения, При этом с блока 8 скольженияиспользуют дополнительный сигнал для 5включения ключа 6 до момента достиженияротором заданной величины скольжения,после чего снимают сигнал, включающийключ 6.Применение, предлагаемого способа. 10позволяет повысить надежность режимаасинхронного пуска синхронного двигателяза счет увеличения среднего момента, создаваемого обмотка возбуждения,Формула изобретения 151. Способ пуска синхронного двигателяс блоком пуска, выполненным в виде последовательно соединенных пускового резистора и блока емкостной компенсации, при котором подключают статор к сети и замыкают обмотку возбуждения на пусковой блок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности пуска за счет повышения среднего пускового момента, определяют полярность ЗДС и тока ротора и при их различии шунтируют блок емкостной компенсации.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что при шунтировании блока емкостной компенсации дополнительно повышают кратность пускового резистора.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительно контролируют величину скольжения и указанное шунтирование проводят при достижении ротором заданной величины скольжения.