Способ ресинхронизации синхронного двигателя

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕ Н Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заивлено 10,09,73 (21) 1957981/Ос присоединением заявкиосударстеенный комитетСовета Министраа СССРоо делам изооретенийн открытий(4 Б) Дата опубликования описании 24,08.77 53) УДК 621313,323.72) Авторы изобретения Сумц ременецкий, Н. И. Соколов н А союзный научно-исследовательский инстит) Заявит электроэнергетики 4) СПОСОБ РЕСИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННО ДВИГАТЕЛЯ еспечена, если точвключения и откИзобретение относится к регулируемымсинхронным электропрнвоавм и предназначается для обеспечения ресинхронизации синхронного двигателя ( С 1) ), работающегопод нагрузкой,Известен способ синхронизации синхронного двигателя путем однократной подачинапряжения возбуждения при наиболее благоприятномугловом положенииротора относительно поля статора 11 . Однако при такомспособе синхронизации не обеспечиваетсянадежная синхронизация при отиосительнобольшой частоте скольжения ротора,Достаточно эффективным и практическиприменяемым способом ресинхронизвции СДявляется способ частичной или полной разгрузки СД путем воздействия на приводимыймеханизм 21. Однако при осуществлениитакого способа неизбежно нйфшение технологического процесса.Известен также способ ресинхронизациипутем реверсирования тока в обмотке возбуждения или путем включения тока возбуждения на заданное время 31. Эффективность и надежность работы согласно этому способу может быть обно определены моменты лючения тока возбуждения.Цель изобретения - повышение надеж ности синхронизации двигателя.Это достигается тем, что согласно предлагаемому способу формируют зв одинэлектрический оборот ротора СД двв сигнала: основной и инверторный, определяемые 10 угловым положением ротора СД в пространстве н сдвинутые относительно друг другана 180 эл. град., осуществляют фазовыйсдвиг на заданный угол напряжения, замеренного на зажимах СД, через каждые пол периода полученного напряжения сравниваютпо фазе это напряжение с основным и инвестторным сигналами и при разности фаз указанного напряжения и основного сигнала меньше заданной величины осуществляет форси ровку напряжения возбудителя СД в течение заданного времени и безынерционнуюподачу напряжения возбудителя на обмотку возбуждения СД, а при разности фаз указанного напряжения и инвер торного сигнала меньшей заданной величи 562909ц осуществляют гашепие поля обмотки возбуждения СД.Ба чертеже изображена блок-схема устройства для осушоствлеггия предложенного способа, 5 15 На схеме:1 - синхронный двигатель;2 - приводимый механизл;3 - питающая система; 1 О 4 - облдотка возбуждения;5 - возбудитель;6 - система управления возбудителем;7 - блок преобразования угла;8 - блок сдвига по фазе;9 - блок сравнения по фазе;10 - блок преобразования импульсного сиг- нала;11 - блок безынерциоггной подачи сигнала.Блок 7 осуществляет формирование зв один электрический оборот ротора СД двух сигналов: основного и инверторцого, определяемых угловым положением ротора СД в пространстве и сдвинутых на 180 эл.град.С помощью блока 8 производится сдвиг 25 по фазе напряжения, замеренцого нв зажимах СД. Блок 9 осуществляет дважды за перио од опорного напряжения (каждьге 180 ) сравнение пофазе опорного напряжения с двумя периодическими сигналами и формирование импульс- ЗО ного сигнала на одном из выходов нри разности фаз опорного напряжения и одного из периодических сигналов меньшей заданной величины ( 3 ) в также формирование импульсного сигнала ца другом выходе при 35 расхождении фвз опорного напряжения и второго периодического сигнала меньшей заданной величины, Блок 10 осуществляет преобразование импульсного сигнала в сигнал заданной длительности, а блок 11- 40 безынерционную подачу напряжения возбудителя на обмотку возбуждения СД при наличии сигнала на основном входе и гашение полй путем безынерционного введения в цепь обмотки возбуждения гасительцого сопротивления при наличии сигнала на инверторном входе,При работе СД угловой сдвиг междуосновным сигналом углового преобразовате ля и опорным сигналом сдвинутым по фазе 50 на заданный угол Р по отношению к напряжению нв зажимах СД, составляет -3, где Ю - угол между продольной осью ротора и полем статора, а угловой сдвиг между инверторным сигналом углово го преобразователя и опорным сигналом составляет - 8;р + 1 80При нарушении синхронного режима СД под действием кратковременного возмушс ния (перерьгв питания, глубокая посадка 60 питающего напряжения, наброс моменте цавалу) происходит выбег С/1.При этом ца основном и ицверторцом вы -ходах блока 9, представляющего собой фгзочувствительцый орган, формируются импульсные сигналы, обусловленные непрерывнылизменением угла о, Импульсы на основномвыходевозникаютприуглах 566, -аББ +аа импульсы на инверторном выходе - приуглах, сдвинутых на 180 эл, град., т.е.при бЕб,р- ьЬ+ 180 В,а+а+ИО,Ширина зоны 2 Ы выбирается из условия,чтобы за шаг дискретности измерения угла г. =2 1 где 1 - частота в питающейосети, изменение, угла Ю не превышало величины 2 ао. Для этого необходимо, чтобы аб905(в градусах), где ",максимальное скольжение, с которого предполагается осуществлять успешную ресинхронизацию,Если 68- 905, мсжет происходить потеря информации об угле О в периодысравнения по фазе опорного напряженияс основным и инверторцым сигналами, связанными с угловым положением продольной оси ротора в пространстве.Под действием импульса возникающегона основном выходе блока 9 гоц вхожденииугла в указаннуюзоцу, блоком 10 создаетсясигнал заданной длительности, который обесцечиваетфорсировку напряжения возбудителя СД, и с помоцьюблока 11 осуществляетсябезынерционная подача нанряжеция возбудителя ца обмотку возбуждения СД, Длительностьсигнала гф, создаваемого блоком 10, должна быть больше, чел максимально возможное время одцог о проворота Ротора относительцо поля статорв, характерное для конкретных условий работы двигателя. В этом случае обеспечивается перекрытие сигналов навыходе блока 10 и наличие непрерывного сигнала форсировки на входе системы 6 управления возбудителем 5,Под действием импульса, формируемогонв инверторцом выходе блока 9 при вхожденди угла Р в зону й 8, -Ь 3+180 Еа,+го+180)производится с помощью блока 11 безынерционное введение гасительнщ о сопротивления в цепь обмотки возбуждения СД,благодаря чему осуществляется гашение поля СД.Таким образом, зв один проворот ротора осушествляется подача форсированноговозбуждения на СД при угле 0-аБРф- ьдд 8 1 и гашенцполя эбл; отки возбуждения СД при угле й 8; 180-68;оР+ 180 -ЬЫ дК 1, где ЬЮ: 18 о 6,так как сравнение по фазе опорного сигнала с сигналами, определяющими собой угл.".- вое положение ротора пгюизцодцтся двв ра"за за период (через каждые 180 ) изменения напряжения на зажимах статора СД.Такого рода циклическое возбуждение СД обуславливает дополнительный электрэ магнитный момент, приложенный к ротору 5 СД. Величина и знак этого момента зависят от углов Р, при которых осуществляется подача возбуждениям гашение поля СД.При подаче возбуждения при угле (, 10о(300, 330 ) с последующим гашением го.ня при угле, сдвинутом на 180 элград., т.е. при ц Г (120 150 ) происходит максимальный ускоряющий момент, Исследования показали, что этот момент является поста точным дня осуществпения успешной ресинхронизапии СД с неблагоприятными моменгными характеристиками при попной нагрузке нв валу из состояния асинхронного хода со скопьжением до 13% при реапьных потолках напряжения возбудителя(2 единицы к номинальному возбуждению) . 11 ри этом к моменту достижения синхронного режима возбуждение СД остается форсированным.В синхронном режиме блок 9 прекращает 5 формирование импульсов вследствие того, что угол 3 не попадает в указанные зоны, в результате чего по истечении времени, сигнал на выходе блока 10 исчезает, что переводит систему возбуждения СД с форсировочного на нормальный режим.Кратковременная форсировка возбуждения СД в послеаварийном синхронном режиме в течение времени 1 способствует повышению устойчивости узла нагрузки, к35 которому относится данный СД.Предложенный способ может быть исполу зован для осуществления ресинхронизации крупных синхронных двигателей при сохранении нвгрузочного момента на вапу. При осуществлении данного способа обеспечивается непрерывность технологического процесса при наличии кратковременных перерывов нормального электроснабжения СД, появляется возможность автоматизировать операции по ресинхронивацииД и значитепьно сократить издержки по эксплуатации синхронного привода, Особенно эффективно прэ менение данного способа для ресинхронизации тихоходного мощного синхронного электропривода, так как такие СД имеют очень неблагоприятные моментные асинхронные характеристики и работают обычно в ответственных непрерывных технологических циклах.формула изобретенияСпособ ресинхронизации синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением путем периодического включения и отключения напряжения возбуждения на заданное время, изменяющееся с частотой скольжения, причем моменты включения и отключения определяют по основному сигналу датчика положения ротора и опорному сигналу, сдвинутому на постоянный угол относительно фазынапряжения питания, о т л и ч а ю ш и й -с я тем, что, с целью повышения надежности синхронизации двигателя, формируютза каждый электрический оборот ротора си 1 ь.хроыного двигатепя инверторныи сигнал,сдвинутый на 180 эп. град. относитепьно основного сигнала, через каждые поппериода опорногосигнапа сравнивают по фазе с этим сигнапом основной и инверторный сигналы и приразности фаз опорного и основного сигнапов,меньшей заданной величины, осуществляютподачу напряжения возбуждения, а при рености фаз указанных опорного и инверторногосигналов, меньшей заданной величины, осуществляют отключение напряжения возбужденияи гашение поля обмотки возбуждения синхрон-.ного двигателя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США % 3354368, кп. 318-176, 1967.2. Сыромятников И, А, Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей, ГЭИ1 963.3. Известии ВУЗов, Энергетика"1958,10, с, 1-8.Составитель В. ТарасовРедактор Т. Загребельная Техред М. Левицкая Корректор Л. Неболаказ 86 70 Тираж 917 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113038, Москва, Жс 38, Раушскаи наб., д. 4/8 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4