Способ пуска синхронной машины

(22) Заявлено 221178 (21) 2683736/24-07 Р 1 М К з с присоединением заявки М 9 -Н 02 Р 1/50 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.9 (088.8) Дата опубликования описания 15.04,82(71 Заявитель ст тута овск тделение научно-исследовател постоянного тока НХРОННОЙ МАШИНЫ(54) СПОСОБ ПУ услож- устаиов- атирую- всегда о технич ю являет Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам пускасинхронных машин, и может быть ис-,пользовано, например, для пуска синхронных.двигателей, гидроагрегатовгидроаккумуляторных электростанций,синхронных компенсаторов и др.Известен способ пуска синхронноймашины, состоящий в том, что обмоткувозбуждения при пуске замыкают нанекоторый, в частности, регулируекыйрезистор, а статорные обмотки. под.кл очают .к сети (асинхронный пуск) 1Недостаток такого способа пускасостоит в том, что амплитуда пускового тока значительно превышаеа номинальное значение.Другой из известных способов пуска синхронных машин предусматриваетиспользование преобразователя частоты в цепи якоря синхронной машины,управляемого от датчика положенияротора 2) .Применение такого датчиканяет конструкцию двигателя,ка же датчиков на уже эксплущихся синхронных машинах невозможна;Наиболее близким и еской .сущности к изобретени ся способ пуска синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, иоднофазной обмоткой индуктора, прикотором подают опросные импульсына одну из обмоток синхронной машины, определяют угловое положениеиндуктора по ЭДС, наведенной в дру"гой обмотке синхронной машины, гальванически не связанной с первой, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимовключить первой, и включают ее 131.Использование этого способа дляпуска высоковольтных синхронных машин затруднейо, поскольку получениеинформации со стороны якоря высоковольтной синхронной машины в виденизковольтного сигнала, гальванически отделенного от цепи якоря,требует существенных аппаратурных затрат;Обмотки якоря высоковольтных синхронных машин имеют малое число вит ков, тогда как обмоткииндукторовэтих машин многовитковые. Допустимая амплитуда напряжения опросногоимпульса ограничена уровнем изоляцииобмотки индуктора, в результате сиг нал, наведенный в.высоковольтной обмотке якоря и переданный на потенциал земли и для логической обработки, составляет сотые доли процента от номинального напряжения синхронной машины, Это требует либо существенного увеличения мощности цепей съема 5 сигнала, либо применения высокоВольтных разъединителей.Цель изобретения - упрощение реализации при обеспечении пуска высо" ковольтной синхронной машины. ОПоставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска синхронной машины опросные импульсы подают на две фазы обмотки якоря путем включения соответствующей груп пы вентилей преобразователя частоты, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора, н запоминают ее, выключают вентили преобразователя и через заданный временной интервал включают другие фазы обмотки якоря, измеряют ЭДС, наведенную в обмотке индуктора, и по измеренным величинам ЭДС определяют угловое положение индуктора. 25На чертеже Приведена схема реализации способа пуска синхронной машины,Синхронная машина содержит якорную обмотку 1 и обмотку индуктора 2.Якорная обмотка подключена к преобразователю частоты 3, состоящему изуправляемого выпрямителя 4, сглаживающего реактора 5 в звене.постоян. ного тока и инвертора с вентилями 356 - 11. К обмотке индуктора подключены управляемый возбудитель 12 идатчик 13 напряжения, на выходе которого включен блок 14 вычисления угла,Сигналы с этого блока поступают на . 40систему управления 15 вентилями б11 инвертора и систему управления 16выпрямителя 4,Устройство работает следующимобразом, 45При поочередном переключении тиристоров инвертора и воздушном зазоре синхронной машины создаетсявращающееся магнитное поле. Мгновенное значение электромагнитного момента синхронной машины определяется векторным произведением изображающих векторов тока статора и токавозбуждения.Величина и знак начального значения момента при отпирании первойпары тиристоров инвертора (т.е,когдаиндуктор синхронной машины еще невращается) зависит от угланачального значения угла между продольной осью индуктора с 1 и изображающим вектором тока якоря, положение которого определяется комбинацией включенных тиристоров инвертора.Для обеспечения требуещюх знаков ивеличины начального момента необхо димо задать определенное значениеуглат.е, включить первой определенную пару тиристоров иивертора.Для выбора искомой пары достаточнознать величину начального. угла положения индуктора - угла между продольной осью индуктора с и магнитной осью фазы А. Судить о величиненачального угла положения индуктораможно по величине ЭДС, наведен-ной на разомкнутой обмотке индукторапри протекании тока в якорных обмотках.Для определения начального углапри обесточенном возбудителе 12 инеподвижном индукторе отпирают тиристоры выпрямителя 4 и, например, тиристоры б и 11 инвертора. На интервале проводящего состояния этих тиристоров изображающий вектор токастатора машины занимает положениемежцу магнитными осями фаз +А" и-В . При отпирании очередной парытиристоров б.и 7 изображающий вектор статора занимает положение междумагнитными осями Фаз +А и -С.Можно показать, что при выбраннойсистеме отсчета амплитуда ЭДС Ощнаведенной в обмотке индукторапри отпирании тиристоров 6 и 11,определяется углом 9 р 9 ъ б и равна Ощ= К ОМ., где К - коэффициент,зависящий от параметров синхронной машины и преобразователячастоты и регулируемый путем изменения угла зажигания тиристороввыпрямителя,,Величина Ощизмеряется датчиком13 и поступает на обработку в блок14 вычисления угла. В этом блоке вычисляется сточностью до знака и запоминается величина 9Затем но команде блока 14 систе-ма управления 16 выпрямителя 4 переводит выпрямитель в инверторный режим, и энергия, запасенная в дросселе 5, возвращается в питающую сеть,ток через обмотки якоря синхронноймашины проходит через нуль и тиристоры б и 11 выключаются. Через промежуток времени, определяемый требуемым для используемых тиристороввременем восстановления запирающей .способности, система управления 16выпрямителя 4 возвращает выпрямитель в выпрямительный режим, система управления 15 тиристорами б11 инверторавключает вентили б и7 а на обмотке индуктора 2 наводится ЭДС 0 величина которой определяется углом 4 -%3- Я и равна фас = К сс 4 Я,Эта ЭДС с датчика 13 поступаетна блок 14 для обработки. Послевычисления с точностью до знака второго значения 9 и сопоставленияего с предыдущим однозначно определяется величина . Система управлеформула изобретения Способ пуска синхронной машины с многофазной обмоткой якоря, подключенной к преобразователю частоты, и,однофазной обмоткой индуктора, при котором подают опросные импульсы 30 Фния 16 вновь переводит выпрямительв инверторный режим. Во время паузыв силовом токе в блоке 14 по величи 1не Ч определяют какую пару тиристоров необходимо отпирать первойпосле подачи тока возбуждения дляполучения требуемого направления вращения и минимальных колебаний скорости относительно синхронной,Система управления 15 по командеблока 14 подает импульсы управления 10на определенные тиристоры инвертора,подается напряжение на обмотку индуктора и вновь включается выпрямитель 4. Далее процесс разгонасинхронной машины происходит посредством поочередного переключения тиристоров инвертора, причем блоки,15и 14 вработе уже не участвуют.Величина ЭДС, наводимой в обмотке индуктора, не превышает номинального напряжения возбуждения, поэтомуникаких дополнительных устройств насогласование напряжений не требуется.За счет этого достигается упрощениеи расширение функциональных возможностей известного способа. на одну из обмоток синхронной машины, определяют угловое положение индуктора по ЭДС, наведенной в другойобмотке синхронной машины, гальванически не связанной с первой, определяют группу вентилей преобразователя частоты, которую необходимовключить первой, и включают ее, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения реализации при обеспечении пуска .высоковольтной синхронной машины, опросные импульсыподают на две фазы обмотки якоряпутем соответствующей группы вентилейпреобразователя частоты, измеряютЭДС,наведенную в обмотке индуктора,и запоминают ее, выклвчают вентилипреобразователя и через заданныйвременной интервал включают другиефазы обмотки якоря, измеряют ЭДС,наведенную в обмотке индуктора, ипо измеренным величинам ЭДС определяют угловое положение индуктора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Постников И.М. Обобщеннаятеорйя и переходные процессы электрических маыин. И., "Высшая школа",1957, с. 157.2. Лракелян Л.К. и др. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором. М.,92100 б Составитель Б. Тарасовктор Л.Плисак Техред А. Бабинец тор Е. Рошк сно Зак лиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная 2374/70 Тираж 719 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Рау Ю