Устройство для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя

ню делам нзебретеннн н юткрытнй(72) Авто В,С.фиш изоб етении 71) Заявитель Горьковское отделение Государствен института "Электропро) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И САМОЗАПУСК СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ой о Наиболее близким к данному изоб- %ретению по технической сущности является устройство для пуска синхронного электродвигателя содержащее силовой двухобмоточный трансформатОр первая обмотка которого служит для подключения к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а вторая обмотка закорочена, пусковой выключатель, вход которого подключен к источнику питания, а выход к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны источника пи тания, шунтирующий выключательвход которого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а выход закорочен.Устройство позволяет осуществлять пуск электродвигателя от пониженно" го напряжения сети с постепенным повышением его по мере разгона электро й Изобретение относится к электро- технике, а точнее к схемам управления синхронными электрическими машинами и предназначено для пуска под нагрузкой и самозапуска крупных синх ронных электродвигателей, имеющих большую загрузку и небольшой входно или пусковой моменты, например, тихоходных синхронных электродвигателей поршневых компрессоров.Известно устройство для пуска синхронного электродвигателя, состоящее из пускового реактора и выклю чателей, Устройство позволяет осуществлять пуск электродвигателя от пониженного напряжения сети с постепенным его увеличением по мере разгона электродвигателя до величины, близкой к номинальному значению 11Недостатляется то,чить пуск иэлектродвиг ком данного устроиства явчто оно не может обеспеод нагрузкой и самозапускателей, у которых пуско- . вхорной моменты равны или нижеа сопротивления механизма.одвигателя до величины, близкой к номинальному значению 12.Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает пуск под нагрузкой и самозапускэлектродвигателей, пусковой и входной моменты которых равны или нижемомента сопротивления механизма. Какизвестно, момент, развиваемый электродвигателем при пуске, уменьшается 1 фпропорционально квадрату приложенного к его обмотке напряжения. Уменьшение напряжения происходит вследствие протекания пускового тока поэлементам питающей сети и потери 15,напряжения в них. Поэтому даже послешунтирования пускового устройствав конце пуска шунтирующим выключателем напряжение на обмотке электродвигателя несколько ниже номинального, Вследствие этого не обеспечивается пуск под нагрузкой и самозапускэлектродвигателей, входные моментыкоторых равны или ниже момента сопротивления механизма. 25Цель, изобретения - повышение надежности пуска путем увеличения момента электродвигателя при пуске исамозапуске на обмотке статора,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя,содержащем силовой двухобмоточныйтрансформатор, первая обмотка которого подключена к выводам обмотки ста 35тора электродвигателя со сторонынейтрали, пусковой выключатель, входкоторого подключен к источнику питания, а выход к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны источника питания, шунтирующий выключатель, вход которого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со стороны нейтрали, а выходзакорочен, дополнительно введены пус 45ковой и шунтирующий выключатели,входы которых подключены к вторичнойобмотке силового трансформатора, выход шунтирующего выключателя закорочен, а выход пускового выключателяподключен к источнику питания.На чертеже показана схема устройства для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя,Через первый пусковой выключатель1 обмотки 2 статора синхронногоэлектродвигателя соединены с источником питания. Первый шунтирующий выключатель 3 соединен с обмотками статора со стороны нейтрали, перваяобмотка 4 силового двухобмоточноготрансформатора подключены к обмоткам статора, а вторая обмотка 5 данного трансформатора шунтирована выключателем б и через второй пусковойвыключатель 7 подсоединена к сети.Устройство работает следующим образом.Перед пуском шунтирующий выключатель б замкнут, остальные выключатели разомкнуты. Пуск производитсявключением выключателя 1, при этомна обмотку 2 статора электродвигателя подается пониженное напряжение.После разгона электродвигателя доскорости, при которой его момент становится приблизительно равным моменту сопротивления механизма, включаютосновной шунтирующий выключатель 3и отключают дополнительный шунтирующий выключатель б.Силовой трансформатор оказывается зашунтированным, напряжение наобмотке статора синхронного электродвигателя увеличивается, увеличивается развиваемый им момент, увеличива- .ется его скорость вращения.При подсинхронной скорости вращения, когда момент электродвигателя,снова становится равным моменту сопротивления механизма, отключают основной шунтирующий выключатель 3и включают дополнительный пусковойвыключатель 7. При этом на обмотку 2статора электродвигателя подаетсядополнительное. напряжение от обмотки 4 силового трансформатора, чтоувеличивает его момент и обеспечивает втягивание в синхронизм.После втягивания в синхронизмотключают выключатель 7 и включаютшунтирующий выключатель 3, при этомэлектродвигатель переходит в нормальный режим работы.Величину дополнительного напряжения, подаваемого на обмотку 2 статорасо стороны обмотки 4 силового трансформатора, подбирают таким образом,чтобы суммарное напряжение на обмотке статора электродвигателя было(1,1-1,2) Цлщ,что обеспечивает увеличение входного момента электродвигателя до (1,2-1,5)МоСуммарное время отключения выключателя 7 и включения выключателя 3должно находиться в пределах, прикоторых не нарушается устойчивая работа синхронного электродвигателя,92857т.е. ф 0,2 с. В тех случаях, когда возможен пуск электродвигателя сразу от полного напряжения сети, дополнительный шунтирующий выключатель 6 может не устанавливаться. В этих5 случаях, как и в предыдущих, пуск электродвигателя производят включением выключателя 1, но при этом выключатель 3 замкнут, а 7 - разомкнут.После разгона электродвигателя до 1 О скорости, при которой его момент становится приблизительно равным моменту сопротивления механизма, отключают выключатель 3 и включают выключатель 7. На обмотку 2 статора эле з ктродвигателя подается повышенное напряжение, что обеспечивает его втягивание и синхронизм. После этого . отключают выключатель 7 и включают выключатель 3, переводя злектродви- щ гатель в нормальный режим работы.При самозапуске схема работает следующим образом.В нормальном режиме работы выключатели 1 и 3 замкнуты, 7 - разомкнут.При исчезновении питания происходит выбег электродвигателя, при этом скорость его уменьшается, После восстановления питания начинается самозапуск электродвигателя, скорость его увеличивается до подсинхронной, однако, для вхождения в синхронизм он не развивает достаточного момента. В этом время включают выключатель предварительно отключив выключатель 3. На обмотку статора синхронного электродвигателя подается повышенное напряжение, что обеспечивает вхождение его в синхронизм. Для перехода в нормальный режим работы отключают выключатель 7 и включают выключатель 3Наличие выключателя 7, с помощью которого обмотку 5 двухобмоточного трансформатора подключают к источнику питания, повышает напряжение на обмотке статора синхронного электродвигателя до величины, превышающей номинальное значение (форсировкр напряжения статора), что обеспечивает увеличение синхронного момента эле 50 ктродвигателя и повышает надежность самозапуска.Выключатель 6 осуществляет пуск электродвигателя от пониженного напряжения сети в том случае, если это необходимо. Следует отметить, что55 возможно применение одного силового трансформатора для пуска нескольких электродвигателей. Реализация уст 2 6ройства возможна на серийно выпускаемом электропромышленностью оборудовании.Таким образом, с помощью данного устройства можно осуществлять само- запуск ответственных агрегатов производств с непрерывным технологичес" ким процессом,.например, поршневых компрессоров с тихоходными синхронными электродвигателями, проблема самозапуска которых при определенной загрузке (у 0,7-0,8) в настоящее время не решена. Осуществление само- запуска таких агрегатов позволяет сохранить непрерывность технологических процессов при кратковременных исчезновениях и посадках напряжения в системе электроснабжения, уменьшает прос" тои оборудования, экономит сырье и электроэнергию, затрачиваемые на восстановление технологических процес" сов.Формула изобретенияУстройство для пуска и самозапуска синхронного электродвигателя,содер"жащее силовой двухобмоточный транс%форматор, первичная обмотка которого служит для подключения к выводамобмотки статора электродвигателя состороны нейтрали, первый пусковойвыключатель, вход которого служитдля подключения к источнику питания,а выход предназначен для подключенияк выводам обмотки статора электродвигателя со стороны источника питания, шунтирующий выключатель, входкоторого подключен к выводам обмотки статора электродвигателя со старо"ны нейтрали, а выход закорочен, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-.лью повышения надежности пуска путем увеличения момента электродвига-.теля при пуске и самозапуске, в негодополнительно введены второй пусковой и шунтирующий выключатели, входыкоторых подключены к вторичной обмотке силового трансформатора, выходшунтирующего выключателя закорочен,а выход второго пускового выключателяподключен к источнику питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Слодарж М.И, Режим работы, релейная защита и автоматизация синх"ронных электродвигателей. И., "Энергия", 1977, с, 13.2, Инструктивные указания по проектированию электрических промышлен"ных установок У 12, "Энергия", 1977928572Составитель В.ТарасовРедактор Н.Воловик Техред Т. Фанта Корректор А.ференц ы Заказ 3278/72 Тираж 719 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская, наб., д, 1/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,