Устройство для частотного пуска синхронной машины

(51)М, Кл,Н 02 Р 1/50 Н 02 Р 7/42 Ьеударстааиный кфмнтат СС.СР ве дедам взабретеиий и открытки(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО ПУСКА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для частотного пуска мощных синхрон" ных машин и может быть использовано для частотного запуска в заданном направлении вращения синхронных приводов компрессоров и воздуходувок, двигатель- генераторов гидроаккумулиру" ющих станций, синхронных генераторов и компенсаторов. 1 о Известно устройство для частотного пуска мощных синхронных машин, со" держащее преобразователь частоты, " блок управления и блок запуска, сос 15 тоящий из 6-ти диодов, образующих 3-х фазную мостовую схему, входом подключенную к обмоткам синхронной машины. При запуске синхронной ма" шины начальный толчок блоку запуска 2 О дает трансформаторная ЗДС, наводимая в статорной обмотке синхронной машины при подаче возбуждения на ро" тор11Недостатками этого устройства являются низкая надежность и точность в определении положения ротора, так как величина трансформаторной ЗДС зависит от положения ротора и имеет небольшую величину, что ограничивает функциональные возможности устройства и не обеспечивает оптимального положения ротора относительно статорных обмоток синхронной машины при включении силового тока преоб" разователя.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст-, ройство для частотного пуска синхронной машины, содержащее преобразователь частоты, вход которого под" ключен к источнику переменного тока, выход через переключатель - к обмоткам статора синхронной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подключен к выходу задатчика тока в силовой цепи преобразователя, второй вход9649334 И Ы соединен с выходом генератора пусковой частоты, третий вход подключен к источнику переменного тока, четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преобразователя, релейный элемент, блок запуска, задатчик тока возбуждения, соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины 2 3.Недостатками этого устройства являются низкая надежность запуска в заданном направлении вращения, большое время запуска синхронной машины.Цель иэоЬретения - повышение надежности запуска в заданном направлении вращения, сокращение времени запуска синхронной машины.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для частотного пуска синхронной машины, содержащем преобразователь частоты, вход которого подключен к источнику переменного тока, выход через переключательк обмоткам статора синхронной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подклю. чен к выходу задатчика тока в силовой цепи преобразователя, второйвход соединен с выходом генераторапусковой частоты, третий вход под). ключен к источнику переменного тока,четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преоЬразователя,релейный элемент, Ьлок запуска, задатчика тока возбуждения, соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины, блок запуска состоит изтрех интеграторов, дешифратора и узла совпадений, входы интеграторовподключены к выходу трансформатора,выходы - к выходу дешифратора, выходы дешифратора соединены с первымивходами узла совпадений, вторые входькоторого подключены к первым выхо"дам =истемы управления преобразователем, второй выход которой и выходузла совпадений соединены с первыми вторым входами релейного элемента,выход которого подключен к одному извходов задатчика тока, причем второйвыход системы управления преобразователем соединен с входом задатчика тока воэЬуждения. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая блок- хема уст" ройства, на фиг. 2 - диаграмма работы устройства", на фиг. 3 - таблица входного кода дешифратора при различных положениях ротора. Устройство для частотного пускасинхронной машины (СЙ) содержит преобразователь 1 частоты, вход 2 которого подключен к сети 3 переменноготока, выход 4 - к выводам 5 обмотокстатора синхронной машины, систему6 управления преобразователем, первый вход 7 которой подключен к выходу задатчика 8 тока в силовой цепи 10 преобразователя, второй вход 9 соединен с выходом генератора 10 пусковой частоты, третий вход 11 подключен к сети 3 переменного тока, четвертый вход 12 соединен через транс форматор 13 с выходом преобразователя, релейный элемент 14, блок 15 запуска, задатчик 16 тока возбуждениясинхронной машины,Блок 15 запуска состоит иэ трех 20 интеграторов 17- 19, дешифратора 20 иузла 21 совпадений, Входы интеграторов подключены к выходу трансформатора 13, выходы - к входу дешифратора 20. Выходы дешифратора 20 сое- И динены с первыми входами 22 узла 21совпадений, вторые входы 23 которого подключены к первым выходам 24системы 6 управления, преобразователем 1, второй выход 25 которой и вызе ход 26 узла совпадений соединены спервым 2 и вторым 28 входами релейного элемента 14, выход 29 которого . подключен к одному из входов задатчика 8 тока, причем второй выход25 системы управления преобразователем соединен с входом задатчика16 тока воэЬуждения синхронной машины 30. Между входом 2 преобразовате"ля и источником 3 переменного тока 40включен выключатель 31, а между выходом 4 и синхронной машиной 30 - выключатель 32. Переключение синхронной машины на источник 3 осуществляется выключателем 33.Устройство работает следующим образом.При включении питающего напряжения на систему 6 управления преобразователем 1 выключатели 13-33 ра"замкнуты и на выходе 25 системы управления преобразователем формируется сигнал, устанавливающий задат"чик 16 тока возбуждения и релейныйэлемент 14 в исходное состояние,при котором уставка тока возбуждения и уставка тока в силовой цепипреобразователя (ток статора синхронной машины) равны нулю либо блокированы импульсы управления преоб5, 9693 разователем и системы возбуждения. При этом напряжение на обмотках синхронной машины от сут ст вует, на выхо" де интеграторов 17-19 и выходах дешиФратора 20 устанавливается "нуле вой" сигнал, а на выходе узла 21 совпадений - "единичный" сигнал. Система 6 управления формирует импульсы управления преобразователем 1,причем частота переключения выход . ного тока, преобразователя 1 по статорным обмоткам синхронной машины30 определяется задающим генератором 1 О, а при каждом импульсе зада" ющего генератора 10 на одном из вы- М ходов 21 системы б управления появляется единичный сигнал, соответствующий определенному состоянию распределителя импульсов системы 6 управления (фиг. 2). 26Для пуска СИ от преобразователявключаются сначала выключатель 32, затем 31, при этом на выходе 25 системы 6 управления формируется сигнал, обеспечивающий подачу возбуждения и 23 подготавливающий работу релейного элемента 1 ч (снимается блокировкапо входу 28).При включении возбуждения на обмотках синхронной машины 30 наводит- зфся напряжение, которое через трансформатор 13 подается на входы соответствующих интеграторов 17- 19. В зависимости от знака наведенного в Обмотке напряжения на выходе интегра тора установится либоединичный" ( при отрицательном наведенном напря.жении), либо "нулевой" ( при положи" тельном наведенном напряжении 1 сигнал. В результате этого, на входе де"шифратора формируется двухзначный трехразрядный .код, однозначно связанный с положением ротора Чинхрон,ной машины 30 относительно статорных обмоток (Фиг. 3). При этом на одном из выходов дешифратора появляется ."единичный" сигнал, а на выходе 26 узла 21 совпадения "нулевой" сигнал при соответствующем сигнале на вхо" де 23, который однозначно связан с30 положением распределителя импульсов, систем,б управления преобразовате" лем 1, осуществляющего переключение тока по фазам стдторных обмоток синх- ронной машины 30."Нулевой" сигнал на входе 27 ре- фф лейного элемента 11, при разрешающем "единичном" сигнале на входе 28, переводит релейный элемент 11 3 6в другое устойчивое состояние, прикотором на его выходе 29 появляется"единичный" сигнал, Обеспечивающийвключение преобразователя в работу:блокировка с задатчика тока или импульсов управления снимается и в статорные обмотки синхронной машины 30.подается силовой ток от преобразова.теляПоскольку включение тока происходит в фазы статорной обмоткисинхронной машины 30, однозначно связанные с положением ротора синхрон-ной машины 30 относительно этих об-:моток, то .вращение синхронной машиныначинается в строго. определенном эа"данном направлении. Дальнейший раз"ворот синхронной машины 30 в условиях синхронизма осуществляется засчет синхронизации по входу 12 сис-,темы 6 управления преобразователем1 с напряжением на выходе 4 преобразователя, т.е. напряжение на синхронной машине 30 (например, за счетподачи на вход задающего генератора.10 напряжения противо-ЭДС инвертора,как показано пунктиром на фиг. 1),При этом система 6 управления обеспечивает режим искусственной комму"тации вентилей преобразователя засчет кратковременного обнуления тока в начале каждого такта работы задающего генератора 10,Таким образом, данное устройствопозволяет осуществить синхронный запуск синхронной машины без датчикаположения ротора в заданном направлении вращения, что значительно упро"щает систему управления преобразова-телем, так как обеспечивает последо"вательный запуск нескольких синхронных машин без усложнения цепей коммутации. При этом возможно проконтро"пировать работу как системы 6 управления, так и блока запуска без подачи силового тока в обмотки сйнхрон,ной машины.Повышение надежности запуска синхронной машины в заданном направлениивращения достигается за счет того, чтодешифратор и узел совпадения позволяют осуществить первоначальный сдвигположения ротора синхронной машиныотносительно статорных обмоток наугол кратный 60 эл. град, что обеспечивает подачу силового тока преобразователя в статорные обмоткисинхронной машины при опережающемположении ротора, тогда как в нормальном режиме работы при естественной коммутации вентилей преобразователя допускается только "от.стающее" положение ротора . При этом обеспечиваются оптимальные условия вхождения задающего генератора в синхронизм с напряжением на,синх" ронной машине, что позволяет сократить время запуска и уменьшить пус" ковую мощность преобразователя,формула изобретенияУстройство для частотного пуска синхронной машины, содержащее преоб" разователь частоты, вход которого подключен к источнику переменного тока, выход через переключатель - к обмоткам статора синхронной машины, систему управления преобразователем, первый вход которой подключен к выходу эадатчика тока в силовой цепи преобразователя, второй .вход соединен с выходом генератора пусковой частоты, третий вход подключен к источнику переменного тока, четвертый вход соединен через трансформатор с выходом преобразователя, релейный элемент, блок запуска, задатчик тока возбуждения; соединенный с обмоткой возбуждения синхронной машины,отли чающееся тем, что,с целью повышения надежности запускав заданном направлении вращения исокращения времени запуска синхрон 5 ной машины, блок запуска состоит изтрех интеграторов, дешифратора и узла совпадений, входы интеграторовподключены к выходу трансформатора,выходы - к входу дешифратора, выхоф ды дешифратора соединены с первымивходами узла совпадений, вторые входы которого подключены к первым выходам системы управления преобразователем, второй выход которой и выход узла совпадений соединены с пер вым и вторым входами релейного эле"мента, выход которого подключен к одному из входов задатчика тока, причемвторой выход системы управления пре 26 образователем соединен с входом задатчика тока возбуждения,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе251. Патент Японии Ю 51-28128,кл. 55 С , 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2845887, кл. Н 02 Р 1/50,1979964933 даат К 9 йод ЖРУ диод Л дыхоРМ доаод ивлеералора 77 дылд июогграюора Ф Ьаод иююгералюра Ф Тою Р адам дюлак ореол Эю ЙЫухЮемюаказ 7685/44 Тираж 721 ПодписнФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4