Способ синхронизации группы гистерезисных двигателей

Способ синхронизации группы гистерезисных двигателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электро-. технике и может быть использовано в режимах повторного включения группы синхронных гистерезисных двигателей к основному источнику питания или переключения на резервный источник питания при исчезновениях питающего напряжения от основного источника питания. Цель изобретения - уменьшение установленной мощности источника питания за счет снижения коммутационных токов в обмотках гистерезисных двигателей (гд). Способ заключается в том, что производят подключение параллельно соединенных обмоток ГД в момент совпадения измеренной фазы переменного напряжения питания (U|,) и фазы ЭДС вращения ГД. Изменение скачком указанной фазы ЭДС вращения в соответствии с фазой переменного Ufl путем подачи на обмотки ГД намагничивающего импульса напряжения обеспечивает уменьшение выбросов тока при подключении электродвигателей за счет исключения режимов противовключения. При этом амплитуда и длительность намагничивающего импульса напряжения выбираются из условия достижения максимальной величины ЭДС вра:- щения ГД за время, не превышающее Т/6, где Т - период iJ. 3 ил.; I СЛ оо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 H 02 P /54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736409/24 — 07 (22) 28,04.84 (46) 30.06,86. Бюл. № 24 (71) Московский ордена Ленина и орде.на Октябрьской Революции энергетический институт и Всесоюзный электротехнический институт им. В.И, Ленина (72) С.В. Прудников, В.Н. Тарасов, И,Н. Орлов, В,А, Чванов и Ф.К. Реут (53) 62"83:621,313.392(088.8) (56) Патент Великобритании № 1442353, кл, Н 2 3, 1976.

Схема управления и отключающей автоматики статического преобразователя частоты типа СПЧС-190-380: Техническое описание и инструкция по эксплуатации КЗ ° 2П,017.ТО, 1982. (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ГРУППЫ

ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в режимах повторного включения группы синхронных гистерезисных двигателей к основному источнику питания или . переключения на резервный источник питания при исчезновениях питающего напряжения от основного источника питания. Цель изобретения — уменьшение установленной мощности источника питания за счет снижения коммутационных токов в обмотках гистерезисньгх двигателей (ГД). Способ заключается в том, что производят подключение

-параллельно соединенных обмоток ГД в момент совпадения измеренной фазы переменного напряжения питания (u„j и фазы ЭДС вращения ГД. Изменение скачком указанной фазы ЭДС вращения в соответствии с фазой переменного

0„ путем подачи на обмотки ГД намагничивающего импульса напряжения обеспечивает уменьшение выбросов тока при подключении электродвигателей sa счет исключения режимов противовклю-. чения, При этом амплитуда и длительность намагничивающего импульса напряжения выбираются из условия достижения максимальной величины ЭДС вра.щения ГД за время, не превьппающее

Т/6, где Т вЂ” период Ор ° 3 ил", l 24 I 390

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению группой синхронных гистерезисных двигате- лей, и может быть использовано в режимах повторного включения указанной 5 группы к основному источнику питания или переключения на резервный источник питания при исчезновениях питаю-. щего напряжения от основного источника питания, 10 ,Цель изобретения — уменьшение установленной мощности источника пита-. ющего напряжения путем снижения коммутационных токов в обмотках гистерезиснык двигателей.

На фиг.l изображено устройство, реализующее способ синхронизации группы гистерезисных двигателей; на фиг. 2 и 3 — диаграммы, поясняющие

20 принцип работы устройства.

Устройство синхронизации группы гистерезисных двигателей содержит группу 1 (фиг,1} гистерезисных элек-. тродвигателей, подключенную к шинам

2 питания, которые через контактор 3 подключены к основному источнику 4 питания. В устройстве предусмотрены также резервный .контактор 5, резервный источник 6 питания, первая логическая схема 7 И-НЕ, вторая 8 и

30 третья 9 логические схемы И-НЕ, образующие.первый RS-триггер, четвертая логическая схема 10 И-НЕ, пятая 11 и шестая 12, логические схемы И-НЕ, образующие второй RS-триггер, седьмая З5 логическая схема 13 И-НЕ, генератор

14 импульсов, делитель I5 частоты, задатчик 16 коэффициента деления,, формирователь 17 управляющего импульса, блок 18 задержки, блок 19.импуль- 40 ского намагничивания, ключ 20, При этом в нормальном режиме работы контактор 3 замкнут и группа .гистерезисных электродвигателей подключена к основному источнику 4 питания . Инфор- 45 мационный выход контактора 3 подключен к первому входу первой логической схемы 7 И-НЕ, второй вход кото-. рой подключен к первому информационному выходу резервного источника 6 50 питания, Резервный источник б питания в режиме повторной синхронизации подключается к шинам 2 питания через резервный контактор 5, Выход первой логической схемы 7 И-HE подключен к 55 первому входу второй логической схемы 8 И-НЕ, Выход второй логической схемы 8 И-НЕ, являющийся неинверсным выходом первого RS-триггера, подключен к второму входу четвертой логической схемы 10 И-HE первый вход которой подключен к второму информа" ционному выхоцу резервного источника питания, Выход четвертой логической схемы

l0 И-HE подключен к первому входу пятой логической схемы Il И-НЕ, выход которой, являющийся неинверсным выходом второго RS-триггера, подключен к первому входу седьмой логической схемы 13 И-НЕ, Второй вход седьмой логической схемы 13 подключен к выходу генератора 14 импульсов. Выход седьмой логической схемы 13 подключен к входу делителя 15 частоты, управляющий вход которого. соединен с выходом задатчика 16 коэффициента деления, Выход делителя 15 подключен к входу формирователя 17 управляющего импульса, первый выход которого подключен к вторым входам третьей логической схемы 9 и шестой логической схемы 12, а второй выход через блок 18 задержки — к управляющему входу резервного контактора 5 и к управляющему входу ключа 20, Блок 19 импульсного намагничивания через ключ 20 подключен к индивидуальным шинам 2 питания.

Поясним способ на примере работы устройства повторной синхронизации гистерезисных двигателей. В случае аварии основного источника 4 исчезновения напряжения в цепях его питания постоянным током контактор 3 отключает шины 2 от основного источника

4 и на информационном выходе контактора 3 появляется сигнал "1 (диаграмма А на фиг. 2) . При готовности резервного источника б к работе с его первого информационного выхода подается сигнал Б "1" на второй вход первой логической схемы 7. В -результате на выходе первой логической схемы 7 появляется сигнал. В "0", фактически запускающий схему синхронизации группы 1 гистерезисных двигателей.

Группа l гистерезисных электродвигателей, обмотки статоров которых подключены к шинам 2, после отключения основного источника 4 выбегают с одинаковым скольжением, Это объясняется взаимной синхронизацией выбегающих гистерезисных электродвигателей.

Те из них, которые имеют больший мо-. мент нагрузки,отстают по фазе от дви1241390 4

3 гателей, имеющих меньший момент нагрузки, Фазные цепи двигателей замкнуты на общие шины, поэтому опережающие двигатели являются ге.".ераторами по отношению к отстающим, при этом последние нагружают йх, Это обеспечивает выравнивание частот вращения выбегающих двигателей, качественно процесс синхронизации поясняют временные диаграммы (фиг . За,5 ), t0

На фиг, Зо показаны взаимные фазные вектора ЭДС отстающего двигателя F., опережающего — Е, "среднего"Е и результирующая ЭДС Е ., На фиг, 3 0 показаны взаимные поло- I5 жения указанных фазных ЭДС по отношению и напряжению резервного источника 6 питания V для фиксированP ного интервала времени.

Для снижения коммутационных токов 20 необходимо сфазировать все указанные

ЭДС по отношению к наиряжению резервного источника 6, Это достигается намагничиванием группы 1 двигателей

1 импульсов, синхронизированным отно сительно переменного питающего напря- . жения резервного источника 6 питания, На фиг. 38 это интервал t» -t При этом амплитуды ЭДС всех двигателей увеличиваются до предельного значе- 30 ния, определяемого минимальной намагниченностью ротора, а фазы этих ЭДС совпадают между собой. Если после этого обеспечить подключение группы

1 двигателей к резервному источнику

6 (или основному источнику 4 при восстановлении его режима нор. мального функционирования) в момент совпадения результирующих значений напряжения источника и ЭДС двигате- 40 лей, то будет иметь место минимальный коммутационный ток, На фиг.3 этот момент условно совпадает с моментом . Это предпочтительный момент синхронизации °

Можно замыкать контактор 5 через период частоты скольжения двигателей относительно напряжения резервного источника 6, так как за это время двигатели не успевают "разойтись" на 0 углы, определяемые диаграммой на фиг.Зц.

После замыкания контактора 5 могут иметь.,место разные режимы. Если синхронизирующий момент достаточен, что-5 бы удержать двигатели в синхронизме, то наступает режим синхронного враще-. ния с повышенным уровнем намагниченно сти ротор а. Е сли дви гат ели имеют зн ачительные скольжения и синхронизирующего момента недостаточно для удержания их в синхронизме, то двигатели начинают скользить и происходит обычный процесс втягивания их в синхронизм.

Устройство (фиг.l) обеспечивает режим синхронизации и замыкание ре-: зервного контактора 5 сразу после . намагничивания двигателей °

Рассмотрим последовательность работы элементов устройства, Сигнал В "0" подается на первый вход второй логической схемы 8. Вторая логическая схема 8 и третья логическая схема 9 образуют первый

RS-триггер, поэтому при подаче сигнала "0" на первый вход второй логической схемы 8 на ее выходе, являющемся прямым выходом первого RSтриггера, появляется сигнал Г "1, который подается на второй вход четвертой логической схемы IO, На первый вход четвертой логической схемы 10 подается сигнал Д с второго информационного выхода резервно-. го источника 6. Сигнал Д несет в се" бе информацию о фазе выходного напряжения резервного источника 6. При появлении на обоих входах четвертой логической схемы 10 сигналов "1" на ее выходе появляется сигнал ".0", переключающий второй КЯ-триггер, образуемый пятой логической схемой 11 и шестой логической схемой 12. В ре-. зультате на прямом выходе RS-триггера (выход пятой логической схемы

11) появляется сигнал Е "1". Указанные операции вводят в устройство синхронизации информацию о фазе напряжения питания.

Следующим шагом является формирование в соответствии с полученной информацией импульса намагничивающей силы, При этом импульс намагничивающей силы определяется импульсом напряжения на обмотках группы 1 электродвигателей. Импульс напряжения име" ет следующие параметры: фаза импульса, относительно напряжения резервного источника 6 -aC „ ., длительность

tpÄg, амплитуда намагничивающего импульса — puR . При поступлении на первый вход седьмой логической схемы

13 сигнала Е "1" на ее выходе появляется сигнал Ж счетной частоты с генератора 14 импульсов. С выхода седь124!3

5 мой логическои схемы 13 сигнал Ж подается на вход делителя !5 частоты, имеющего эадатчик 16 коэфициента деления. При поступлении на вход дели-.. теля 15 заданного количества импульсов, определяемого эадатчиком !6, на выходе делителя 15 появляется сигнал

"0" 3, По отрицательному фронту сигнала 3 в формирователе 17 управляющего импульса создается управляющий 1О импульс И, передний фронт которого несет информацию о фазе намагничивающего импульса напряжения ас »р .,Сиг.— нал И с первого выхода формирователя

17 подается на вторые входы третьей 15 логической схемы 9 и шестой логической схемы !2, перебрасывая при этом первый и второй RS-триггеры в положение "0" по прямым выходам, подго-, тавливая тем самым устройство к сле- 20 дующему циклу срабатывания, Второй выход формирователя 17 через блок 13 задержки подключен к управляющему входу резервного контактора 5 и к управляющему входу ключа 20, При этом на втором выходе формирователя 17 образован сигнал К, длительность которого определяет длительность намаг. ничивающего импульса t«(, при его поступлении на управляющий вход 30 ключа 20 ключ замыкается и повышенное. напряжение Пррр блока 19 импульсного намагничивания прикладывается к шинам 2 питания.

Условием перемагничивания роторов электродвигателей является создание в воздушном зазоре импульса НС

F.„ "-(1,5-2)Р1,вц . Это может быть достйгнуто при создании импульса напряжения, имеющего определенную вольт- 40 секундную площадь U«< - t рцэр . При этом экспериментально установлено, целесообразны UpÄ =(1 5 2)11ном где U ц - номинальное напряжение питания;

Т вЂ” период частоты напряжения питания. 50

По заднему фронту сигнала К в блоке 18 формируется импульс М, замыкаю-. щий резервные кднтакторы 5, подключающие группу 1 гистерезисных электро90 6 двигателей к резервному источнику 6, I питания.

Таким образом, синфазная ЭДС всех электродвигателей осуществляется путем импульсного перемагничивания всех роторов в фазе с напряжением подклю.чаемого источника питания, Обеспечение синфазного положения

ЭДС самоиндукции выбегающих двигате" лей позволяет уменьшить выбросы тока при подключении электродвигателей за счет исключения режимов противовключения., Предлагаемый способ также позволяет производить включение в интервале времени, не превышающем период частоты питания, поскольку резервный источник питания находится, как правило, в состоянии "горячего резерва", Значительный экономический эффект при этом может быть достигнут за счет уменьшения установленной мощности источника питания.

Формула изобретения

Способ синхронизации группы гистереэисных двигателей при повторном подключении их параллельно соединенных обмоток к источнику переменного питающего напряжения, при котором указанное подключение производят в момент совпадения измеренной фазы переменного питающего напряжения и фазы ЭДС вращения гистерезисных двигателей, и т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощное.ти источника переменного питающего напряжения путем. снижения коммутационных "токов в обмотках гистереэисных двигателей, изменяют скачком указанную фазу ЭДС вращения в соответствии с фазой переменного питающего напряжения путем подачи на обмотки гистереэисных двигателей намагничивающего импульса . напряжения, синхронизированного с пе ременным питающим напряжением,tïðè этом амплитуда и длительность намагничивающего импульса напряжения выбирается из условия достижения максимальной величины ЭДС вращения гистерезисных двигателей за время, не превышающее Т/6, где Т вЂ” период питающего напряжения.

1241390

1241390

Редактор E. Колча

Заказ ЗЬ08/51 Тираж б31 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие„ г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Ген ре

Составитель А. Жилин

Уехред Л.Олейник Корректор А. Обручар