Система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей
Система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей относиться к электроприводу электрических машин, обеспечивающих работу компрессоров буровой установки. Позволяет снизить потребляемую мощность от источника электрической энергии за счет введения первого и второго трансформаторов токов подключенных к входам блока управления содержащие первый, второй, третий и четвертые блоки пуска ступеней, которые при соответствующем подключении через коммутационные аппараты с трехфазными автотрансформаторами осуществляют четыре пуска синхронных двигателей, тем самым обеспечивается оптимальный режим пускового тока от источника электрической энергии соизмеримой мощности.
Полезная модель относится к электроприводу электрических машин, а в частности пуску двух синхронных двигателей, обеспечивающих работу компрессоров буровой установки.
Известен асинхронный пуск синхронного двигателя (Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 624 с.: ил. ст.432-435) содержащий коммутационный аппарат имеющий три замыкающих силовых контакта, входные выводы для подключения к выводам фаз питающей сети, вывод для подключения к нулевому токопроводу сети и три выходных вывода, для подключения к выводам фазных обмоток синхронного двигателя, первый и второй резисторы, причем первый резистор через нормальные замкнутые контакты линейного выключателя к входным клеммам обмотки возбуждения синхронного двигателя, а нормально разомкнутые контакты линейного выключателя через второй резистор к выводам источника питания постоянного тока.
Асинхронный пуск синхронного двигателя осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии нормально замкнутые контакты линейного выключателя через первый резистор подключены к входным клеммам обмотки возбуждения, а коммутационный аппарат своими силовыми контактами отключен от сети переменного тока. При включении коммутационного аппарата ее трехфазная обмотка статора синхронного двигателя включается в сеть переменного тока. Двигатель начинает вращаться. При приближении к синхронной скорости линейный выключатель переключает в положение когда обмотка возбуждения
синхронного двигателя включается в сеть постоянного тока, при этом положении синхронный двигатель достигает синхронной скорости. Пуск завершен. Недостатком асинхронного пуска является значение пускового тока в 5-7 раз превышающее номинальный рабочий ток двигателя, что вызывает завышенные требования по мощности к источнику, сети переменного тока.
Наиболее близким к предлагаемой системе автоматизированного пуска двух синхронных двигателей является система пуска синхронного двигателя (Чиликин И.Г. Сандлер А.С. Общий курс электропривода. Учебник для вузов. - 6-е изд., доп. и перераб. - М.:Энергоиздат. 1981 - 576 с., ил. ст.416-420) содержащая первый, второй синхронные двигатели, первый, второй пульты управления, первый, второй блоки управления, первый, второй коммутационные аппараты с катушками и тремя замыкающими силовыми контактами, входные выводы которых подключены к выводам фаз питающей сети, вывод для подключения к нулевому токопроводу сети, трехфазный автотрансформатор, первый резистор через силовые нормально замкнутые контакты третьего коммутационного аппарата подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, первый источник питания постоянного тока через нормально разомкнутые контакты третьего коммутационного аппарата и второй резистор подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, третий резистор через силовые нормально замкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата подключенный к входным выводам обмотки возбуждения второго синхронного двигателя, второй источник питания постоянного тока через нормально разомкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата и четвертый резистор подключены к входным выводам обмотки возбуждения второго синхронного двигателя.
Система пуска позволяет осуществить автотрансформаторный пуск синхронного двигателя, при котором происходит уменьшение тока
потребляемого от сети за счет осуществления в первоначальный момент, первая ступень - пуск пониженным напряжением питания сети, с последующим отключением трехфазного автотрансформатора и подключения синхронного двигателя к сети, тем самым осуществляя вторую ступень пуска.
Недостатком данной системы пуска синхронного двигателя является значение пускового тока в 2-3 раза превышающие номинальный рабочий ток двигателя, что вызывает падение напряжения сети, накладывающие ограничение на применение синхронных двигателей от источника электрической энергии соизмеримой мощности.
Техническим результатом полезной модели является - снижение потребляемой мощности от источника электрической энергии за счет оптимизации пусковых режимов синхронных двигателей. Технический результат достигается тем, что система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей содержащая первый, второй синхронные двигатели, первый, второй пульты управления, первый, второй блоки управления, первый, второй коммутационные аппараты с катушками и тремя замыкающими силовыми контактами, входные выводы которых подключены к выводам фаз питающей сети, вывод для подключения к нулевому токопроводу сети, трехфазный автотрансформатор, первый резистор через силовые нормально замкнутые контакты третьего коммутационного аппарата подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, первый источник питания постоянного тока через нормально разомкнутые контакты третьего коммутационного аппарата и второй резистор подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, третий резистор через силовые нормально замкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата, подключенный к входным выводам обмотки возбуждения второго, синхронного двигателя, второй источник питания
постоянного тока через нормально разомкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата и четвертый резистор подключенный к входным выводам обмотки возбуждения второго синхронного двигателя, а так же дополнительно вводится, первый и второй трансформаторы тока, первичная обмотка первого трансформатора включена в одну из фаз обмотки статора первого синхронного двигателя, выходы первого трансформатора подключены к первому, второму входам первого блока управления, а первичная обмотка второго трансформатора тока включена в одну из фаз обмотки статора второго синхронного двигателя, выходы второго трансформатора тока подключены к первому, второму входам второго блока управления, первый, второй, третий выводы трехфазного автотрансформатора подключены к первому, второму, третьему выходам, первого, второго блоков управления, четвертый, пятый шестой выводы трехфазного автотрансформатора подключены к четвертому пятому, шестому выходам первого, второго блоков управления, седьмой, восьмой, девятый выводы трехфазного автотрансформатора подключены к седьмому, восьмому, девятому выходам первого, второго блоков управления, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы первого блока управления соединены с выводами фазных обмоток статора первого синхронного двигателя, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы второго блока управления соединены с выводами фазных обмоток второго синхронного двигателя, первый же вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключены к тринадцатому выходу первого блока управления, второй вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, при этом первый вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к тринадцатому выходу второго блока управления, второй вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, первый же выход первого пульта управления соединен с первым выводом катушки первого коммутационного аппарата, а второй
вывод катушки первого коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, первый же выход второго пульта управления соединен с первым выводом катушки второго коммутационного аппарата, а второй вывод катушки второго коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, второй выход первого пульта управления соединен с девятым входом первого блока управления, второй выход второго пульта управления соединен с девятым входом второго блока управления, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы первого пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами первого блока управления, соответственно, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы второго пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами второго блока управления, соответственно, десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы первого блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов первого коммутационного аппарата, соответственно, а десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы второго блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов второго коммутационного аппарата, первый вход первого блока управления подключен к фазовому токопроводу сети, а первый вход первого блока управления подключен к четырнадцатому выходу первого блока управления.
Причем в блок управления введены первый, второй, третий, четвертый блоки пуска ступени, первый, второй, третий, линейные выключатели с катушкой снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, первый, второй вакуумные выключатели с катушками снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, реле конца пуска с катушкой, снабженное нормально разомкнутыми контактами, при этом первый выход первого блока пуска ступени соединен с первым выводом катушки первого
вакуумного выключателя, второй вывод которой соединен с нулевым токопроводом сети, второй же выход первого блока пуска ступени подключен к вторым выходам второго, третьего блоков пуска ступени и первым выводом катушек первого, второго линейных выключателей, вторые же выводы катушек первого, второго линейных выключателей соединены с нулевым токопроводом сети, пятый выход второго блока пуска ступени подключен к пятому входу третьего блока пуска ступени, а первый выход третьего блока пуска ступени подключен к первому выходу катушки второго вакуумного выключателя, второй же вывод катушки второго, вакуумного выключателя соединен с нулевым, токопроводом сети, третий выход третьего блока пуска ступени подключен к тринадцатому выходу блока управления и первому выводу катушки третьего линейного выключателя, второй же вывод катушки третьего линейного выключателя соединен с нулевым токопроводом сети, четвертый выход четвертого блока пуска ступени подключен к первому выводу катушки реле конца пуска, второй же вывод катушки реле конца пуска соединен с нулевым токопроводом сети, первый, второй входы блока управления подключены к первым, вторым входам первого, второго, третьего, четвертого блоков пуска ступени соответственно, третий, четвертый, шестой, седьмой и восьмой ходы блока управления подключены к третьему, четвертому, шестому, седьмому, восьмому входам первого, второго, третьего, четвертого блока пуска ступени соответственно, пятый вход блока управления подключен к пятым входам первого, второго и четвертого блоков пуска ступени, девятый вход блока управления соединен через нормальный замкнутые контакты первого, второго вакуумных выключателей, первого, второго, третьего линейных выключателей, включенных последовательно с нулевым токопроводом сети, десятый, одиннадцатый, двенадцатые входы блока управления подключены к входным первым, вторым, третьим клеммам нормально разомкнутых контактов, второго и третьего линейный
выключенный соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов третьего линейного выключателя соединены выходными клеммами первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и десятыми, одиннадцатыми, двенадцатыми выходами блока управления соответственно, первый, второй, третьи выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя соответственно, входные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя подключены к седьмому, восьмому, девятому выходам блока управления и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго линейного выключателя соответственно, четвертый, пятый, шестой выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя подключены к нулевому токопроводу сети соответственно, четырнадцатый выход блока управления через нормально разомкнутый контакт реле конца пуска подключен к фазовому токопроводу сети.
Причем в пульт управления введены реле исходного положения, реле конца исходного положения, кнопки «Вкл. Д», «Выкл.Д», «Пуск», «Стоп», при этом первый вход пульта управления через первый нормально разомкнутый контакт реле исходного положения соединении с первым выходом пульта управления, кроме этого первый вход пульта управления соединен с вторым выходом пульта управления через кнопку «Вкл.Д», с нормально разомкнутыми контактами, параллельно которым включены
вторые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения, выводы катушки реле исходного положения и нормально замкнутые контакты кнопки «Выкл.Д», включенные последовательно второй же выход пульта управления через третий нормально разомкнутый контакт реле исходного положения соединен с девятым выходом пульта управления, который является контактом нулевого токопровода сети, второй вход пульта управления, который является контактом фазового токопровода сети соединении с девятым выходом пульта управления через нормально разомкнутые контакты кнопки «Пуск», параллельно которым включен первый нормально разомкнутый контакт реле конца исходного положения, выводы катушки реле конца исходного положения, нормально замкнутые контакты кнопки «Стоп», четвертые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения включенных последовательно, третий вход пульта управления, который является контактом положительно полюса источника постоянного двадцать четырех вольтового напряжения, соединен через вторые нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения с третьим выходом пульта управления, второй вход пульта управления через третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения, соединен с четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, выходами пульта управления соответственно.
Причем в блок пуска ступени введены блок токовых реле, реле пуска ступени, реле конца пуска ступени, реле времени, снабженные нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, при это первый, второй входы блока пуска ступени подключены к первому, второму входам блока токовых реле соответственно, выход же блока токового реле подключен к первому выводу катушки реле тока, второй вывод катушки токового реле соединены с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле пуска ступени соединении с нормально разомкнутым контактом реле тока и первым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени включенных
параллельно, через нормально замкнутые контакты реле конца пуска ступени с третьим входом блока пуска ступени, а второй вывод катушки релe пуска ступени соединении с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле конца пуска ступени соединен через нормально разомкнутые контакты реле времени и первый нормально замкнутый контакт реле тока, включенных параллельно со вторым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени подключенным последовательно к фазному токопрода сети, при этом через четвертый нормально разомкнутый контакт реле конца пуска ступени, фазный токопровод сети подается на первый вывод катушки реле конца пуска ступени, второй вывод реле конца пуска ступени соединен с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле времени соединены через третий нормально разомкнутый контакт реле пуска ступени с четвертым входом блока пуска ступени, второй же вывод катушки реле времени соединен с нулевым токопроводом сети, кроме этого пятый вход блока пуска ступени через второй нармально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен с первым выходом блока пуска ступени, шестой вход блока пуска ступени через третий нормально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен с вторым выходом блока пуска ступени, седьмой вход блока пуска ступени через второй нормально разомкнутый контакт соединен с третьим выходом блока пуска ступени, восьмой вход блока пуска ступени через шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца пуска соединен с четвертым, пятым выходами блока пуска ступени соответственно.
Для доказательства соответствия предложенного технического решения критерию «существенных отличий» определим, в каких технических решениях имеются признаки сходные с признаками, отличающими заявляемое технического решение от прототипа. Отличительными признаками предложенной системы автоматизированного пуска двух синхронных двигателей является то, что введены первый и второй
трансформаторы тока, первичная обмотка первого трансформатора включена в одну из фаз обмотки статора первого синхронного двигателя, выходы первого трансформатора тока подключены к первому, второму входам первого блока управления, а первичная обмотка второго трансформатора тока включена в одну из фаз обмотки статора второго синхронного двигателя, выходы второго трансформатора тока подключен к первому, второму входам второго блока управления, первый, второй, третий выводы трехфазного автотрансформатора подключены к первому, второму, третьему выходам, первого, второго блоков управления, четвертый, пятый шестой выводы трехфазного автотрансформатора подключены к четвертому пятому, шестому выходам первого, второго блоков управления, седьмой, восьмой, девятый выводы трехфазного автотрансформатора подключены к седьмому, восьмому, девятому выходам первого, второго блоков управления, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы первого блока управления соединены с выводами фазных обмоток статора первого синхронного двигателя, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы второго блока управления соединены с выводами фазных обмоток статора второго синхронного двигателя, первый же вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключен к тринадцатому выходу первого блока управления, второй вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, при этом первый вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к тринадцатому выходу второго блока управления, второй вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, первый же выход первого пульта управления соединен с первым выводом катушки первого коммутационного аппарата, а второй вывод катушки первого коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, первый же выход второго пульта управления соединен с первым выводом катушки второго коммутационного аппарата, а второй вывод катушки второго
коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, второй выход первого пульта управления соединен с девятым входом первого блока управления, второй выход второго пульта управления соединен с девятым входом второго блока управления, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы первого пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами первого блока управления, соответственно, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы второго пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами второго блока управления, соответственно, десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы первого блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов первого коммутационного аппарата, соответственно, а десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы второго' блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов второго коммутационного аппарата, первый вход первого блока управления подключен к фазовому токопроводу сети, а первый вход второго блока управления подключен к четырнадцатому выходу первого блока управления.
Причем в блок управления введены первый, второй, третий, четвертый блоки пуска ступени, первый, второй, третий, линейные выключатели с катушкой снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, первый, второй вакуумные выключатели с катушками снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, реле конца пуска с катушкой, снабженное нормально разомкнутым контактом, при этом первый выход первого блока пуска ступени соединен с первым выводом катушки первого вакуумного выключателя, второй вывод которой соединен с нулевым токопроводом сети, второй же выход первого блока пуска ступени подключен к вторым выходам второго, третьего блоков пуска ступени и
первым выводом катушек первого, второго линейных выключателей, вторые же выводы катушек первого, второго линейных выключателей соединены с нулевым токопроводом сети, пятый выход второго блока пуска ступени подключен к пятому входу третьего блока пуска ступени, а первый выход третьего блока пуска ступени подключен к первому выходу катушки второго вакуумного выключателя, второй же вывод катушки второго вакуумного выключателя соединен с нулевым, токопроводом сети, третий выход третьего блока пуска ступени подключен к тринадцатому выходу блока управления и первому выводу катушки третьего линейного выключателя, второй же вывод катушки третьего линейного выключателя соединен с нулевым токопроводом сети, четвертый выход четвертого блока пуска ступени подключен к первому выводу катушки реле конца пуска, второй же вывод катушки реле конца пуска соединен с нулевым токопроводом сети, первый, второй входы блока управления подключены к первым, вторым входам первого, второго, третьего, четвертого блоков пуска ступени соответственно, третий, четвертый, шестой, седьмой и восьмой входы блока управления подключены к третьему, четвертому, шестому, седьмому, восьмому входам первого, второго, третьего, четвертого блока пуска ступени соответственно, пятый вход блока управления подключен к пятым входам первого, второго и четвертого блоков пуска ступени, девятый вход блока управления соединен через нормальный замкнутые контакты первого, второго вакуумных выключателей, первого, второго, третьего линейных выключателей, включенных последовательно с нулевым токопроводом сети, десятый, одиннадцатый, двенадцатые входы блока управления подключены к входным первым, вторым, третьим клеммам нормально разомкнутых контактов, второго и третьего линейный выключенный соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов третьего линейного выключателя с соединены выходными клеммами первого, второго, третьего
нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и десятыми, одиннадцатыми, выходами блока управления соответственно, первый, второй, третьи выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя соответственно, входные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя подключены к седьмому, восьмому, девятому выходам блока управления и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго линейного выключателя соответственно, четвертый, пятый, шестой выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя подключены к нулевому токопроводу сети соответственно, четырнадцатый выход блока управления через нормально разомкнутый контакт реле конца пуска подключен к фазовому токопроводу сети.
При этом в пульт управления введены реле исходного положения, реле конца исходного положения, кнопки «Вкл. Д», «Выкл.Д», «Пуск», «Стоп», при этом первый вход пульта управления через первый нормально разомкнутый контакт реле исходного положения соединении с первым выходом пульта управления, кроме этого первый вход пульта управления соединен с вторым выходом пульта управления через кнопку «Вкл. Д», с нормально разомкнутыми контактами, параллельно которым включены вторые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения, выводы катушки реле исходного положения и нормально замкнутые контакты кнопки «Выкл. Д», включенные последовательно второй же выход пульта управления через третий нормально разомкнутый контакт реле
исходного положения соединен с девятым выходом пульта управления, который является контактом нулевого токопровода сети, второй вход пульта управления, который является контактом фазового токопровода сети соединении с девятым выходом пульта управления через нормально разомкнутый контакт кнопки «Пуск», параллельно которым включен первый нормально разомкнутый контакт реле конца исходного положения, выводы катушки реле конца исходного положения, нормально замкнутые контакты кнопки «Стоп», четвертые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения включенных последовательно, третий вход пульта управления, который является контактом положительно полюса источника постоянного двадцать четырех вольтового напряжения, соединен через вторые нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения с третьим выходом пульта управления, второй вход пульта управления через третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения, соединен с четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, выходами пульта управления соответственно.
Причем в блок пуска ступени введены блок токовых реле, реле пуска ступени, реле конца пуска ступени, реле времени, снабженные нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, при это первый, второй входы блока пуска ступени подключены к первому, второму входам блока токовых реле соответственно, выход же блока токового реле подключен к первому выводу катушки реле тока, второй вывод катушки токового реле соединены с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле пуска ступени соединении с нормально разомкнутым контактом реле тока и первым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени включенных параллельно, через нормально замкнутые контакты реле конца пуска ступени с третьим входом блока пуска ступени, а второй вывод катушки реле пуска ступени соединении с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле конца пуска ступени соединен через нормально разомкнутые контакты
реле времени и первый нормально замкнутый контакт реле тока, включенных параллельно со вторым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени подключенным последовательно к фазному токопроводу сети, при этом через четвертый нормально разомкнутый контакт реле конца пуска ступени, фазный токопровод сети подается на первый вывод катушки реле конца пуска ступени, второй вывод реле конца пуска ступени соединен с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле времени соединены через третий нормально разомкнутый контакт реле пуска ступени с четвертым входом блока пуска ступени, второй же вывод катушки реле времени соединен с нулевым токопроводом сети, кроме этого пятый вход блока пуска ступени через второй нормально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен с первым выходом блока пуска ступени, шестой вход блока пуска ступени через третий нормально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен с вторым выходом блока пуска ступени, седьмой вход блока пуска ступени через пятый нормально разомкнутый контакт соединен с третьим выходом блока пуска ступени, восьмой вход блока пуска ступени через шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца пуска соединен с четвертым, пятым выходами блока пуска ступени соответственно.
Перечисленные устройства как трансформаторы тока, трехфазный автотрансформатор, блок управления широко используются в технических решениях (см. Касаткин А.С. Немцов М.В. Электротехника: Учебник для ВУЗов. - 6-е изд. переработанное М.: Высшая школа. 1999 г. ст.506-511, Борисов Ю.М. Липатов Д.Н. Общая электротехника. Учебное пособие для вузов. М. Высшая школа, 1974 стр.330-340), коммутационные агрегаты (см. Кривенков В.В. Новелла В.Н. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоиздат. 1981. стр.136-140, стр.250-256.), пульт управления, блок трех ступеней (Гжиров Р.Н. Серебреницкий П.Н. Программирование обработки на станках с ЧПУ:
Справочник. - Л. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1990 г., стр.90-100. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского. - М.: Энергоиздат, 1983 г.), по прямому назначению.
Применение во взаимосвязи и исполнении блоков управления, блоков пуска ступени в соответствии с предложенными схемами электрическими принципиальными на основе релейной автоматики, а так же подключение через коммутационные аппараты трехфазного автотрансформатора ко входам блока управления, позволяет значительно уменьшить величину пусковых токов синхронных двигателей. Наличие таких новых свойств позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями.
Перечисленные существенные признаки позволяют снизить мощность источника электрической энергии за счет изменения пусковых режимов двух синхронных двигателей. Предлагаемая система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей позволяет оптимизировать пусковые режимы двух синхронных двигателей от источника электрической энергии соизмеримой мощности.
На чертеже (фиг.1) представлена система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей, на чертеже (фиг.2) представлена диаграмма работы системы автоматического пуска двух синхронных двигателей, на чертеже (фиг.3) показан блок управления, чертеже (фиг.4) представлен пульт управления и на чертеже (фиг.5) представлен блок пуска ступени. Система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей (фиг.1) содержит: -первый пульт управления 1, второй пульт управления 2, первый блок управления 3, второй блок управления 4, трехфазный автотрансформатор 5, трехфазный источник электрической энергии 6, первый, второй коммутационные аппараты 7, 8, с катушками Q1, Q2 и нормально разомкнутыми контактами Q1.1, Q2.1 для коммутации трехфазной
электрической энергии, третий, четвертый коммутационные аппараты 9, 10, с катушками Q3, Q4, нормально замкнутыми контактами Q3.1, Q4.1 и нормально разомкнутыми контактами Q3.2, Q4.2, первый, второй трансформаторы тока 11, 12 включенные в одну из фаз обмоток статора, синхронных двигателей 13, 14, первый, второй резисторы 15, 16, третий, четвертый резисторы 17, 18, первый, второй источники постоянного напряжения 19, 20, далее на чертеже (фиг.3) показан блок управления который содержит: блоки пуска ступени 21, 22, 23, 24, вакуумные выключатели 25, 26, с катушками QV1, QV2, нормально замкнутыми контактами QV1.2, QV2.2, нормально разомкнутыми контактами QV1.1, QV2.1, линейными выключателями 27, 28, 29, с катушками S1, S2, S3, нормально замкнутыми контактами S1.2, S2.2, S3.2, и нормально разомкнутыми контактами S1.1, S2.1, S3.1, реле конца пуска 30, с катушкой РКП1 и нормально разомкнутым контактом РКП 1.1, пульты управления 1,2 содержат (фиг.4): реле исходного положения 31, с катушкой РИП1, и четыре нормально разомкнутых контакта РИП1.1, РИП1.2, РИП1.3 и РИП1.4, реле конца исходного положения 32 с катушкой РКО и семью нормально разомкнутыми контактами РКО.1, РКО.2, РКО.3, РКО.4, РКО.5, РКО.6, РКО.7, блоки пуска ступени 21, 22, 23, 24 (фиг.5) содержат: блок токовых реле 33, реле тоновое 34 с катушкой РТ1 нормально замкнутыми контактами РТ1.2 и нормально разомкнутыми контактами РТ1.1, реле пуска ступени 35 с катушкой РП1 и тремя нормально разомкнутыми контактами РП1.1, РП1.2, РП1.3, реле конца пуска ступени 36 с катушкой РК1, тремя нормально замкнутыми контактами РК1.1, РК1.2, РК1.3 и четыре нормально разомкнутых контакта РК1.4, РК1.5, РК1.6, РК1.7. Диаграмма работы системы автоматизированного пуска двух синхронных двигателей показана на чертеже (фиг.2), где отображены значения величины пускового тока синхронного двигателя в функциональной зависимости от времени пуска, время пуска разбито на четыре ступени в виде циклограммы отображающей
срабатывание вакуумных выключателей 25, 26 и линейных выключателей 27, 28, 29 на соответствующей ступени пуска.
Система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей работают следующим образом:
В исходном состоянии на коммутационные аппараты 7,8, 9, 10, вакуумные выключатели 25, 26, линейные выключатели 27, 28, 29, реле конца пуска 30, реле исходного положения 31, реле конца исходного положения 32, реле токовое 34, реле пуска ступени 35, реле конца пуска ступени 36 напряжения питания не подается и они обесточены. Контакты нормально замкнутые в вакуумных выключателей 25, 26 и линейных выключателей 27, 28, 29, готовят цепь включения питания реле исходного положения 31.
Включение первого синхронного двигателя производится нажатием кнопки «Вкл.Д» на первом пульте управления 1, при этом происходит срабатывание реле исходного положения 31, которое своими нормально разомкнутыми контрактами РИП1.2 становятся на самоблокировку, шунтируя кнопку «Вкл.Д» и через нормально разомкнутый контакт РИП1.1
включается первый коммутационный аппарат 7. При включении коммутационного аппарата 7 срабатывает группа нормально разомкнутых контактов Q1.1, при этом трехфазное напряжение от источника электрической энергии 6 подается через входные клеммы 10, 11, 12, блока управления 3 на нормально разомкнутые контакты S2.1, S3.1 линейных выключателей 28, 29 тем самым подготавливая цепи питания управления пуска синхронного двигателя 13. Запуск синхронного двигателя 13 производится при влечении кнопки «Пуск» пульта управления 1, при этом происходит срабатывание реле конца исходного положения 32, которое своими нормально разомкнутыми контактами РКО.1 производит самоблокировку, шунтируя кнопку «Пуск», при этом срабатывают нормально замкнутые контакты реле РКО.2, РКО.3, РКО.4, РКО.5, РКО.6, РКО.7. При этом напряжение ˜220 V подается на четвертый, пятый. шестой,
седьмой, восьмой входы блока управления 1 и далее на четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой входы первого 21, второго 22, третьего 23, четвертого 24 блоков пуска ступени. На третий же вход блока управления 1 подается напряжение питания +24 V и далее на третьи входы первого 21, второго 22, третьего 23, четвертого 24 блоков пуска ступеней.
В соответствии с циклограммой работы (Фиг.2) после включения кнопки «Пуск» пульта управления 1 включается режим автотрансформатора (первая ступень), при котором происходит срабатывание вакуумного выключателя 25, линейных выключателей 27, 28. Срабатывания вакуумного выключателя 25, линейных выключателей 27, 28 происходит через нормально замкнутые контакты РК1.2, РК1.3 реле конца пуска 36, блока пуска ступени 21, таким образом замыкаются нормально разомкнутые контакты S2.1, линейного выключателя 27, нормально разомкнутые контакты S1.1 линейного выключателя 28 и нормально разомкнутые контакты QV1.1 вакуумного выключателя 25.
Питающее напряжение G и В, через автотрансформатор 5 подается на шины двигателя (Д1) 13. Синхронный двигатель начинает вращаться.
Происходит первый всплеск тока (1-я ступень).
Сработав, в токовое реле 34 своими нормально разомкнутыми контактами РТ1.1 включает реле пуска первой ступени 35, которая становится на самоблокировку (РП1.1).
Контактами РП1.3 включает реле времени 37. контролирующее длительность пуска первой ступени, а контактами РП1.2 готовят цепь срабатывание реле конца 36 первой ступени.
При уменьшении величины пускового тока до величины отпускания токового реле 34 (настраивается при пуске блока токовых реле 33, блока пуска ступени 21), реле отпускает и своими контактами РТ1.2 заставит сработать реле конца пуска 36. Если реле тока 34 не отпустит, то через заданное время (настаивается при настройке блока пуска ступени 21)
срабатывает реле времени 37 и включит реле конца пуска 36 через нормально разомкнутые контакт РВ 1.1. Тем самым сформируется команда конца первой ступени пуска.
После срабатывания реле конца пуска 36 его контакты РК1.1 отключает реле пуска 35 первой ступени и контактами РК1.4 поставит реле конца пуска 36 первой ступени на самоблокировку, обеспечив тем самым запоминание работы первой ступени и ее отключение от дальнейшей работы схемы пуска, контакты РК1.2 разомкнутся в цепи управления вакуумного выключателя QV1.1 и сформируют команду на его отключение.
Вакуумный выключатель отключается и схема перейдет на реакторный режим работы (фиг.2), вторая ступень.
Реакторный режим обеспечивается за счет включения линейных выключателе 27. 28 от блока пуска ступени 22. В момент отключение вакуумного выключателя 25, перехода в реакторный режим, напряжение питания увеличится на шинах синхронного двигателя и его скорость вращения возрастет. Это вызовет вновь всплеск тока, который заставит сработать реле тока 34 блока токовых реле 33, которые расположены в блоке пуска 22 второй ступени. Блок токовых реле имеет соответствующую токовую вставку на срабатывание для реакторного режима второй ступени. Сработав токовое реле 34 своими нормально разомкнутыми контактами РТ1.1 включает реле пуска уже второй ступени 35. Работа блока пуска второй ступени в дальнейшем происходит аналогично первой ступени, но при этом работают реле РП1 и РК1 конструктивно расположенные в блоке пуска 22 второй ступени.
После срабатывания РК блок пуска второй ступени РК - запомнит работу второй ступени, а нормально открытым контактом РК1.7 подготовят третью ступень запуска.
Работа третьей ступени (фиг.2) обуславливает включение вакуумного выключателя 26 и продолжением включения линейных выключателей 27, 28
от блока пуска ступени 23 (третья ступень).
Вакуумный выключатель 26 включается и схема пуска перейдет на номинальное питание от сеть 6 кв. Напряжение питания увеличится на шинах синхронного двигателя и его скорость вновь возрастет (фиг.2). Это вызовет опять всплеск тока, который заставит сработать реле тока третьей ступени и включит реле пуска третьей ступени РП1 блока пуска ступени 23. Работа блока пуска третьей ступени 23 аналогична работе блоков пуска 21, 22 (первой, второй ступеней). После срабатывания РК реле конца пуска третьей ступени запомнит работу третьей ступени, а нормально открытыми контактами РК1.3, РК1.6 формируют команды конца запуска двигателя. Контактами РК1.6 включает напряжение возбуждения синхронного двигателя. Включается коммутационный аппарат 9, который своими нормально разомкнутыми контактами Q3.2 подключает постоянное напряжение 19 на входы обмотки возбуждения синхронного двигателя 13. Кроме этого включается от блока пуска третьей ступени линейный выключатель 27 который через свои нормально разомкнутые контакты подает напряжение питания 6 кв шунтируя оконченные по концу работы третьей ступени линейные выключатели 27, 28 и вакуумный выключатель 26.
Возбуждение синхронного двигателя включено. Это приведет к новому броску тока что обеспечит срабатывание блока пуска четвертой ступени.
Работа блока пуска четвертой ступени идентична ранее описанным блокам пуска первой, второй, третьей ступеней. Реле конца пуска четвертой ступени сработав, своими контактами ставит себя на самоблокировку, тем самым запоминает процесс срабатывания четвертой ступени. При этом своим нормально разомкнутым контактом включает реле конца пуска 30, которая готовит цепь пуска второго синхронного двигателя, подавая напряжение питания ˜220V на первый вход пульта управления 2 с выхода 14 первого блока управления.
Блок управления 2 и пульт управления 2 находится в исходном
состоянии и готов к запуску второго синхронного двигателя. Останов пуска синхронных двигателей осуществляется путем включения кнопки «Стоп» с пульта управления 1, или пульта управления 2. Выключение двигателей осуществляется путем включения кнопки «Выкл.Д» на пульте управления 1 или пульте управления 2.
1. Система автоматизированного пуска двух синхронных двигателей, содержащая первый, второй синхронные двигатели, первый, второй пульты управления, первый, второй блоки управления, первый, второй коммутационные аппараты с катушками и тремя замыкающими силовыми контактами, входные выводы которых подключены к выводам фаз питающей сети, вывод для подключения к нулевому токопроводу сети, трехфазный автотрансформатор, первый резистор, через силовые нормально замкнутые контакты третьего коммутационного аппарата подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, первый источник питания постоянного тока, через нормально разомкнутые контакты третьего коммутационного аппарата и второй резистор подключенный к входным выводам обмотки возбуждения первого синхронного двигателя, третий резистор, через силовые нормально замкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата подключенный к входным выводам обмотки возбуждения второго, синхронного двигателя, второй источник питания постоянного тока, через нормально разомкнутые контакты четвертого коммутационного аппарата и четвертый резистор подключенный к входным выводам обмотки возбуждения второго синхронного двигателя, отличающийся тем, что дополнительно введены первый и второй трансформаторы тока, при этом первичная обмотка первого трансформатора тока включена в одну из фаз обмотки статора первого синхронного двигателя, выходы же первого трансформатора тока подключены к первому, второму входам первого блока управления, а первичная обмотка второго трансформатора тока включена в одну из фаз обмотки статора второго синхронного двигателя, выходы же второго трансформатора тока подключены к первому, второму входам второго блока управления, первый, второй, третий выводы трехфазного автотрансформатора, подключенные к первому, второму, третьему выходам первого, второго блоков управления, четвертый, пятый, шестой выводы трехфазного автотрансформатора, подключенные к четвертому, пятому, шестому выходам первого, второго блоков управления, седьмой, восьмой, девятый выходы трехфазного автотрансформатора, подключенные к седьмому, восьмому, девятому выходам первого, второго блоков управления, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы первого блока управления, соединенные с выводами фазных обмоток статора первого синхронного двигателя, десятый, одиннадцатый, двенадцатый выходы второго блока управления, соединенные с выводами фазных обмоток статора второго синхронного двигателя, первый же вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключен к тринадцатому выходу первого блока управления, второй вывод катушки третьего коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, первый же вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к тринадцатому выходу второго блока управления, а второй вывод катушки четвертого коммутационного аппарата подключен к нулевому токопроводу сети, первый же выход первого пульта управления соединен с первым выводом катушки первого коммутационного аппарата, второй вывод катушки первого коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, первый же выход второго пульта управления соединен с первым выходом катушки второго коммутационного аппарата, а второй вывод катушки второго коммутационного аппарата соединен с нулевым токопроводом сети, второй выход первого пульта управления, который соединен с девятым входом первого блока управления, а второй выход второго пульта управления соединен с девятым входом второго блока управления, причем третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы первого пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами первого блока управления соответственно, а третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой выходы второго пульта управления соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым входами второго блока управления соответственно, десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы первого блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов первого коммутационного аппарата соответственно, а десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы второго блока управления подключены к выходным выводам трех замыкающих силовых контактов второго коммутационного аппарата, первый вход первого блока управления подключен к фазному токопроводу сети, а первый вход второго блока управления подключен к четырнадцатому выходу первого блока управления.
2. Система по п.1, содержащая блок управления, в который введены первый, второй, третий, четвертые блоки пуска ступени, первый, второй, третий линейные выключатели с катушками, снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, первый, второй вакуумные выключатели с катушками, снабженные тремя нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым контактом, реле конца пуска с катушкой, снабженное одним нормально разомкнутым контактом, при этом первый выход первого блока пуска ступени соединен с первым выводом катушки первого вакуумного выключателя, второй вывод катушки первого вакуумного выключателя соединен с нулевым токопроводом сети, второй же выход первого пуска ступени подключен к вторым выходам второго, третьего блоков пуска ступеней и первым выводом катушек первого, второго линейных выключателей, вторые же выводы катушек первого, второго линейных выключателей соединены с нулевым токопроводом сети, пятый выход второго блока пуска ступени подключен к пятому входу третьего блока пуска ступени, а первый выход третьего блока пуска ступени подключен к первому выводу катушки второго вакуумного выключателя, второй же вывод катушки второго вакуумного выключателя соединен с нулевым токопроводом сети, третий выход третьего блока пуска ступени подключен к тринадцатому выходу блока управления и первому выводу катушки третьего линейного выключателя, второй же вывод катушки третьего линейного выключателя соединен с нулевым токопроводом сети, четвертый выход четвертого блока пуска ступени подключен к первому выводу катушки реле конца пуска, второй же вывод катушки реле конца пуска соединен с нулевым токопроводом сети, первый, второй входы блока управления подключены к первым, вторым входам первого, второго, третьего, четвертого блоков пуска ступени соответственно, третий, четвертый, шестой, седьмой, восьмой входы блока управления подключены к третьему, четвертому, шестому, седьмому, восьмому входам первого, второго, третьего, четвертого блоков пуска ступени соответственно, пятый вход блока управления подключен к пятым входам первого, второго и четвертого блоков пуска ступени, девятый вход блока управления соединен через нормально замкнутые контакты первого, второго вакуумных выключателей, первого, второго, третьего линейных выключателей, подключенных последовательно с нулевым токопроводом сети, десятый, одиннадцатый, двенадцатый входы блока управления подключены к входным первым, вторым, третьим клеммам нормально разомкнутых контактов второго и третьего линейных выключателей соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов третьего линейного выключателя соединены с выходными клеммами первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и десятым, одиннадцатым выходами блока управления соответственно, первый, второй, третьи выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого линейного выключателя и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя соответственно, входные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго вакуумного выключателя подключены к седьмому, восьмому, девятому выходам блоков управления и выходным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов второго линейного выключателя соответственно, четвертый, пятый, шестой выходы блока управления подключены к входным клеммам первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя соответственно, выходные же клеммы первого, второго, третьего нормально разомкнутых контактов первого вакуумного выключателя подключены к нулевому токопроводу сети соответственно, четырнадцатый выход блока управления через нормально разомкнутый контакт реле конца пуска подключен к фазовому токопроводу сети.
3. Система по п.1, содержащая пульт управления, в который введены реле исходного положения, реле конца исходного положения, кнопки «Вкл.Д», «Выкл.Д», «Пуск», «Стоп», при этом первый вход пульта через первый нормально разомкнутый контакт реле исходного положения соединен с первым выходом пульта управления, кроме этого, первый вход пульта управления соединен со вторым выходом пульта управления через кнопку «Вкл.Д» с нормально разомкнутыми контактами, параллельно которым включены вторые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения, выводы катушки реле исходного положения и нормально замкнутые контакты кнопки «Выкл.Д», включенные последовательно, второй же выход пульта управления через третий нормально разомкнутый контакт реле исходного положения соединен с девятым выходом пульта управления, который является контактом нулевого токопровода сети, второй вход пульта управления, который является контактом фазового токопровода сети, соединен с девятым выходом пульта управления через нормально отрытые контакты кнопки «Пуск», параллельно которым включен первый нормально разомкнутый контакт реле конца исходного положения, выводы катушки реле конца исходного положения, нормально замкнутые контакты кнопки «Стоп» и четвертые нормально разомкнутые контакты реле исходного положения включенных последовательно, третий вход пульта управления, который является контактом положительного полюса источника постоянного двадцатичетырехвольтового напряжения, соединен через вторые нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения с третьим выходом пульта управления, второй вход пульта через третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца исходного положения соединен с четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым выходами пульта управления соответственно.
4. Система по п.2, содержащая блок пуска ступени, в который введены блок токового реле, реле пуска ступени, реле конца пуска ступени и реле времени, снабженные нормально разомкнутыми контактами и нормально замкнутыми контактами, при этом первый, второй входы блока пуска ступени подключены к первому, второму входам блока токового реле соответственно, выход же блока токового реле подключен к первому выводу катушки реле тока, второй вывод катушки токового реле соединен с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле пуска соединен с нормально разомкнутыми контактами реле тока и первым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени, включенных параллельно, через первые нормально замкнутые контакты реле конца пуска ступени с третьим входом блока пуска ступени, а второй вывод катушки реле пуска ступени соединен с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле конца пуска ступени соединен через нормально разомкнутый контакт реле времени и первый нормально замкнутый контакт реле тока, включенных параллельно, со вторым нормально разомкнутым контактом реле пуска ступени, подключенным последовательно к фазному токопроводу сети, при этом через четвертый, нормально разомкнутый контакт реле конца пуска ступени фазный токопровод сети подается на первый вывод катушки реле конца пуска ступени, второй же вывод реле конца пуска ступени соединен с нулевым токопроводом сети, первый вывод катушки реле времени соединен через третий нормально разомкнутый контакт реле пуска ступени с четвертым входом блока пуска ступени, второй же вывод катушки реле времени соединен с нулевым токопроводом сети, кроме этого, пятый вход блока пуска ступени через второй нормально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен с первым выходом блока пуска ступени, шестой вход блока пуска ступени через третий нормально замкнутый контакт реле конца пуска ступени соединен со вторым выходом блока пуска ступени, седьмой вход пуска ступени через пятый нормально разомкнутый контакт соединен с третьим выходом блока пуска ступени, восьмой вход блока пуска ступени через шестой, седьмой нормально разомкнутые контакты реле конца пуска соединен с четвертым, пятым выходами блока пуска ступени соответственно.
