Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности
Использование: системы электроснабжения мо щных электродвигателей, питающихся от сети соизмеримой мощности. Сущность изобретения состоит в том, что в процессе пуска электродвигателя, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации, а потом подключают ее по схеме продольной ком: пенсации, измеряют остаточное напряжение U на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети Um и при UK 0,273 Um включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации при фазовом угле сетевого напряжения остающей фазы 95 15 эл. град., а при UK 0,273 Um включают конденсаторы в батарею поперечной компенсации при р 0, что позволяет уве-. личить срок службы конденсаторов, уменьшить коммутационные перенапряжения в сети и повысить быстродействие. 3 ил. СО С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5! ) 5 Н 02 P 3/22
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808701/07 (22) 21.02.90 (46) 30.01.93. Бюл. N 4 (71) Вологодский политехнический институт (72) А.И.Игнайкин и В.Г.Вугаков (56) Авторское свидетельство СССР
М 1651349, кл. Н 02 P 3/22, 1988.
Авторское свидетельство СССР
M 1424095, кл. Н 02 P 3/22, 1987. (54) СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ОТ СЕТИ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ (57) Использование: системы электроснабжения мощных электродвигателей, питающихся от сети соизмеримой мощности.
Сущность изобретения состоит в том, что в процессе пуска электродвигателя, при котоИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оптимизации режимов системы электроснабжения при пусках мощных электродвигателей в сетях соизмеримой мощности.
Известно техническое решение, в котором для исключения провалов напряжения на шинах подключения двигателя и регулирования электромагнитного момента при
его пуске конденсаторная батарея (КБ) включается последовательно в цепь двигателя на время пуска, а по его завершении шунтируется вы кл ючателем. Недостатком такого решения является неиспользование
КБ в номинальных рабочих режимах, что существенно ухудшает технические и экономические характеристики системы электроснабжения (СЭ).
Известно также техническое решение для улучшения пусковых режимов двигателя, в котором используется переключаемая шунтовая КБ, состоящая из двух групп—, . Ж «, 1791948 А1 ром заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации, а потом подключают ее по схеме продоль ной компенсации, измеряют остаточное напряжение О, на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети Um и при Ux> 0,273 Um включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации при фазовом угле сетевого напряжения остающей фазы р=--15 эл. град.,,а при Ок < 0,273 Um включают конденсаторы в батарею поперечной компенсации при у) = О, что позволяет увеличить срок службы конденсаторов, уменьшить коммутационные перенапряжения в сети и повысить быстродействие. 3 ил. форсировочной и не отключаемой в нормальном режиме. При пусках здесь обеспе чивается требуемое качество напряжения, однако наиболее мощная форсировочная часть КБ не используется в нормальных режимах работы СЭ.
Известен также способ пуска электродвигателя, при котором на время пуска двигателя шунтовая КБ переключается в установку продольной компенсации, а после завершения пуска снова переключается в шунтовую КБ, при этом для преодолевания момента трогания используется энергия заряда конденсаторов. Такое техническое решение позволяет исключить провалы напряжения при пуске двигателя и осуществить регулирование пусковой мощности. Существенным недостатком его является наличие возмущений в сети, вызванных переключением заряженных в процессе пуска двигателя конденсаторов из батареи про1791ЯВ дольной компенсации в батарею поперечной компенсации.
Целью изобретения является увеличение срока службы конденсаторов, уменьшение коммутационных перенапряжений B сети и повышение быстродействия за счет
"мягкого" с минимальными токами переключения заряженных в процессе разгона двигателя конденсаторов в батарею поперечной компенсации.
Поставленная цель достигается тем, что после разгона двигателя отключают конденсаторную батарею продольной компенсации в rëîìåíò достижения напряжения на конденсаторе первой фазы амплитудного положительного значения, измеряют остаточное напряжение на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на указанном конденсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсатор в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 эл. град., а при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения
0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент перехода напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (О эл. град,), Н а фиг.1 п редста влен и роцесс откл ючения трехфазной конденсаторной батареи после разгона двигателя, Напряжение на конденсаторе в ка>кдой фазе КБ отстает от протекающего по нему тока на угол 90 эл. град., поэтому в момент прохождения тока через нуль напряжение на конденсаторе этой фазы имеет максимальное значение.
Отключение КБ продольной компенсации происходит путем одновременного снятия управляющих импульсов (момент времени
to по фиг.1) в результате естественной коммутации тиристоров выключателя. Причем в разных фазах момент естественной коммутации (прохождение тока через нуль) неодиHBKQB,для фазы А это времл t1 (фиг.1), для других фаз В и С вЂ” это t2, После погасания вентиля в первой фазе А отключение продолжается в двухфазном режиме, при этом
ТоК в фазе С является зеркальным отражением тока в фазе В, отключение тока в тиристорах фаз В и С происходит одновременно в момент времени t2. В момент погасанил вентиля в первой фазе мгновенное значение напряжения на конденсаторах фаз Б и
С составит — 0,5 U Фп,ах. В интервале времени t> < с < t2 на линейное напряжение
UBc наряду с другими элементами будет подключена цепочка из двух последовательно соединенных конденсаторов фаз В и С— в результате ток на этом временном интер5 вале будет определяться; BCmax
)KB — 2 Х со$ cU t, k
1кс 02Х с $ (1)
2Хк
"О а напряжение на конденсаторах
t2. (ц)
UKB = — j !кв Ф + Uke
Ск tt
Р (t)
15 Зкс=С)ц !"".бт+U« (2)
B момент прохождения тока (кв и !кс через нуль (t2) напря>кение составит:
Д 2
UKBo= "J c0satdt — 0,5UкФтах
0клтах Цепах V3 — 1
2 2
= 0,366 0кФ max, (3)
U кnmax 2 U кФ max
25 Uycо= — ) cos жtdt
2 о 2
Uknmax + 0кФлпах Y3 + 1 кФп1ах .
= — 1,366 U к Фпах, (3)
Продол>кительность второго интервала составит At2 = t2 — t< = 90 эл. градусов, а всего процесса отключения At = A tt
+ A t2 =. t2 — t0 не более (б0+90) = 150 зл, 35 Ð ÀÓC08
В результате на конденсаторах будет остаточное напряжение в трех фазах, разное по величине, В таблице приведены значения остаточных напряжений на конденсаторах отдельных фаз при различных уровнях напряжения на конденсаторе первой фазы, В таблице также представлены величины напряжений рассогласования в отдельных фазах (ЛЙ = Ь вЂ” UKlo) при включении конденсаторной батареи поперечной компенсации. Мгновенное значение напряжения в отдельных фазах в момент включения
КБ поперечной компенсации будет определяться следующим образом (фиг.2); (Рв + 120o)
UB = sir. Ив
Uc = -sin(И, + 60 ). (4)
На фиг.З представлены зависимости максимального напряжения рассогласованил оТ величины остаточного напряжения на конденсаторах (ЬUm x = f(Uyо)) при различных моментах включения КБ поперс-гной компенсации: 1 — Ов = 0; 2 — (=4 = 30 ; 3—
O = 15 ; 4 — б4 =агсз!п(скво) (при таком
1791948
Велииинь остаточных напряжений на кпнленсаторах и напряжений рассогласования
0,б
0.220
О, 82 ) 1.4
0,512
I. 912
1.2
О, 439
1, 639
1,О
0.366
1.366
Р,8
О. 293
1,093
0,7
0.256
0,956
О,4
О,146
0.546
0,5
0,183
О. 683
0,2
О,O73
0.273
0,066
0,293
0,227
0.293
0,534
0,512
1, 046
1, 046
0,334
0.439
0,773
0,773
О, 134
0,366
0,5
0.5
0,266 О.!66
0,220 0,256
0,046 О Оо
0,266 0,256
0,366
0,183
О.!83
0,366
0,466
О,146
0.320
О,466
0,666
0.073
О. 593
О, 666
0.693
О. 254
О, 947
О. 947
0.493
0.180
0.673
0,673
0,293
O,107
0,400
0.4ОО
О, 007
0,003
О,О1О
О,ОIО
О,O93
0,034
0,127
0.127
O. IO7
О, 039 ,0,146
0,146
0,307
0,112
0.420
0,420
0,207
0,076
0.283
0,283
0.507
0.186
О, 693
О, 693
0,9
О, 012
0,912
О, 912
0,7
О, 061
0.639
0.7
0,5
0,134
0,366
0,5
0,2
О, 244
0,044
0,244
О.э
0, ãO7
О, 093
О.э
О.!
0. 280
О, I80
О, 280 о.!
0.354
0.454
0,454 о,ооо
О. 3 I 7
О. 317
О. 317
0,3
О, 427
0,723
О. 723
1.9
1. 012
2 912
2, 912
1,7
0,939
2.639
2.639
1,5
0,866
2,366
2,366
1,3
О,793
2.093
2.093
l.2
U,756
1.956
l, 956
1,1
0,720
1,820
0.9
0,646
I, 546
1, 546
1,О
О. 683
1, 683
I.683
0.7
0,573
1. 273
1. 273
30.00
0,912
О.ооо
0.912
26,05
0,642 о,ооо
0,642
21,47
0,377 о, ооо
0.377
1 / 05
O,ОО9
О,ООО
О, 009
17.03
0,118
О.ооо
0,118. 12,69
O,135
О,ООО
О,ОО9
8,419
0.384
О.ооо
0.384
10,55
О, 260 о, ооо
О, 260
4.198
О, 627
О.ооо
0,627
О.ооо
du, 0,866
du О,ООО
ЛО. 0,866 включении напряжение рассогласования в фазе В равно нул!о}. Наиболее неблагоприятная фаза включения (Эа = 2100.
По данным таблицы и графиков на фиг.3 мо>кно предло>кить способ включения КБ поперечной компенсации, при котором напряжение рассогласования, а значит, и возмущения в системе при включении КБ будут близки к минимальным, При контроле напряжения на конденсаторах фазы А включение КБ поперечной компенсации осуществляется в интервале
О< UKAo < 0,273 Оа = О, а пРи UKAo> 0,273 — C4 = 15 (на первом интервале участок кривой 1, на втором — кривой 3 фиг.3), Формула изобретения
Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности, при котором заряжают трехфазную конденсаторную батарею поперечной компенсации с последующим ее подключением по схеме продольной комu„„„„, o,о
О,а. О,О
u... О.о ба =О bud 0.866
du, о,ооо
bUñ О ° 866
bU.„ 0,866 о8 =15 а 0я 0,707
Л Ug О. 259
bUе 0,966
140иакс 0,966
6 в =30 du 0.5
dUа 0,5
duÄ I,o
4и„,„, 1.О
6, =21Юа Uä 0,5
dud 0,5
1.O
40и.„1. O пенсации, отл и ча ю щи и ся тем, что, с целью увеличения срока службы конденсаторов, уменьшения коммутационных перенапряжений в сети и повышения
5 быстродействия, измеряют остаточное наприяжение.на конденсаторе первой фазы, сравнивают его с амплитудным значением напряжения сети питания и при величине остаточного напряжения на указанном кон10 денсаторе больше 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент сетевого напряжения отстающей фазы 15 зл. град„а
15 при величине остаточного напряжения на конденсаторе меньше значения 0,273 амплитудного значения напряжения сети включают конденсаторы в трехфазную батарею поперечной компенсации в момент перехо20 да напряжения сети отстающей фазы через нулевое значение при положительном знаке производной (ноль зл. град.), 1791948
0,6
С,5
Ol3
О, 6 0, с". а е
Фиг.3 Составитель А.Игнайкин
Техред M,Mîðãåíòàë Корректор А.Коэориз о,, Редактор
Производственно-изда ельскии комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 159 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
![Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/764/7648766-s.jpg)
![Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/764/7648767-s.jpg)
![Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/764/7648768-s.jpg)
![Способ пуска электродвигателя от сети соизмеримой мощности](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/764/7648769-s.jpg)