Пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи

Номер патенту: 73247

Опубліковано: 10.09.2012

Автори: Хілов Віктор Сергійович, Ропало Віктор Миколайович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи, що включає розташовані на одному валу ротор двигуна змінного струму й якір генератора постійного струму, двигун змінного струму, підключений до мережі електропостачання через перший комутатор, індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем, який відрізняється тим, що уведено другий та третій комутатори, з'єднані між собою через індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем, причому шини постійного струму перетворювача приєднують до шин постійного струму генератора постійного струму через третій комутатор, а другий комутатор приєднують до мережі електропостачання.

Текст

Реферат: Пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи включає розташовані на одному валу ротор двигуна змінного струму й якір генератора постійного струму, двигун змінного струму, підключений до мережі електропостачання через перший комутатор, індуктивноємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем. Додатково введено другий та третій комутатори, з'єднані між собою через індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем. UA 73247 U (12) UA 73247 U UA 73247 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до енергоємних електромеханічних систем перетворення нерегульованого потоку електромагнітної енергії джерела напруги змінного струму в регульований потік механічної енергії в робочій зоні виконавчого механізму та може бути використано в різних галузях промисловості, де застосовуються потужні регульовані електроприводи за системою генератор-двигун, потужності яких порівняні з потужностями системи електропостачання, наприклад електрифіковані екскаватори для відкритих гірських робіт. Відомий електромеханічний пристрій перетворення нерегульованого потоку електромагнітної енергії змінного струму в регульований потік енергії постійного струму в системах генератор-двигун, де використовуються електромеханічний двомашинний перетворювальний агрегат, у якому на одному валу розташовані ротор двигуна змінного струму (асинхронний або синхронний двигун) і якір генератора постійного струму. [Гейлер Л.Б. Основы электропривода. - Минск, Высшая школа, 1972.-608 с. Ключев В.И. Теория электропривода. - М. Энергоатомиздат, 1985.-560 с]. Недоліки - значні пускові струми при обмеженій величині пускового моменту та значні величини реактивних потужностей, можливість виникнення аварійних відключень та порушення технологічного процесу. Найбільш близьким технічним рішенням є пристрій пуску та живлення асинхронного двигуна, [Деклараційний патент на корисну модель № 8600, заявлено 12.01.2005, опубл. 15.08.2005, бюл. №8], який включає комутатор, індуктивно-ємнісний перетворювач, розташовані на одному валу ротор двигуна змінного струму та якір генератора постійного струму, двигун змінного струму, підключений до мережі електропостачання через перший комутатор, індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем. Недолік пристрою - значний час пуску за рахунок зниження напруги на статорних обмотках двигуна змінного струму в період пуску. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для пуску двигуна змінного струму генераторної групи, у якому шляхом введення нових елементів і зв'язків між ними забезпечується можливість безударного пуску в умовах обмеженої потужності системи електропостачання при зниженні часу пуску та за рахунок цього усунення аварійних режимів роботи електротехнічного встаткування та порушення протікання технологічних процесів електроенергетичних систем, ею приєднані до системи електропостачання. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрою для пуску двигуна змінного струму генераторної групи, що включає розташовані на одному валу ротор двигуна змінного струму й якір генератора постійного струму, двигун змінного струму, підключений до мережі електропостачання через перший комутатор, індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем, згідно з корисною моделлю, уведено другий і третій комутатори, з'єднані між собою через індуктивно-ємнісної перетворювач із трифазним випрямлячем, причому шини постійного струму перетворювача приєднують до шин постійного струму генератора постійного струму через третій комутатор, а другий комутатор приєднують до мережі електропостачання. На кресленні представлено пристрій для пуску двигуна змінного струму привода генераторної групи (загальна схема). На кресленні позначено: 1 - система електропостачання; 2 - двигун змінного струму; 3 - якір генератора постійного струму; 4 - перший комутатор у мережі змінного струму двигуна змінного струму; 5 - індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем; 6 - якір двигуна постійного струму; 7 - третій комутатор у колах постійного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем, двигуна постійного струму та генератора постійного струму; 8 - другий комутатор у колі змінного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем; 9 - давач частоти обертання двигуна постійного струму; 10 - давач напруги генератора постійного струму; 11 - елемент порівняння; 12 четвертий комутатор у колах постійного струму між генератором і двигуном постійного струму; 13 - блок задання частоти обертання або напруги якірного кола генератора постійного струму. Двигун змінного струму 2 і генератор постійного струму 3 знаходяться на одному валу. Двигун змінного струму 2 і індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем 5 підключені до системи електропостачання 1 через перший та другий комутатори 4 і 8, відповідно. Шини якірного кола генератора постійного струму 3 підключені через третій комутатор 7 до шин постійного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5. Шина постійного струму генератора постійного струму 3 приєднана до шини постійного струму двигуна постійного струму 6 через четвертий комутатор 12. До входу задання пристрою порівняння 11 підключено блок задання 13 частоти обертання або напруги якірного кола 10 генератора постійного струму, а до входу порівняння пристрою 11 підключено давач частоти обертання 9 або давач напруги генератора постійного струму 3. 1 UA 73247 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій для пуску двигуна змінного струму привода генераторної групи реалізується таким чином. На весь період до закінчення пуску двигуна змінного струму 2 четвертий комутатор 12 від'єднує шину постійного струму генератора постійного струму 3 від шини постійного струму двигуна постійного струму 6. У початковому стані перший комутатор 4 перебуває в першому положенні та мережні обмотки двигуна змінного струму 2 відключені від системи електропостачання 1. Збуджують генератор постійного струму 3. Після появи збудження генератора 3 другий комутатор 7 перебуває в першому положенні та шини постійного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 підключають до шин постійного струму збудженого генератора постійного струму 3. Після переведення третього комутатора 7 у перше положення переводять в перше положення другий комутатор 8 і індуктивно-ємісний перетворювач із трифазним випрямлячем приєднують до системи електропостачання 1. Електромагнітна енергія надходить від системи електропостачання 1 через індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем 5 на шини постійного струму збудженого генератора постійного струму 6, який працює в режимі двигуна з постійним пусковим моментом на валу та розганяє двигун змінного струму 2 до заданої частоти обертання. Момент досягнення заданої частоти обертання контролюють елементом порівняння 11 за поточним сигналом від давача частоти обертання 9 двигуна змінного струму 2 відносно до заданої величини частоти обертання двигуна змінного струму 2. Задана частота обертання надходить від блока 13. Аналогічно можливо управляти за вихідною напругою генератора постійного струму 3. Для цього замість сигналу від давача частоти обертання 9 на вході елемента порівняння 11, використовують сигнал від давача постійної напруги 10 генератора постійного струму 3 і задають сигнал постійної напруги на вхід елемента порівняння 11 від блока, що задає 13 (ця можливість на кресленні показано точковими лініями). Останнє пояснюється тим, що частота обертання двигуна змінного струму 2 в період пуску прямо пропорційна напрузі неробочого ходу в якірному колі збудженого генератора 3, тому замість сигналу від давача частоти обертання 9 можливо використовувати сигнал від давача постійної напруги 10 на шинах постійного струму генератора постійного струму 3. При досягненні заданої частоти обертання двигуном змінного струму 2 елементом порівняння 11 генерують сигнал спрацьовування, по якому відразу знімають збудження з генератора постійного струму 3 і по якому перший, третій, другий комутатори 4, 7, 8, перемикають з перших у другі положення. У других положеннях комутаторів 4, 7, 8 спочатку спрацьовує другий комутатор 8 і відключає шини змінного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 від системи електропостачання 1. Потім спрацьовує третій комутатор 7 і відключає шини постійного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 від шин постійного струму генератора постійного струму 3, а потім першим комутатором 4 у другому положенні приєднують двигун змінного струму 2 до системи електропостачання 1. Розгін генераторної групи, при відключеному мережному двигуні змінного струму 2 від системи електропостачання 1, спричиняється енергією, що надходить від мережі змінного струму 1 через індуктивноємнісний перетворювач і трифазний випрямляч 5 на якірне коло збудженого генератора постійного струму 3. Операцію пуску двигуна змінного струму закінчують і переводять в друге положення четвертий комутатор 12 і з'єднують шину постійного струму двигуна постійного струму 6 із шиною постійного струму незбудженого генератора постійного струму 3. Фактично зміною напрямків потоків електромагнітної енергії в період пуску, режимів роботи джерел живлення та черговість подачі потоків електромагнітної енергії забезпечується постійність пускового моменту двомашинного агрегату. Обмеження ударних струмів забезпечує індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем 5, який шляхом підтримки на заданому рівні струму якоря збудженого генератора 3 постійного струму підтримує сталий пусковий момент. Генератор постійного струму 1 у пускових режимах працює двигуном. Пуск двигуна змінного струму генераторної групи 2 за способом, що заявляється, виконується безударно, плавно, з постійним пусковим моментом, без завантаження реактивною потужністю системи електропостачання та відсутності зниження ("провалів") напруги у мережі електропостачання 1. В цілому заявлений пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи 2 з використанням індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 суттєво поліпшує енергетичні характеристики електромеханічної генераторної групи, що приводить до підвищення коефіцієнта потужності, зниження коефіцієнта спотворення й істотному зниженню споживаної реактивної потужності та потужності спотворення в період пуску генераторної групи. Це пояснюється тим, що в індуктивно-ємнісному перетворювачі із трифазним випрямлячем 5 з боку вихідних шин постійного струму підтримується на заданому рівні незмінний постійний 2 UA 73247 U 5 10 струм шляхом зміни вихідної напруги перетворювача, а з боку вхідних шин змінного струму синусоїдальний мережний струм збігається за фазою із синусоїдальною напругою системи електропостачання 1 у всьому діапазоні навантажень, що приводить до відсутності реактивної енергії, що генерується в період пуску електромеханічною генераторною групою. Зміна вихідної напруги індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 не позначається на величині пускового моменту генераторної групи, тому що обертовий момент генератора постійного струму 3, що працює у пусковому режимі як двигун, визначається добутком незмінного за значенням вихідного постійного струму індуктивно-ємнісного перетворювача із трифазним випрямлячем 5 і незнімним за значенням потоком збудження генератора постійного струму 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи, що включає розташовані на одному валу ротор двигуна змінного струму й якір генератора постійного струму, двигун змінного струму, підключений до мережі електропостачання через перший комутатор, індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем, який відрізняється тим, що уведено другий та третій комутатори, з'єднані між собою через індуктивно-ємнісний перетворювач із трифазним випрямлячем, причому шини постійного струму перетворювача приєднують до шин постійного струму генератора постійного струму через третій комутатор, а другий комутатор приєднують до мережі електропостачання. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for start of ac motor of generator group

Автори англійською

Ropalo Viktor Mykolaiovych, Khilov Viktor Serhiiovych

Назва патенту російською

Устройство для пуска двигателя переменного тока генераторной группы

Автори російською

Ропало Виктор Николаевич, Хилов Виктор Сергеевич

МПК / Мітки

МПК: H02P 1/00

Мітки: групи, змінного, генераторної, струму, двигуна, пристрій, пуску

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-73247-pristrijj-dlya-pusku-dviguna-zminnogo-strumu-generatorno-grupi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для пуску двигуна змінного струму генераторної групи</a>

Подібні патенти