УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве устройства для пуска двигателей электроприводов систем водообеспечения.
Известно устройство для пуска двигателей большой мощности, содержащее сеть, масляный выключатель, обычный выключатель, реактор и синхронный двигатель большой мощности, обмотка статора которого при разгоне подключена к сети с помощью масляного выключателя и реактора, а при синхронизации - с помощью обычного выключателя (см. Электрические машины. Под ред. Г.Н.Петрова. М., Л., ГЭИ, 1940, стр.537, рис.692 М). Данное устройство является простым и надежным, однако в нем не решены вопросы образования цепи пусковой обмотки, что затягивает время пуска.
Наиболее близким по технической сущности, к заявляемой полезной модели, является устройство для пуска синхронных двигателей большой мощности, содержащее сеть, трехполюсный выключатель, обмотку статора двигателя, обмотку возбуждения, используемую в качестве пусковой, пускового реостата, включенного последовательно в обмотку возбуждения и гасящего реактора, замыкающего обмотку возбуждения двигателя при пуске с помощью двухполюсного выключателя (см. Токарев Б.Ф. Электрические машины. М., Энергоатомиздат, 1990, стр.434, рис.37.9). В данном устройстве применен рациональный способ включения обмоток синхронного
двигателя при пуске, однако отсутствуют средства, обеспечивающие плавный рост пусковых токов, что приводит к провалу напряжения сети в момент пуска и затягиванию времени пуска.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение заданного качества напряжения на зажимах всех потребителей, подключенных к сети при пуске синхронного двигателя, мощность которого соизмерима с мощностью сети.
Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство для пуска синхронного двигателя большой мощности, содержащее основной выключатель, реактор и обмотку статора двигателя, причем обмотка статора двигателя подключена к сети через основной выключатель, введены первый и второй дополнительные выключатели, батарея конденсаторов и блок управления выключателями, при этом батарея конденсаторов подключена к сети через первый дополнительный выключатель, обмотка статора двигателя подключена к сети через последовательно соединенные реактор и второй дополнительный выключатель, блок управления обеспечивает на этапе пуска двигателя последовательное через заданные промежутки включение первого выключателя, включение второго выключателя, включение основного выключателя и после включения основного выключателя отключение у первого и второго дополнительных выключателей.
На фиг.1. представлена структурная схема устройства для пуска синхронного двигателя большой мощности. На фиг.2. показан график изменения реактивной мощности. На фиг.3 изображена схема блока управления выключателями.
Устройство содержит (фиг.1.) сеть 1, первый дополнительный выключатель 2, второй дополнительный выключатель 3, основной выключатель 4, батарею конденсаторов 5, реактор 6, обмотку статора двигателя 7, блок управления выключателями 8, содержащий устройство питания 9 и устройство управления 10, причем первый дополнительный 2, второй дополнительный 3 и основной 4 выключатели соединены с сетью 1,
1
Д
1
2
н
2
3
кр
3
4
батарея конденсаторов 5 подключена к первому дополнительному выключателю 2, реактор 6 соединен с вторым дополнительным выключателем 3, обмотка статора двигателя 7 соединена с реактором 6 и основным выключателем 4, блок управления выключателями 8 соединен с сетью 1, а устройство управления 10 блока 8 соединено с устройством питания 9 того же блока. Кривая изменения (фиг.2.) реактивной мощности при пуске двигателя состоит из участков: на интервале 0 - t реактивная мощность имеет значение Q; на участке t-t к сети 1 подключается батарея конденсаторов 5, поэтому мощность стала больше номинального значения Q; на участке t-t реактивная мощность уменьшается почти до предельного значения О из-за пуска двигателя; участок t-t характеризуется разгоном двигателя, при котором двигатель набирает обороты, соответствующие синхронной частоте вращения и реактивная мощность, увеличиваясь достигает начального значения. Введение батареи конденсаторов 5 в устройство для пуска обеспечивает баланс реактивной мощности в сети 1, который обеспечивает уровень напряжения на нагрузке. Блок управления выключателями 8 содержит устройство питания 9, построенное по обычной схеме, выходные шины (фиг.3) которого (плюсовая и минусовая) обеспечивают напряжением устройство управления 10, содержащее параллельно включенные катушки 2-1, 3-1 и 4-1 соответствующих выключателей и первое 10-1 и второе 10-3 реле времени. Первые входы (не показаны) катушек 2-1, 3-1, 4-1 и реле времени 10-1 и 10-3 подключены к плюсовой шине устройства питания 9 непосредственно. Второй вход (не показан) катушки 2-1 первого дополнительного выключателя 2 подключен к минусовой шине устройства 9 через последовательно соединенные замкнутый контакт 4-2 катушки 4-1 основного выключателя 4 и разомкнутый контакт пуска 11. Второй вход (не показан) первого реле времени 10-1 подключен к минусовой шине через разомкнутый контакт 2-2 катушки 2-1 первого дополнительного выключателя 2; второй вход (не показан) катушки 3-1 второго дополнительного выключателя 3
подключен к минусовой шине устройства питания 9 с помощью разомкнутого контакта 10-2 реле времени 10-1; второй вход (не показан) второго реле времени 10-3 соединен с минусовой шиной устройства питания 9 через разомкнутый контакт 3-2 катушки 3-1 второго дополнительного выключателя 3; второй вход (не показан) катушки 4-1 основного выключателя 4 подключен к минусовой шине устройства питания 9 через разомкнутый контакт 10-4 второго реле времени 10-3. Все элементы устройства серийно выпускаются отечественной промышленностью.
2
Устройство для пуска работает следующим образом. В статическом режиме при наличии напряжения в сети 1, но разомкнутом контакте пуска 11 устройства управления 10 блока управления выключателями 8 выключатели 2...4 находятся в исходном состоянии, батарея конденсаторов 5 обесточена, реактор 6, обмотка статора 7 также обесточены и двигатель не вращается. При замыкании контакта пуска 11 в устройстве управления 10 блока управления выключателями 8 включается катушка 2-1 (фиг.3) первого дополнительного выключателя 2 (фиг.1.) и замыкаются силовые цепи (не показаны) данного выключателя, обеспечивая подключение батареи конденсаторов 5 к сети 1, а также замыкаются его контакты 2-2, подключая напряжение к реле времени 10-1. После протекания переходных процессов в указанной батарее в момент t (фиг.2.) срабатывает первое реле времени 10-1, так как контакты 2-2 катушки 2-1 первого дополнительного выключателя 2 замкнуты. После срабатывания реле времени 10-1 замыкаются его разомкнутые контакты 10-2 и срабатывает катушка 3-1 второго дополнительного выключателя 3, при этом замыкаются его силовые цепи (не показаны) и напряжение сети 1 подается на реактор 6, с которого получает питание обмотка статора 7 двигателя, который начинает вращаться. Кроме того, срабатывают контакты 3-2, подключая реле времени 10-3 к напряжению питания. После того, как пройдут переходные пусковые процессы в реакторе 6 и в обмотке двигателя 7 и ротор двигателя наберет обороты близкие по величине к номинальным, срабатывает второе реле времени 10-3, так как
контакт 3-2 катушки 3-1 второго дополнительного выключателя 3 замкнут. После срабатывания второго реле времени 10-3 замыкается контакт 10-4 и подается напряжение на катушку 4-1 основного выключателя 4, при срабатывании которого замыкаются силовые цепи (не показаны) и напряжение сети 1 подается непосредственно на обмотку статора 7 двигателя и частота вращения вала достигнет синхронного значения. При срабатывании катушки 4-1 размыкается ее контакт 4-2 и катушки 2-1 и 3-1 и реле времени 10-1 и 10-3 обесточиваются, в результате чего дополнительные выключатели 2 и 3, батарея конденсаторов 5, реактор 6 обесточиваются. Катушка 4-1 встает на самоблокировку, цепи которой не показаны.
Таким образом, введение дополнительных выключателей, батареи конденсаторов и блока управления выключателями позволяет осуществить пуск синхронного двигателя большой мощности при сохранении заданного качества напряжения на зажимах всех потребителей, подключенных к сети.
Литература
1. Электрические машины. Под ред. Г.Н.Петрова. М., Л., ГЭИ, 1940, стр.537, рис.692 М
2. Токарев Б.Ф. Электрические машины. М., Энергоатомиздат, 1990, стр.434, рис.37.9.