RU2105403C1 - Supply mains voltage unbalance corrector - Google Patents

Abstract

FIELD: three-phase supply mains. SUBSTANCE: no-load running slip-ring motor whose rotor windings are connected to supply mains in reverse phase sequence is connected to supply mains through circuit breaker. Prior to connecting motor to supply mains, its rotor is allowed to gain double subsynchronous speed. EFFECT: reduced voltage unbalance. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для уменьшения асимметрии напряжения в трехфазных электросетях. The invention relates to devices for reducing voltage asymmetry in three-phase power networks.

Известен способ устранения несимметрии напряжения в трехфазной сети, вызванной неравномерной нагрузкой фаз, отличающийся применением включенной в сеть трехфазной асинхронной машины с заторможенным однофазным ротором и регулированием фазы и величины потребляемого машиной тока обратной последовательности путем поворота ротора и изменением величины нагрузки в цепи ротора. There is a method of eliminating voltage asymmetry in a three-phase network caused by an uneven phase load, characterized in using a three-phase asynchronous machine included in the network with a braked single-phase rotor and adjusting the phase and magnitude of the reverse sequence current consumed by the machine by turning the rotor and changing the load in the rotor circuit.

Известный способ устранения асимметрии напряжения электросети непригоден для устранения асимметрии, возникающей при подключении к электросети однофазной нагрузки повторно - кратковременного характера (например, агрегатов точечной сварки), потому что при возникновении, исчезновении и изменении параметров асимметрии (угла и величины вектора напряжения обратной последовательности) способ предлагает устранять асимметрию путем поворота ротора вручную или сервомотором и регулированием нагрузки в цепи ротора, на что требуется времени больше, чем время подключения кратковременной однофазной нагрузки. The known method of eliminating the asymmetry of the voltage of the mains is unsuitable for eliminating the asymmetry that occurs when the single-phase load is connected to the mains of a repeated - short-term nature (for example, spot welding units), because when the asymmetry (angle and magnitude of the voltage vector of the negative sequence) arises, disappears and changes proposes to eliminate asymmetry by turning the rotor manually or with a servomotor and by regulating the load in the rotor circuit, which requires more time bigger than the connection time short-term single-phase load.

Целью настоящего изобретения является создание простого и эффективно работающего компенсатора асимметрии напряжения электросети, способного уменьшить асимметрию напряжения до допустимого уровня, например до уровня, допустимого стандартом на качество электроэнергии при любом характере источника асимметрии. The aim of the present invention is to provide a simple and efficient compensator for the asymmetry of the voltage of the mains, able to reduce the asymmetry of the voltage to an acceptable level, for example, to a level acceptable by the standard for the quality of electricity for any type of asymmetry source.

Сущность изобретения состоит в том, что предложенное устройство асимметрии напряжения электросети, содержащее незагруженный асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотка статора которого подсоединена к электросети выводами с прямым чередованием фаз, а обмотка ротора подсоединена к электросети с обратным чередованием фаз, обмотки статора и ротора подсоединяются к электросети выключателем, при работе компенсатора ротор вращается с двойной синхронной скоростью, устройство имеет стартер для разгонки ротора до двойной синхронной скорости вращения перед подключением компенсатора к электросети. При работе предложенного устройства компенсации напряжения используются известные полезные качества асинхронного двигателя в режиме двойной синхронной скорости, являющиеся следствием того, что такой двигатель имеет якорные обмотки статора и ротора, подсоединенные к электросети, и не имеет индуктора. The essence of the invention lies in the fact that the proposed device asymmetry the voltage of the mains, containing an unloaded asynchronous motor with a phase rotor, the stator winding of which is connected to the mains with leads with direct phase rotation, and the rotor winding is connected to the mains with reverse phase rotation, the stator and rotor windings are connected to mains circuit breaker, when the compensator is operating, the rotor rotates at double synchronous speed, the device has a starter to accelerate the rotor to double synchronous speed rotation axes before connecting the compensator to the mains. When the proposed voltage compensation device is used, the known useful qualities of an asynchronous motor in double synchronous speed mode are used, which are a consequence of the fact that such an motor has an anchor winding of the stator and rotor connected to the mains and does not have an inductor.

Малое сопротивление рассеяния обмоток обеспечивает эффективную загрузку компенсатора при допустимо низких значениях асимметрии напряжения электросети, кроме того, наименьшие удельные потери двигателя по сравнению с другими типами электродвигателей. The low dissipation resistance of the windings ensures efficient loading of the compensator with permissible low values of the asymmetry of the mains voltage, in addition, the smallest specific losses of the motor compared to other types of electric motors.

Сущность изобретения поясняется чертежом на котором изображена схема подсоединения к электросети:
1 - электросеть с фазами A, B и C;
2 - выключатель;
3 - обмотка статора с выводами 1, 2, 3;
4 - обмотка ротора с выводами 1¹, 2¹, 3¹.The invention is illustrated by the drawing which shows a diagram of the connection to the mains:
1 - power grid with phases A, B and C;
2 - switch;
3 - stator winding with terminals 1, 2, 3;
4 - winding of the rotor with terminals 1 ¹ , 2 ¹ , 3 ¹ .

Устройство компенсации асимметрии напряжения электросети работает следующим образом. The device for compensating the asymmetry of the voltage operates as follows.

Ротор компенсатора разгоняется стартером (на чертеже не показан) до двойной подсинхронной скорости, включается выключатель 2 и обмотки статора и ротора 3 и 4 оказываются подключенными к электросети; в статоре и роторе возникнут вращающиеся в разные стороны магнитные поля, которые войдут в зацепление, и ротор станет вращаться с двойной скоростью. При отсутствии асимметрии напряжения в электросети ток во всех трех фазах машины будет одинаковым порядка 10% от номинального. При возникновении асимметрии напряжения электросети, например, если напряжение U_AB > U_BC > U_CA, то напряжение на выводах статора станет U_1-2 > U_2-3 > U_3-1, на выводах ротора И_1′-3′> И_2′-3′> И_2′-1′ так как статор и ротор имеют один основной магнитный поток от энергии до фазы с большим напряжением статора 1-2 /фаза AB электросети/ будет трансформироваться в фазу 2¹ - 1¹ ротора /фаза CA электросети/; то же из фазы ротора 1¹ - 3¹ /фаза AB/ будет трансформироваться в фазу 3-1 статора /фаза CA/ и т.д. По обмоткам потечет ток обратной последовательности, тем самым будет происходить компенсация асимметрии напряжения в электросети.The compensator rotor is accelerated by the starter (not shown in the drawing) to a double sub-synchronous speed, the switch 2 is turned on and the stator and rotor windings 3 and 4 are connected to the mains; in the stator and rotor there will be magnetic fields rotating in opposite directions, which will mesh, and the rotor will rotate at double speed. In the absence of voltage asymmetry in the mains, the current in all three phases of the machine will be the same about 10% of the nominal. If an asymmetry occurs in the mains voltage, for example, if the voltage is U _AB > U _BC > U _CA , then the voltage at the stator leads will become U _1-2 > U _2-3 > U _3-1 , at the rotor leads And _{1′-3 ′} > And _{2′-3 ′} > And _{2′-1 ′} since the stator and rotor have one main magnetic flux from energy to the phase with high stator voltage 1-2 / phase AB of the mains / will be transformed into phase 2 ¹ - 1 ^{1 of the} rotor / mains phase CA /; the same from the phase of the rotor 1 ¹ - 3 ¹ / phase AB / will be transformed into phase 3-1 of the stator / phase CA / etc. A negative sequence current will flow through the windings, thereby compensating for the voltage asymmetry in the mains.

Claims (1)

Устройство компенсации асимметрии напряжения электросети, содержащее асинхронный двигатель, обмотки статора которого подключены к электросети с прямым чередованием фаз, отличающееся тем, что применен асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотки которого подключены к электросети с обратным чередованием фаз, обмотки статора и ротора подключены к электросети через выключатель, при этом имеется стартер для разгона ротора перед подключением к электросети до двойной синхронной скорости. An asymmetric voltage compensation device for a mains voltage, comprising an asynchronous motor, the stator windings of which are connected to the mains with direct phase rotation, characterized in that an asynchronous motor with a phase rotor is used, whose windings are connected to the mains with reverse phase rotation, the stator and rotor windings are connected to the mains through a switch, while there is a starter for accelerating the rotor before connecting to the mains to double synchronous speed.