RU2737958C1 - Устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для запуска мощных синхронных электродвигателей, например электродвигателей стана холодной прокатки. Технический результат - улучшение пусковых характеристик. В устройстве для запуска мощных синхронных электродвигателей исполнительный механизм 3 представлен тремя генераторами постоянного тока, пусковой электродвигатель 1 жестко закреплен на валу основного электродвигателя 2, пусковой электродвигатель 1 и три генератора постоянного тока 3 входят соответственно в состав первого 7, второго 8, третьего 9 и четвертого 10 электромеханических комплексов, которые представляют собой систему генератор - двигатель постоянного тока, основной электродвигатель 2 входит в состав пятого электромеханического комплекса 11, указанные пять электромеханических комплексов 7-11 входят в состав первой электромеханической системы 12, аналогичные электромеханические комплексы 7-11 входят в состав второй электромеханической системы 13. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для запуска мощных синхронных высоковольтных электродвигателей, например, электродвигателей стана холодной прокатки.

Известен способ запуска синхронного двигателя большой мощности и устройство для его осуществления с помощью разгонного двигателя. В качестве разгонного двигателя используется асинхронный короткозамкнутый двигатель, имеющий номинальную синхронную частоту вращения, равную или несколько больше частоты вращения синхронного двигателя, и мощностью, не превышающую половины мощности этого двигателя. Разгонный двигатель, жестко связанный с валом синхронного двигателя, включается в сеть и разгоняется до подсинхронной частоты вращения, после чего включается в сеть синхронный двигатель. Включение возбуждения синхронного двигателя производится так же, как при асинхронном пуске. После окончания пуска разгонный асинхронный двигатель отключается от сети, см. М.И. Слодарж «Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей». Москва Энергия, 1977 г. С. 98-99.

Недостатком известного устройства является то, что пусковой ток в момент включения синхронного двигателя и напряжение на шинах источника питания практически такие же, как при асинхронном пуске двигателя. Отметим, что большие пусковые токи вызывают значительную просадку напряжения питающей сети. Это может повлечь за собой остановку других синхронных и асинхронных машин, которые получают питание от этих же шин, в результате срабатывания защит по низкому напряжению. Большие пусковые токи снижают изоляционные свойства обмоток статора синхронного двигателя. Кроме того, недостатком известного устройства является то, что ротор разгонного двигателя жестко связан с валом синхронного двигателя, создавая ему дополнительную нагрузку после пуска. Все выше описанное снижает технико-экономических показателей пускового устройства.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей большой мощности, содержащее пусковой электродвигатель, основной электродвигатель большой мощности, исполнительный механизм, жестко закрепленный на валу основного электродвигателя, источник питания пускового электродвигателя, источник питания основного электродвигателя, систему управления (см. патент РФ №31301, Н02P 1/46).

Отметим, что в известном устройстве обмотки статора пускового электродвигателя в момент его подключения к сети первоначально включают по схеме соединения звезда, а затем осуществляют переключение обмоток статора на схему соединения треугольник. Пусковой электродвигатель разгоняет синхронный двигатель до подсинхронной частоты вращения, после чего последний включается в сеть. Включение возбуждения синхронного двигателя производится так же, как при асинхронном пуске. После окончания процесса пуска пусковой электродвигатель отключается от сети, а его ротор расцепляется от ротора основного электродвигателя.

Недостатком известного устройства является то, что пусковой ток в момент включения синхронного двигателя и напряжение на шинах источника питания практически такие же, как при асинхронном пуске двигателя. Ранее отмечалось, что значительное снижение напряжения на шинах общего питания может повлечь за собой остановку других электродвигателей. Таким образом, известное устройство не обеспечивает электромагнитную совместимость технических средств, а большие пусковые токи снижают его технико-экономические показатели.

Выше описанный недостаток пуска мощного синхронного двигателя имеет место на непрерывном четырех клетевом стане «2500» холодной прокатки ЛПЦ-5 ПАО «ММК». Здесь осуществляется поочередный асинхронный пуск двух синхронных двигателей мощностью по 20 МВА каждый. На валу каждого синхронного двигателя установлены четыре системы генератор - двигатель постоянного тока, которые приводят во вращение рабочие валки прокатного стана. Запуск указанных мощных синхронных двигателей часто сопровождается аварийной остановкой агрегатов соседних участков, например, остановкой агрегатов травильного отделения вследствие значительного снижения напряжения на общих шинах питания. Чтобы уменьшить количество аварийных ситуаций на агрегатах соседних участков, на 4-х клетевом стане «2500» при отсутствии его загрузки в течение нескольких часов допускают режим холостого хода для мощных синхронных двигателей и всего стана в целом. Применение режима холостого хода для синхронных двигателей позволяет уменьшить количество их пусков, но снижает коэффициент полезного действия устройства, т.е. его технико-экономические показатели, так как, в режиме холостого хода имеет место потребления электрической энергии и неоправданный износ электромеханического оборудования.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является улучшение электромагнитной совместимости технических средств, благодаря уменьшению воздействия процесса запуска мощного синхронного электродвигателя на питающую сеть, повышение технико-экономических показателей пускового устройства.

Технический результат достигается благодаря предложенному принципу построения устройства запуска мощного синхронного электродвигателя и алгоритму его работы, особенностью которого является применение машины постоянного тока в качестве пускового электродвигателя на этапе запуска синхронной машины, которая, работая в генераторном режиме на этапе запуска после полной синхронизации с питающей сетью, переводится в двигательный режим, при этом пусковой электродвигатель переводится в генераторный режим и выполняет функцию исполнительного механизма.

Поставленная задача решается тем, что устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей, содержащее пусковой электродвигатель, основной электродвигатель большой мощности, исполнительный механизм, жестко закрепленный на валу основного электродвигателя, источник питания пускового электродвигателя, источник питания основного электродвигателя, систему управления, согласно изменению, пусковой электродвигатель жестко закреплен на валу основного электродвигателя, исполнительный механизм представлен тремя генераторами постоянного тока, пусковой электродвигатель и три генератора постоянного тока входят соответственно в состав первого, второго, третьего и четвертого электромеханических комплексов, которые представляют собой систему генератор - двигатель постоянного тока, основной электродвигатель входит в состав пятого электромеханического комплекса, указанные пять электромеханических комплексов входят в состав первой электромеханической системы, аналогичные электромеханические комплексы входят в состав второй электромеханической системы, первый электромеханический комплекс содержит тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения пускового электродвигателя, зажимы якорной обмотки которого подключены к первым силовым зажимам второго коммутационного аппарата, ко вторым зажимам указанного аппарата подключен двигатель постоянного тока, третьи силовые зажимы второго коммутационного аппарата подключены к источнику питания пускового электродвигателя, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами первого электромеханического комплекса по шине управления подключены к первому входу управления первой электромеханической системы, второй, третий и четвертый электромеханические комплексы также содержат тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения генератора постоянного тока, зажимы якорной обмотки которого через второй коммутационный аппарат подключены к двигателю постоянного тока, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами второго, третьего и четвертого электромеханических комплексов по шине управления подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам управления первой электромеханической системы, пятый электромеханический комплекс также содержит тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения основного электродвигателя, статорная обмотка которого через реактор и второй коммутационный аппарат подключена к источнику питания основного электродвигателя, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами пятого электромеханического комплекса по шине управления подключены к пятому входу управления первой электромеханической системы, аналогичные соединения и подключения имеют место и во второй электромеханической системе, вал двигателя постоянного тока первого электромеханического комплекса соединен с верхним валком первой клети стана холодной прокатки, вал двигателя постоянного тока второго электромеханического комплекса соединен с нижним валком первой клети стана холодной прокатки, анало-гично валы следующих шести двигателей, следующих шести электромеханических комплексов соединены с верхними и нижними валками второй, третьей и четвертой клетей стана холодной прокатки, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы системы управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления первой электромеханической системы, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы системы управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления второй электромеханической системы, одиннадцатый выход системы управления подключен к управляющему входу источника питания пускового электродвигателя, силовой вход которого подключен к выходу источника питания основного электродвигателя, первый информационный вход системы управления через первый датчик мгновенных значений напряжений подключен к выходу источника питания основного электродвигателя, второй информационный вход системы управления через второй датчик мгновенных значений напряжений подключен к точке соединения реактора и второго коммутационного аппарата в первой электромеханической системе, третий информационный вход системы управления через третий датчик мгновенных значений напряжений подключен к точке соединения реактора и второго коммутационного аппарата во второй электромеханической системе.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена функциональная схема устройства для запуска мощных синхронных электродвигателей стана холодной прокатки.

Заявляемое устройство содержит пусковой электродвигатель 1, основной электродвигатель 2 большой мощности, исполнительный механизм 3, жестко закрепленный на валу основного электродвигателя. Кроме того, устройство содержит источник питания пускового электродвигателя 4, источник питания основного электродвигателя 5, а также систему управления 6.

Заявляемое устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей стана холодной прокатки отличается тем, что пусковой электродвигатель 1 жестко закреплен на валу основного электродвигателя 2, исполнительный механизм 3 представлен тремя генераторами постоянного тока. При этом пусковой электродвигатель 1 и три генератора постоянного тока 3 входят соответственно в состав первого 7, второго 8, третьего 9 и четвертого 10 электромеханических комплексов. Указанные электромеханические комплексы 7 - 10 представляют собой систему генератор - двигатель постоянного тока. Основной электродвигатель 2 входит в состав пятого электромеханического комплекса 11. Выше описанные пять электромеханические комплексы 7 - 11 входят в состав первой электромеханической системы 12. Аналогичный комплект электромеханических комплексов 7 - 11 входят в состав второй электромеханической системы 13.

Первый 7 электромеханический комплекс содержит тиристорный возбудитель 14, который через первый коммутационный аппарат 15 подключен к обмотке возбуждения пускового электродвигателя 1. Зажимы якорной обмотки пускового электродвигателя 1 подключены к первым силовым зажимам второго коммутационного аппарата 16, ко вторым зажимам указанного аппарата подключен двигатель постоянного тока 17, третьи силовые зажимы второго коммутационного аппарата 16 подключены к источнику питания пускового электродвигателя 4. Вход управления тиристорным возбудителем 14 и входы управления первым 15 и вторым 16 коммутационными аппаратами первого электромеханического комплекса 7 по шине управления подключены к первому входу управления первой электромеханической системы 12.

Второй 8, третий 9 и четвертый 10 электромеханические комплексы также содержат тиристорный возбудитель 14, который через первый коммутационный аппарат 15 подключен к обмотке возбуждения генератора постоянного тока 3. Зажимы якорной обмотки генератора постоянного тока 3 через второй коммутационный аппарат 16 подключены к двигателю постоянного тока 17. Вход управления тиристорным возбудителем 14 и входы управления первым 15 и вторым 16 коммутационными аппаратами второго 8, третьего 9 и четвертого 10 электромеханических комплексов по шине управления подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам управления первой электромеханической системы 12.

Пятый 11 электромеханический комплекс также содержит тиристорный возбудитель 14, который через первый коммутационный аппарат 15 подключен к обмотке возбуждения основного электродвигателя 2. Статорная обмотка основного электродвигателя 2 через реактор 18 и второй коммутационный аппарат 16 подключена к источнику питания основного электродвигателя 5. Вход управления тиристорным возбудителем 14 и входы управления первым 15 и вторым 16 коммутационными аппаратами пятого электромеханического комплекса 11 по шине управления подключены к пятому входу управления первой электромеханической системы 12. Аналогичные соединения и подключения имеют место и во второй электромеханической системе 13.

Вал двигателя постоянного тока 17 первого электромеханического комплекса 7 соединен с верхним валком первой клети 19 стана холодной прокатки. Вал двигателя постоянного тока 17 второго электромеханического комплекса 8 соединен с нижним валком первой клети 19 стана холодной прокатки. Аналогично валы следующих шести двигателей 17, следующих шести электромеханических комплексов соединены с верхними и нижними валками второй 20, третьей 21 и четвертой 22 клетей стана холодной прокатки.

Первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы системы управления 6 подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления первой электромеханической системы 12. Шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы системы управления 6 подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления второй электромеханической системы 13. Одиннадцатый выход системы управления 6 подключен к управляющему входу источника питания пускового электродвигателя 4, силовой вход которого подключен к выходу источника питания основного электродвигателя 5.

Первый информационный вход системы управления 6 через первый датчик мгновенных значений напряжений 23 подключен к выходу источника питания основного электродвигателя 5. Второй информационный вход системы управления 6 через второй датчик мгновенных значений напряжений 24 подключен к точке соединения реактора 18 и второго коммутационного аппарата 16 в первой электромеханической системе 12. Третий информационный вход системы управления 6 через третий датчик мгновенных значений напряжений 25 подключен к точке соединения реактора 18 и второго коммутационного аппарата 16 во второй электромеханической системе 13.

В заявляемом устройстве (фиг. 1) система управления 6 может быть выполнена на базе специализированного микроконтроллера, имеющего периферийные устройства, процессор, ОЗУ и ПЗУ.

Заявляемое устройство запуска мощных синхронных электродвигателей стана холодной прокатки работает следующим образом.

Первый шаг работы заявляемого устройства. После формирования в системе управления 6 команды «Пуск синхронных электродвигателей» на её первом выходе для первого электромеханического комплекса 7 формируются поочередно три команды «Включить первый коммутационный аппарат 15», «Включить второй коммутационный аппарат 16», «Включить тиристорный возбудитель 14».

Первый коммутационный аппарат 15 обеспечивает подачу тока возбуждения с тиристорного возбудителя 14 на пусковой электродвигатель 1. Второй коммутационный аппарат 16 устанавливается в положение, при котором его первые силовые зажимы соединяются с третьими силовыми зажимами, подключенными к источнику питания пускового электродвигателя 4. Отметим, что указанный источник питания регулируемый, у которого начальное значение напряжения равно нулю. Отметим также, что на первом шаге работы заявляемого устройства состояние первого 15 и второго 16 коммутационных аппаратов во втором 8, третьем 9, четвертом 10 и пятом 11 электромеханических комплексах остаются разомкнутыми.

Второй шаг работы заявляемого устройства. На одиннадцатом выходе системы управления 6 формируется сигнал заданного напряжения для регулируемого источника питания пускового электродвигателя 4. Под действием указанного сигнала, на якорную обмотку электродвигателя 1 с заданным темпом нарастания подается напряжение источника питания 4. При этом с тиристорного возбудителя 14 на обмотку возбуждения пускового электродвигателя 1 подается номинальное значение тока возбуждения. Пусковой электродвигатель 1 плавно без рывков раскручивает основной электродвигатель 2 большой мощности и исполнительные механизмы 3 до их номинальной скорости вращения. Так как процесс запуска основного электродвигателя 2, например, запуск мощных синхронных электродвигателей стана холодной прокатки, является подготовительной операцией для процесса прокатки, то ее длительность строго не ограничена и может составлять десятки секунд. Важно, чтобы в процессе запуска не было бросков тока и провалов напряжения в питающей сети. Учитывая, что мощность пускового электродвигателя 1 в заявляемом устройстве не превышает

мощности основного электродвигателя 2, а также то, что запуск осуществляется фактически в режиме холостого хода, в течение нескольких десятков секунд (медленно) бросков тока не будет, также не будет снижения напряжений на шинах источника питания. Это улучшает электромагнитную совместимость технических средств.

Третий шаг работы заявляемого устройства. По истечении времени запуска основного электродвигателя 2, т.е. после достижения им номинальной скорости вращения, система управления 6 на своем пятом выходе, для пятого электромеханического комплекса 11, формирует поочередно две команды «Включить первый коммутационный аппарат 15», «Включить тиристорный возбудитель 14». После выполнения указанных команд на обмотку возбуждения основного электродвигателя 2 подается номинальный ток возбуждения. При этом на зажимах статорной обмотки электродвигателя 2, который работает в генераторном режиме, наводится трехфазное напряжение величиной примерно равной напряжению питающей сети.

Четвертый шаг работы заявляемого устройства. На этом шаге система управления 6 осуществляет выполнение условий для подключения основного электродвигателя 2 (генератора) к источнику питания 5. Из курса электрических машин известно, что указанное подключение должно удовлетворять четырем условиям точной синхронизации. Во первых - наведенное трехфазное напряжение на зажимах генератора 2 должно быть равно напряжению питающей сети 5, во вторых - частота напряжения генератора должна быть равна частоте напряжения сети, в третьих - порядок следования фаз на зажимах генератора должен быть таким же, что и на зажимах сети, в четвертых - начальные фазы напряжения сети и генератора должны быть равны. Несоблюдение любого из условий синхронизации приводит к появлению в обмотках статора больших уравнительных токов, кроме того, будет иметь место существенное снижение напряжения питающей сети. Последнее, как известно, ухудшает электромагнитную совместимость технических средств и снижает технико-экономические показатели заявляемого устройства.

Поясним, каким образом в заявляемом устройстве выполняются указанные условия точной синхронизации. Ранее отмечалось, что система управления 6 снабжена первым 23 и вторым 24 датчиками напряжений, которые измеряют соответственно мгновенные значения трехфазных напряжений источника питания 5 и наведенные мгновенные значения трехфазных напряжений на зажимах статорной обмотки электродвигателя 2.

Выполнение первого условия точной синхронизации, т.е. равенство напряжения синхронного генератора (основного электродвигателя 2) и напряжения сети осуществляется воздействием на тиристорный возбудитель 14 пятого электромеханического комплекса 11. Система управления 6 сравнивает значение напряжения источника питания 5, которое является заданным значением и значение напряжения на статорных обмотках электродвигателя 2, которое является регулируемым значением, т.е. сигналом обратной связи. Если указанные значения напряжений не равны, то система управления 6 регулирует ток тиристорного возбудителя 14 пятого электромеханического комплекса 11 так, чтобы обеспечить их равенство.

Выполнение второго условия точной синхронизации, т.е. равенство частоты напряжения сети и частоты напряжения генератора (основного электродвигателя 2) осуществляется путем регулирования напряжения источника питания 4. Из курса электрических машин известно, что такое регулирование вызывает изменение скорости вращения электродвигателя, в нашем случае, пускового электродвигателя 1. Так как вал последнего и основного электродвигателя 2 жестко соединены между собой, то частота напряжения синхронного генератора (основного электродвигателя 2) также будет изменяться. Указанное регулирование осуществляется до тех пор, пока не будет выполнено второе условие точной синхронизации.

Выполнение третьего условия точной синхронизации, т.е. совпадение порядка следования фаз на зажимах генератора (основного электродвигателя 2) и на зажимах сети, осуществляется путем корректного выбора направления вращения пускового электродвигателя 1.

Выполнение четвертого условия точной синхронизации, т.е. равенство начальной фазы напряжения сети и начальной фазы напряжения генератора, осуществляется путем регулирования напряжения источника питания 4. Ранее было отмечено, что такое регулирование изменяет скорость вращения синхронного генератора (основного электродвигателя 2), т.е. начальную фазу напряжения генератора, относительно начальной фазы напряжения сети. Для системы управления 6 начальная фаза напряжения сети является сигналом задания, а начальная фаза напряжения генератора - сигналом обратной связи. Если указанные значения фаз напряжений не равны, то система управления 6 регулирует напряжения источника питания 4 таким образом, чтобы обеспечить их равенство.

Таким образом, на четвертом шаге работы заявляемого устройства осуществляется выполнение четырех условий точной синхронизации для подключения основного электродвигателя 2 (трехфазного генератора) к трехфазному источнику питания 5.

Пятый шаг работы заявляемого устройства. На этом шаге система управления 6 поочередно выдает две команды «Включить второй коммутационный аппарат 16» пятого электромеханического комплекса 11, «Отключить второй коммутационный аппарат 16» первого электромеханического комплекса 7.

Второй коммутационный аппарат 16 пятого электромеханического комплекса 11 подключает трехфазный источник питания 5 к зажимам статорной обмотки электродвигателя 2. Выше было описано, что в заявляемом устройстве выполнены все условия точной синхронизации для указанного подключения, которое пройдет плавно без бросков тока и без снижения напряжения питающей сети. После указанного подключения, токи статорной обмотки основного электродвигателя 2 в идеальном случае будут равны нулю, а электродвигатель 2 продолжит работать в генераторном режиме.

По команде «Отключить второй коммутационный аппарат 16» первого электромеханического комплекса 7 его первые силовые зажимы (аппарата 16) отсоединяются от третьих силовых зажимов. При этом подача напряжения с регулируемого источника питания 4 на якорную обмотку пускового электродвигателя 1 прекращается.

Отметим, что после выполнения команды «Отключить второй коммутационный аппарат 16» первого электромеханического комплекса 7 основной электродвигатель 2 переходит из генераторного режима в двигательный режим, а пусковой электродвигатель 1 из двигательного режима в генераторный режим. С данного момента времени пусковой электродвигатель 1 выполняет функцию исполнительного механизма, как и три других исполнительных механизма 3, а основной электродвигатель 2 приводит во вращение указанные четыре исполнительных механизма, потребляя электрическую энергию от трехфазного источника питания 5.

Таким образом, процесс запуска мощного синхронного высоковольтного электродвигателя 2 стана холодной прокатки в первой электромеханической системе 12 завершен.

Чтобы привести во вращение валки первой 19 и второй 20 клетей стана холодной прокатки на 1-ом, 2-ом, 3-ем и 4-ом выходах системы управления 6 формируются поочередно три команды «Включить первый коммутационный аппарат 15», «Включить второй коммутационный аппарат 16», «Включить тиристорный возбудитель 14» во всех четырех 7-ом, 8-ом, 9-ом и 10-ом электромеханических комплексах первой электромеханической системы 12. После выполнения указанных команд валки первой 19 и второй 20 клетей стана холодной прокатки приводятся во вращение.

Аналогично выше описанному алгоритму осуществляется процесс запуска мощного синхронного высоковольтного электродвигателя 2 стана холодной прокатки во второй электромеханической системе 13. При этом на 6-ом, 7-ом, 8-ом, 9-ом, 10-ом и 11-ом выходах системы управления 6 формируются соответствующие команды. Для выполнения ранее описанных четырех условий точной синхронизации используются мгновенные значения напряжения первого 23 и третьего 25 датчиков напряжений. Для плавно запуска мощного синхронного высоковольтного электродвигателя 2, как и ранее используется регулируемый источник питания 4.

Чтобы привести во вращение валки третьей 21 и четвертой 22 клетей стана холодной прокатки, система управления 6 формирует соответствующие команды для второй электромеханической системы 13.

Таким образом, заявляемое устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей, например электродвигателей стана холодной прокатки, благодаря плавному раскручиванию электродвигателя исключает броски тока и снижение напряжений на шинах источника питания, т.е. улучшает электромагнитную совместимость технических средств.

Кроме того, предложенный принцип построения устройства запуска мощного синхронного электродвигателя позволяет повысить технико-экономические показатели пускового устройства. В заявляемом устройстве одна из машин постоянного тока первоначально выполняет функцию пускового двигателя, а затем исполнительного механизма, т.е. генератора в системе генератор-двигатель. В известных устройствах запуска мощного синхронного электродвигателя, например в прототипе, пусковой двигатель - это отдельный электрический двигатель со своим шкафом управления. Указанный двигатель работает только во время запуска мощного синхронного электродвигателя, что экономически не оправдано.

Отметим также, что в заявляемом устройстве запуска мощного синхронного электродвигателя стана холодной прокатки осуществляется поочередный запуск двух электродвигателей от одного регулируемого источника питания постоянного тока, что снижает экономические затраты на электрооборудование, т.е. повышает технико-экономические показатели пускового устройства.

Ранее отмечалось, что в известных устройствах запуска мощного синхронного электродвигателя, последний, в ходе технологического процесса, мог длительное время (несколько часов) находиться в режиме холостого хода. Такой режим работы был оправдан тем, что уменьшалось количество пусков, так как каждый пуск сопровождался большими пусковыми токами, а также отрицательно воздействовал на работу соседних электроприемников. В заявляемом устройстве мощные синхронные электродвигатели можно отключать от питающей сети, если ожидают длительный режим холостого хода технологического процесса, а затем их снова включать любое количество раз в режиме плавного запуска без больших пусковых токов и без снижения напряжения питающей сети. Это позволяет сократить потребление электрической энергии мощными синхронными электродвигателями, т.е. повысить технико-экономические показатели пускового устройства.

Claims (8)

1. Устройство для запуска мощных синхронных электродвигателей, содержащее пусковой электродвигатель, основной электродвигатель большой мощности, исполнительный механизм, жестко закрепленный на валу основного электродвигателя, источник питания пускового электродвигателя, источник питания основного электродвигателя, систему управления,
2. отличающееся тем, что пусковой электродвигатель жестко закреплен на валу основного электродвигателя, исполнительный механизм представлен тремя генераторами постоянного тока, пусковой электродвигатель и три генератора постоянного тока входят соответственно в состав первого, второго, третьего и четвертого электромеханических комплексов, которые представляют собой систему генератор - двигатель постоянного тока, основной электродвигатель входит в состав пятого электромеханического комплекса, указанные пять электромеханических комплексов входят в состав первой электромеханической системы, аналогичные электромеханические комплексы входят в состав второй электромеханической системы,
3. первый электромеханический комплекс содержит тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения пускового электродвигателя, зажимы якорной обмотки которого подключены к первым силовым зажимам второго коммутационного аппарата, ко вторым зажимам указанного аппарата подключен двигатель постоянного тока, третьи силовые зажимы второго коммутационного аппарата подключены к источнику питания пускового электродвигателя, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами первого электромеханического комплекса по шине управления подключены к первому входу управления первой электромеханической системы,
4. второй, третий и четвертый электромеханические комплексы также содержат тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения генератора постоянного тока, зажимы якорной обмотки которого через второй коммутационный аппарат подключены к двигателю постоянного тока, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами второго, третьего и четвертого электромеханических комплексов по шине управления подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам управления первой электромеханической системы,
5. пятый электромеханический комплекс также содержит тиристорный возбудитель, который через первый коммутационный аппарат подключен к обмотке возбуждения основного электродвигателя, статорная обмотка которого через реактор и второй коммутационный аппарат подключена к источнику питания основного электродвигателя, вход управления тиристорным возбудителем и входы управления первым и вторым коммутационными аппаратами пятого электромеханического комплекса по шине управления подключены к пятому входу управления первой электромеханической системы, аналогичные соединения и подключения имеют место и во второй электромеханической системе,
6. вал двигателя постоянного тока первого электромеханического комплекса соединен с верхним валком первой клети стана холодной прокатки, вал двигателя постоянного тока второго электромеханического комплекса соединен с нижним валком первой клети стана холодной прокатки, аналогично валы следующих шести двигателей, следующих шести электромеханических комплексов соединены с верхними и нижними валками второй, третьей и четвертой клетей стана холодной прокатки,
7. первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы системы управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления первой электромеханической системы, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы системы управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам управления второй электромеханической системы, одиннадцатый выход системы управления подключен к управляющему входу источника питания пускового электродвигателя, силовой вход которого подключен к выходу источника питания основного электродвигателя,
8. первый информационный вход системы управления через первый датчик мгновенных значений напряжений подключен к выходу источника питания основного электродвигателя, второй информационный вход системы управления через второй датчик мгновенных значений напряжений подключен к точке соединения реактора и второго коммутационного аппарата в первой электромеханической системе, третий информационный вход системы управления через третий датчик мгновенных значений напряжений подключен к точке соединения реактора и второго коммутационного аппарата во второй электромеханической системе.

Images