Стартовая >> Архив >> Электрооборудование установок гидромеханизации

Схемы управления синхронными двигателями - Электрооборудование установок гидромеханизации

Оглавление
Электрооборудование установок гидромеханизации
Электрические машины, применяемые в гидромеханизации
Машины постоянного тока
Асинхронные машины
Синхронные машины
Силовые трансформаторы
Сельсины
Индукторные муфты скольжения
Электромагниты и электрогидротолкатели
Аппараты управления до 1000 В
Автоматические воздушные выключатели
Командоаппараты и контроллеры
Резисторы и реостаты
Реле управления
Аппараты сигнализации
Аппараты электроустановок выше 1000 В
Разъединители
Выключатели нагрузки
Масляные выключателя
Приводы коммутационных аппаратов
Измерительные трансформаторы
Разрядники
Шины
Датчики
Электронные и полупроводниковые приборы
Выпрямители
Усилители
Характеристика нагрузок и привода установок гидромеханизации
Рыхлители землесосных снарядов
Оперативные лебедки
Электропривод дистанционного управления гидромонитором и вспомогательных механизмов
Электрические схемы в их начертание
Схемы управления двигателями постоянного тока якоря неизменном напряжении питания
Управление двигателями с глубоким регулированием скоростим
Схемы управления асинхронными двигателями
Схемы управления синхронными двигателями
Управление электромагнитным приводом масляного выключателя на постоянном токе
Замкнутые системы регулирования я автоматическое управление электроприводом
Замкнутые системы автоматического регулирования
Экскаваторная характеристика
Специальные схемы управления электроприводом с регулированием скорости
Автоматизация управления электроприводами землесосных снарядов
Принципы комплексной автоматизации землесосных снарядов
Принципы автоматизации насосных станций
Общие вопросы электроснабжения гидромеханизации
Основные показатели для расчета электроснабжения потребителей
Выбор сечения проводов, кабеля и шин
Воздушные линии электропередачи
Передача электроэнергии по кабелю
Трансформаторные подстанции и распределительные устройства
Распределение электроэнергии на установках гидромеханизации
Грозозащита воздушных линий и открытых электроустановок
Релейная защита электроустановок
Предохранители
Классификация и описание конструкций реле защиты
Принципы построения схем релейной защиты
Защита трансформаторов
Максимальная токовая защита электрических сетей
Защита от замыкания на землю
Эксплуатация электрооборудования установок гидромеханизации
Защитные меры безопасности в электроустановках гидромеханизации
Потребление и экономия электроэнергии

Процессы управления синхронным двигателем сводятся к автоматизированному пуску и регулированию тока возбуждения в рабочем режиме. Особенности пуска синхронного двигателя, рассмотренные в § 5-4, обусловливают определенные способы соединения возбудителя с обмоткой полюсов ротора (см. рис. 5-30).
Ниже рассматриваются схемы с глухоподключенным возбудителем и с сопротивлением в цепи возбуждения.
Полная схема управления синхронным двигателем с глухоподключенным возбудителем
Рассматриваемая схема (рис. 9-16) имеет в гидромеханизации повсеместное распространение. Она применяется для управления синхронными двигателями в приводе грунтовых насосов любых установок (плавучие и стационарные землесосные снаряды, перекачивающие станции), а также крупных водяных насосов.
В качестве возбудителя используется генератор постоянного тока, якорь которого механически связан с ротором двигателя СД1.
1 Часто применяются также возбудители с собственным двигателем привода небольшой мощности.

Пуск двигателя осуществляется в асинхронном режиме (см. § 5-4). На подсинхронной скорости двигатель втягивается в синхронизм и переходит к режиму работы на постоянной скорости (синхронный режим) .
Двигатель подключается к шинам 6000 В через разъединитель Р и масляный выключатель МВ. В данной схеме используется пружинный привод масляного выключателя, в частности типа ПП-67, с заводом пружин посредством коллекторного двигателя ДП (см. § 3-5, рис. 3-12).

Рис. 9-16. Схема управления, зашиты и сигнализации синхронного двигателя 6000 В с глухо подключенным возбудителем.
Пунктиром обведены катушки, установленные на приводе выключателя.

Схема привода МВ работает следующим образом.
Для приведения привода в состояние готовности к включению масляного выключателя переключателем УП замыкается цепь двигателя ДП, который при своем вращении через механическую передачу растягивает пружины привода («заводит» привод).

В крайнем положении растянутых пружин двигатель отключается размыкающими контактами конечного выключателя КВДП; в этом же положении замыкаются замыкающие контакты в цепи катушки ЭВ. При сжатых пружинах (после срабатывания привода) контакты КВДЛ соответственно изменяют свое положение.
Если переключатель УП остается в положении, когда его контакты замкнуты (левое положение рукоятки), то размыкающие контакты КВДП обеспечивают автоматический завод привода и состояние его готовности для следующего включения МВ.
Для включения масляного выключателя следует нажать кнопку Пуск. При этом замыкается цепь реле пуска двигателя РПД, которое одной парой замыкающих контактов шунтирует кнопку, а другой — замыкает цепь электромагнита включения привода ЭВ. В цепи катушки ЭВ предварительно должен быть замкнут пакетный выключатель ПВ. Включение катушки ЭВ носит импульсный характер; при срабатывании привода на включение размыкающие блок-контакты МВ (контакты КСА) размыкаются, прерывая цепь катушки ЭВ. Одновременно замыкаются замыкающие контакты МВ в цепях катушки отключения ЭО и реле положения привода РПП.
Отключение масляного выключателя производится при замыкании цепи катушки отключения ЭО нажатием на одну из кнопок Стоп. Отключение произойдет также при ошибочной попытке размыкания одного из разъединителей —ввода (на схеме не показан; см. рис. 12-12) или двигателя (разъединитель Р). При воздействии на приводы этих разъединителей для их отключения замыкаются контакты блокировочных: кнопок КБРВ или КБРД.
В схеме применена форсировка возбуждения, выполненная следующим образом.
При снижении напряжения пропорционально уменьшается момент на валу двигателя. Для поддержания момента при снижении напряжения следует увеличить ток возбуждения.
При полном напряжении на шинах 6000 В магнитный поток катушки реле минимального напряжения РФ, питающейся через трансформатор напряжения типа НТМИ (от вторичной обмотки, соединенной в звезду; см. § 3-6), достаточен для того, чтобы якорь реле находился в притянутом состоянии (как указано выше, замыкающие контакты РПП при включенном МВ замкнуты).
В этом состоянии размыкающие контакты реле РФ в цепи катушки контактора форсировки Ф разомкнуты, контактор Ф отключен и реостат возбуждения РВ введен в цепь обмотки возбуждения ОВВ возбудителя. При снижении напряжения на обмотках трансформатора НТМИ якорь реле РФ отпадает и его размыкающие контакты замыкают цепь контактора Ф. Контакты последнего, закрываясь, шунтируют реостат РВ, форсируя возбуждение. При восстановлении напряжения реостат вновь вводится в цепь возбуждения.
В рабочем режиме реостат служит для регулирования тока возбуждения и, следовательно, коэффициента мощности двигателя.
Схема также предусматривает следующие виды защит.

  1. Защита максимального тока, осуществляемая с помощью электромагнитных реле РТМ, встроенных в привод (см. § 13-3), катушки которых подключены к обмоткам трансформаторов тока 1TTа и 1ΤΤс (см. § 3-6). При достижении тока, проходящего через катушки, равного величине уставки, якорь реле втягивается и, воздействуя на расцепитель привода, отключает масляный выключатель МВ.
  2. Защита минимального напряжения, обеспечивающая отключение масляного выключателя при понижении напряжения ниже уставки реле РНВ, подключенного к обмотке трансформатора НТМИ. Реле встроено в привод выключателя и воздействует на расцепитель при отпадании якоря (см. § 13-3).
  3. Контроль изоляции, осуществляемый с помощью реле напряжения РКП, включенного в обмотку трансформатора НТМИ, соединенную в открытый треугольник (см. § 3-6). При нарушении изоляции в одной из фаз на стороне напряжения 6000 В на зажимах открытого треугольника возникает напряжение, достаточное для срабатывания реле. При этом размыкающие контакты реле РКИ прерывают цепь катушки реле РПЦ, предотвращая возможность включения масляного выключателя. Одновременно замыкающие контакты РКИ включают световое табло Л5 и звонок Зв звуковой сигнализации.

Действие цепей сигнализации и измерения (амперметры, вольтметры и фазометр) усматривается из схемы рис. 9-16 и в особом пояснении не нуждается.
Схемы управления возбуждением синхронного двигателя с сопротивлением в цепи возбудителя
Управление приводом выключателя, защита и сигнализация аналогичны рассмотренному для двигателя с глухоподключенным возбудителем. Ниже поясняется лишь управление возбуждением двигателя с помощью магнитной станции для цепей ротора, выпускаемой электротехнической промышленностью и поставляемой в комплекте с синхронными двигателями.
В схеме, представленной на рис. 9-17, обмотка возбуждения двигателя СД при пуске замкнута на сопротивление СГ, которое служит

Рис. 9-17. Схема управления возбуждением синхронного двигателя с сопротивлением в цепи возбуждения.
для увеличения сопротивления цепи возбуждения и снижения пускового пульсирующего момента (см. рис. 5-29). Кроме того, оно выполняет функцию разрядного сопротивления, предотвращая пробой изоляции обмотки возбуждения приостановке двигателя, когда возбудитель отключается контактами кв.
Схема работает следующим образом.
При включении выключателя МВ начинается процесс асинхронного пуска двигателя СД; возникающий толчок тока приводит к срабатыванию реле РПТ, замыкающего своими контактами цепь реле времени 1PB и через замыкающие контакты последнего — цепь реле 2РВ. При этом открываются размыкающие контакты 1РВ и 2РВ в цепи катушки
контактора КВ.
Одновременно при включении выключателя замыкается его блок- контакт МВ и получает питание катушка промежуточного реле РП. Закрываясь в цепи катушки контактора КВ, замыкающие контакты реле РП подготавливают его к включению. Цепь этой катушки остается, однако, разомкнутой до тех пор, пока открыты размыкающие контакты реле 1РВ и 2РВ.
Конструкция контактора КВ предусматривает самоотключение его катушки после срабатывания размыкающими контактами КВ, включенными последовательно с ней. При этом якорь контактора в притянутом положении удерживается механической защелкой. Последующее освобождение якоря и размыкание контактов производятся воздействием на защелку электромагнитом ЭМЗ.
По мере разгона двигателя пусковой ток снижается и при определенном его значении якорь реле РПТ отпадает и замыкающие контакты PUT разрывают цепь катушки реле 1PB; контакты 1РВ затем прерывают цепь катушки реле 2РВ. Отпадание реле 1PB и 2РВ влечет за собой замыкание с выдержкой времени размыкающих контактов 1РВ и 2РВ в цепи катушки контактора КВ. Контактор КВ включается, в результате чего в схеме происходят следующие изменения. Катушка КВ отключается размыкающими блок-контактами КВ в ее цепи, но якорь контактора удерживается в притянутом состоянии механической защелкой. Обмотка возбуждения двигателя СД замыкается на якорь возбудителя замыкающими главными контактами КВ и отключается от сопротивления СГ размыкающими контактами. В цепях управления закрываются контакты КВ, подготавливая операцию последующего отключения двигателя. Одновременно замыкающие блок-контакты КВ шунтируют катушку реле РПТ в цепи трансформатора тока.
При отключении двигателя выключателем МВ блок-контакты последнего, разрываясь, прекращают питание катушки реле РП. При отпадании якоря реле РП его размыкающие контакты, закрываясь, подают питание одновременно на катушку контактора КВ и электромагнита защелки ЭМЗ. Якорь контактора КВ притягивается для облегчения освобождения защелки, а электромагнит ЭМЗ, воздействуя на нее, расцепляет механизм удержания якоря КВ, и он отпадает, возвращая аппараты схемы в исходное состояние.
Как и в схеме с глухоподключенным возбудителем (рис. 9-16), в данной схеме предусмотрена форсировка возбуждения, контролируемая реле напряжения РФ, катушка которого включена на зажимы вторичной обмотки трансформатора напряжения. При понижении напряжения якорь реле РФ отпадает и его размыкающие контакты замыкаются в цепи контактора форсировки Ф. Срабатывание последнего обеспечивается, кроме того, через замыкающие контакты реле времени 2РВ, катушка которого включается, как показано выше, при замыкании реле РПТ. Таким образом, действие форсировки возбуждения дублируется по току нагрузки двигателя.
Для удержания контактора во включенном состоянии требуется меньший ток, нежели для его включения из разомкнутого состояния.
Поэтому питание катушки после включения осуществляется через добавочное сопротивление 2СД1, которое вводится размыкающими контактами Ф при включении контактора.
Рассмотренные схемы пуска предусматривают включение двигателя на полное напряжение сети.
Асинхронный пуск синхронных двигателей большой мощности сопровождается значительным броском тока и соответствующим ему понижением напряжения питающей сети. В случае необходимости ограничения бросков тока пуск синхронных двигателей в известных случаях производится при пониженном напряжении. Для этого статор двигателя подключают к сети через реактор или автотрансформатор, шунтируемые затем, по завершении переходного процесса пуска, особыми выключателями.
В связи с этим различают схемы легкого и тяжелого пуска синхронных двигателей.
Первый случай относится к пуску ненагруженных двигателей или двигателей с небольшим моментом нагрузки на валу. При легком пуске втягивание двигателя в синхронизм и подача возбуждения происходят при пониженном напряжении.
При тяжелом пуске подаче возбуждения предшествует переключение статора на полное напряжение.
Схемы пуска при пониженном напряжении в установках гидромеханизации не применяются и поэтому более подробно здесь рассмотрены не будут.


1 Такое добавочное сопротивление, служащее для уменьшения тока катушек при продолжительном включении, называется экономическим.

 
« Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз   Электропотребление по отраслям промышленности и экономики России »
электрические сети