[发明专利]双动力拖动的同步电机的启动与投励方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由内燃发动机将电动机拖动到同步转速后再送电及投入励磁的双动力拖动的同步电机的启动与投励方法。

本发明还涉及一种双动力拖动的同步电机的启动与投励装置。

技术背景

目前，双动力(内燃机动力及电力)组合设备因其合理的结构与低成本，在应急消防给水、通风、应急发电方面得到推广应用。其组合设备须配备一台可逆的同步发电/电动机，同步发电/电动机有两种结构：一种为较传统的有刷电机、另一种是无刷电机。有刷电机带有碳刷及电滑环，其维护困难、励磁电流大、且故障率高，但容易通过碳刷由外部进行同步投励控制。而无刷同步电机没有碳刷，励磁电流小，维护简单而寿命长，所以无刷同步发电机发展很快而且技术成熟。但将普通的无刷同步发电机同时作为电动机来使用，则电动机在异步启动过程中转子会产生高电压，高压将破坏转子的绕组绝缘并击穿转子内部的整流器。所以应用无刷同步电动机必须解决异步启动的难题，而且功率稍大的电机还需加装软启动或减压启动装置。不解决以上问题，双动力组合设备配套首选是有刷电机，并同时配置装软启动或减压启动装置。结果设备性能受影响，造价也较高。

发明内容

本发明在于提供一种双动力拖动的同步电机的启动与投励方法，解决采用通用的无刷发电机(转子、定子不作改动)逆作为同步电动机使用时异步启动的难题。

本发明的目的还在于提供实现所述方法的装置。

本发明的解决方案基本原理是：

由一台内燃发动机通过一个超越离合器带动一台发电/电动机(电动机另外拖动负载)：

1)在没有市电的情况下：由发动机通过超越离合器拖动同步电机发电，励磁回路按同步发电机的常规方式直接投入，同步发电机达到额定转速后正常带载运作。如果同时需要消防给水，则控制同步电机后轴的离合器接合，水泵被驱动给水；

2)当采用市电提供动力进行消防给水，则：同步电机在励磁回路、市电进线回路同时断开的情况下，由发动机通过超越离合器拖动同步电机启动并达到或接近同步转速，当系统检测其转速达到设定值，接通市电电源并随后投入励磁，电机作为同步电动机与电网频率同步运行。接着降低发动机的转速，当发动机转速低于同步电动机转速时超越离合器自动脱离，发动机退出运行。

本发明的双动力拖动的同步电机的启动与投励方法包括：同步电动机没有常规的异步启动过程，电动机的启动是由发动机通过一个超越离合器拖动到与电网同步或接近同步的转速后再接通电源及投励。

如图1所示，本发明的双动力拖动的同步电机的启动与投励装置由发动机1、超越离合器2、同步发电/电动机3、普通离合器4、水泵5构成。发动机总成1连接超越离合器2，超越离合器2驱动同步发电/电动机3，同步发电/电动机3的后轴通过普通离合器4与水泵5连接。

所述发动机1是内燃发动机总成，是指柴油发动机、汽油发动机、燃气发动机或液化气发动机的总成；

所述的超越离合器2是通用的超越离合器；

所述发电/电动机3是通用的无刷同步发电/电动机。

工作时，发动机输出主轴通过超越离合器驱动同步发电/电动机的前轴，同步发电/电动机的后轴通过离合器驱动负载(水泵)。

所述的同步电机作为电动机用途时，是先由发动机通过超越离合器拖动，达到与电网频率同步或接近同步后接入市电并投入励磁，电动机同步运行。

所述同步电机是普通的无刷同步发电/电动机，可由市电供电作为电动机拖动水泵；也可由发动机连续驱动作为发电机发电的电机。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

常规的双动力设备在市电正常时，须确保发动机是处于分离状态，不得参与电动机的工作，电动机由一套独立的启动装置控制，如果采用无刷同步电机，则必须对同步电机的转子内部结构进行改装。

附图说明

附图1是本发明双动力拖动的同步电机的启动与投励装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的双动力拖动的同步电机的启动与投励装置由发动机1、超越离合器2、同步发电/电动机3、普通离合器4、水泵5构成。发动机总成1连接超越离合器2，超越离合器2驱动同步发电/电动机3，同步发电/电动机3的后轴通过普通离合器4与水泵5连接。

发动机输出主轴通过超越离合器驱动同步发电/电动机的前轴，同步发电/电动机的后轴通过离合器驱动水泵。