RU176853U1 - Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя - Google Patents
Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU176853U1 RU176853U1 RU2017118623U RU2017118623U RU176853U1 RU 176853 U1 RU176853 U1 RU 176853U1 RU 2017118623 U RU2017118623 U RU 2017118623U RU 2017118623 U RU2017118623 U RU 2017118623U RU 176853 U1 RU176853 U1 RU 176853U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thyristor
- cabinet
- electric motor
- unit
- synchronous electric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкциям шкафов управления электродвигателями, и может быть использована для возбуждения синхронных электрических машин низкого (0,4 кВ) и среднего (6/10 кВ) напряжений, а также в тиристорных электроприводах постоянного тока.Сущность полезной модели: возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя выполнен в форм-факторе вертикального шкафа с двусторонним обслуживанием, содержит элементы управления и индикации, силовые полупроводниковые модули, установленные на оребренном радиаторе, ребра которого выведены в отверстие в задней стенке шкафа, при этом на оребренном радиаторе установлены тиристорные модули, токоизмерительный шунт и панели импульсной коррекции, а ребра радиатора установлены на уровне плоскости задней стенки. Внутреннее пространство шкафа целесообразно разделить на два изолированных друг от друга отсека непроницаемой изолирующей перегородкой, дополнительно защищенной листовым теплоотражающим экраном из сплава алюминия, расположенной параллельно лицевой дверной панели, при этом блок системы управления, блок системы измерения и блок индикации расположены в переднем отсеке, а блок пусковых сопротивлений и силовой блок - в заднем отсеке. Целесообразно также реализовать в устройстве цифровой метод обработки входных аналоговых сигналов. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкциям шкафов управления электродвигателями, и может быть использована для возбуждения синхронных электрических машин низкого (0,4 кВ) и среднего (6/10 кВ) напряжений, а также в тиристорных электроприводах постоянного тока.
Возбудитель тиристорный цифровой (ВТЦ) синхронного электродвигателя характеризуется как централизованный программно-аппаратный комплекс, размещенный в едином вертикальном шкафу с двусторонним обслуживанием.
Известны статические тиристорные возбудители синхронного двигателя (SU 282487 A1; RU 2095934 C1; RU 168545 U1), каждый из которых содержит тиристорный выпрямитель, датчик тока возбуждения и блок системы управления. Регулирование тока возбуждения происходит с помощью системы управления по обратной связи от датчика тока возбуждения.
Недостатком известных аналогов является значительное количество электронных компонентов при использовании аналоговой схемы управления тиристорами и само расположение тиристоров с радиаторами внутри стоечного пространства, вследствие чего все тепло при естественном охлаждении рассеивается внутри шкафа, нагревая элементы.
Известен статический (тиристорный) возбудитель синхронного двигателя серий ВТЕ, ТЕ-8 и др., выполненный по унифицированной схеме (http://www.roselco.ru/catalog/avtomatizirovannye_elektroprivody/vozbuditeli_tiristornye_dlya_sinkhronnykh_dvigateley_serii_vte/ см. фиг. 1), который обеспечивает автоматическое управление током возбуждения в различных режимах работы синхронного двигателя. Регулирование током возбуждения достигается за счет подачи управляющих импульсов на тиристорный выпрямитель. При формировании управляющих импульсов на тиристоры в прототипе задействован контроллер и значительное количество электронных блоков (датчик тока шунта (ДТШ), датчик трансформаторов тока (ДТТ), формирователь фазовых импульсов (ФИ), блок фазового синхронного управления (ФСУ), регулятор тока (РТ), сумматор, переменный резистор R2).
Недостатком прототипа является расположение тиристоров силового выпрямителя и их радиаторов внутри стоечного пространства шкафа, вследствие чего все тепло при естественном охлаждении рассеивается внутри шкафа, нагревая элементы, и большое количество самих электронных элементов, участвующих при формировании управляющих импульсов на тиристоры. Большое количество электронных компонентов и их эксплуатация при повышенной температуре, приводящая к ускоренному старению комплектующих, увеличивает вероятность выхода из строя тиристорного возбудителя, уменьшая тем самым его надежность.
В качестве прототипа выбран шкаф управления электродвигателем (RU 138413 U1), содержащий элементы управления и индикации, расположенные, по меньшей мере, на одной его двери, снабженной уплотнителем, и размещенные на задней стенке шкафа релейно-контакторную аппаратуру и преобразователь частоты, силовые полупроводниковые модули которого установлены на оребренном радиаторе, при этом в задней стенке шкафа выполнено отверстие, через которое ребра радиатора выведены за пределы шкафа, а радиатор отделен от задней стенки шкафа теплоизолирующей и герметизирующей прокладками. Участок внешней поверхности задней стенки шкафа, расположенный над указанным отверстием, может быть покрыт теплоизолирующим материалом.
К недостаткам прототипа относится отход от форм-фактора шкафа (выступающие ребра радиатора могут являться помехой для обслуживающего персонала), а также отсутствие каких-либо дополнительных решений по оптимизации (для целей охлаждения) внутреннего пространства шкафа.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель - это повышение надежности возбудителя тиристорного цифрового синхронного электродвигателя, связанное с усовершенствованием охлаждения внутреннего пространства шкафа.
Технический результат достигается тем, что за счет установки тиристорных модулей, токоизмерительного шунта и панели импульсной коррекции на единый плоский радиатор, размещенный на задней поверхности шкафа с выведеными наружу ребрами охлаждения, тепло, выделяемое на тиристорах, рассеивается наружу шкафа при естественном охлаждении. Вывод тепла за пределы шкафа позволяет избежать нагрева внутреннего пространства шкафа и, как следствие, предотвратить ускоренное старение электронных компонентов из-за их эксплуатации при повышенной температуре. В процессе экспериментов выяснилось, что для синхронных электрических машин низкого (0,4 кВ) и среднего (6/10 кВ) напряжений, а также в тиристорных электроприводах постоянного тока достаточно ребра охлаждения выполнять вровень с плоскостью шкафа, то есть не выступающими относительно плоскости задней стенки шкафа (поверхности задней двери шкафа). Но при этом предотвращению нагревания способствует также ряд конструктивных особенностей заявленной полезной модели возбудителя тиристорного цифрового синхронного электродвигателя. Внутренний объем шкафа ВТЦ делится на два изолированных друг от друга отсека, разделенных непроницаемой изолирующей перегородкой, расположенной параллельно лицевой дверной панели. Блоки управления, измерения и индикации размещены во внутреннем объме переднего отсека шкафа, а силовой блок тиристорного преобразователя и блок пусковых сопротивлений, являющиеся основными источниками выделяемого тепла, размещены во внутреннем объеме заднего отсека. Блок пусковых сопротивлений размещен со стороны задней верхней дверной панели выше выпрямительного тиристорного блока и обращен к внутренней изолирующей перегородке, дополнительно защищенной листовым теплоотражающим экраном из сплава алюминия. Корпус шкафа ВТЦ может быть выполнен с перфорированным верхом для вывода тепла от блока пусковых сопротивлений. Ребра плоского охладителя, на котором расположены тиристорые модули с токоизмерительным шунтом и панелью импульсной коррекции, имеют вертикальную ориентацию для упрощения прохождения восходящих конвекционных потоков при естественном охлаждении. Все перечисленные конструктивные особенности призваны максимально вывести тепло из внутреннего объема шкафа для увеличения жизненного цикла электронных компонентов и увеличения надежности изделия в целом.
Повышению надежности полезной модели способствует также применение цифровых методов обработки входных аналоговых сигналов, что позволило существенно сократить число электронных компонентов, участвующих в процессе формирования управляющих импульсов тиристоров при регулировании тока возбуждения. В частности, удалось избавиться от множества аналоговых компараторов и операционных усилителей регулятора тока, переменных резисторов, участвующих в настройке каналов регулирования тока возбуждения и элементов, отвечающих за нормирование аналоговых сигналов. В заявленной полезной модели возбудителя тиристорного цифрового синхронного электродвигателя формирование фазовых импульсов управления тиристорным выпрямителем происходит в самом управляющем микроконтроллере, а их передача на тиристоры происходит через оптоэлектронные ключи. Сокращение числа электронных блоков, участвующих в процессе формирования управляющих импульсов на тиристоры, позволило не только повысить надежность устройства, но и улучшить качество регулирования тока возбуждения за счет уменьшения температурного дрейфа измерительных каналов. Уменьшение температурного дрейфа достигнуто за счет исключения из схемы аналоговых компараторов и операционных усилителей регулятора тока, переменных резисторов, участвующих в настройке каналов регулирования тока возбуждения, и элементов, отвечающих за нормирование аналоговых сигналов, которые в большей степени подвержены температурному дрейфу, чем используемый при цифровом методе обработки сигналов микроконтроллер.
Сущность заявленного технического решения - использование силового блока, состоящего из единого охладителя и установленных на нем тиристорных модулей, токоизмерительного шунта и панели импульсной коррекции, расположенного на задней поверхности шкафа с вынесенными наружу ребрами охлаждения для осуществления оптимального естественного охлаждения, и разделение внутреннего пространства шкафа на два изолированных друг от друга отсека непроницаемой изолирующей перегородкой, расположенной параллельно лицевой дверной панели, поясняется фотоматериалом, демонстрирующим размещение единого плоского охладителя на задней двери ВТЦ для обеспечения рассеивания тепла наружу шкафа (фиг. 1), и фотографией, демонстрирующей разделение пространство шкафа на два отсека (фиг. 2).
Заявленное техническое решение может использоваться как в возбудителях тиристорных цифровых синхронного электродвигателя, так и в более широком классе устройств - тиристорные регуляторы напряжения или тока.
Техническая возможность реализации заявленной полезной модели подтверждается образцом изделия, представленном на комбинированной фотографии (на фиг. 1 показано одновременно закрытое и открытое положения задней двери): блок конкретного образца, состоящий из единого плоского охладителя, расположенного на задней поверхности шкафа ВТЦ с вынесенными наружу ребрами охлаждения для обеспечения рассеивания тепла за пределы шкафа при естественном охлаждении, и установленных на нем тиристорных модулей, токоизмерительного шунта и панели импульсной коррекции.
Промышленная применимость заявленной полезной модели подтверждается успешным проведением испытаний на соответствие требованиям по надежности согласно ГОСТ 20.39.312 и успешной эксплуатацией конкретных моделей ВТЦ с цифровым регулированием тока возбуждения и силовым блоком, выполненным на едином плоском радиаторе, на промышленных объектах заказчиков.
Claims (3)
1. Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя, выполненный в форм-факторе вертикального шкафа с двусторонним обслуживанием, содержащий элементы управления и индикации, силовые полупроводниковые модули, установленные на оребренном радиаторе, ребра которого выведены в отверстие в задней стенке шкафа, отличающийся тем, что на оребренном радиаторе установлены тиристорные модули, токоизмерительный шунт и панели импульсной коррекции, а ребра радиатора установлены на уровне плоскости задней стенки.
2. Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя по п. 1, отличающийся тем, что внутреннее пространство шкафа разделено на два изолированных друг от друга отсека непроницаемой изолирующей перегородкой, дополнительно защищенной листовым теплоотражающим экраном из сплава алюминия, расположенной параллельно лицевой дверной панели, при этом блок системы управления, блок системы измерения и блок индикации расположены в переднем отсеке, а блок пусковых сопротивлений и силовой блок расположены в заднем отсеке.
3. Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя по п. 1, обеспечивающий автоматическое управление током возбуждения на основе анализа входных аналоговых сигналов, отличающийся тем, что в устройстве реализован цифровой метод обработки входных аналоговых сигналов, и возбудитель включает управляющий микроконтроллер, выполненный с возможностью формирования импульсов управления тиристорами силового блока через оптоэлектронные ключи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118623U RU176853U1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118623U RU176853U1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176853U1 true RU176853U1 (ru) | 2018-01-31 |
Family
ID=61186963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118623U RU176853U1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176853U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800770C1 (ru) * | 2022-07-13 | 2023-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" | Шкаф управления |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1739470A1 (ru) * | 1990-04-10 | 1992-06-07 | Владимирский политехнический институт | Устройство дл возбуждени синхронного двигател |
JP2003088180A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 同期電動機制御システム |
RU2239936C2 (ru) * | 2002-11-11 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательское предприятие общего машиностроения" | Способ управления током возбуждения синхронного электродвигателя |
EP2587661A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-01 | ABB Technology AG | System and method for controlling a synchronous motor |
RU168545U1 (ru) * | 2016-07-20 | 2017-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Статический возбудитель синхронного двигателя |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118623U patent/RU176853U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1739470A1 (ru) * | 1990-04-10 | 1992-06-07 | Владимирский политехнический институт | Устройство дл возбуждени синхронного двигател |
JP2003088180A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 同期電動機制御システム |
RU2239936C2 (ru) * | 2002-11-11 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательское предприятие общего машиностроения" | Способ управления током возбуждения синхронного электродвигателя |
EP2587661A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-01 | ABB Technology AG | System and method for controlling a synchronous motor |
RU168545U1 (ru) * | 2016-07-20 | 2017-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Статический возбудитель синхронного двигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800770C1 (ru) * | 2022-07-13 | 2023-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" | Шкаф управления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07235786A (ja) | 熱発生デバイスを有する制御装置を収容するための筐体 | |
JP3885887B2 (ja) | 複数の加熱素子を有する電気加熱装置及びこれを制御する方法 | |
US8634193B2 (en) | Device and method using induction to improve natural convection cooling | |
US5105336A (en) | Modular multilevel electronic cabinet | |
US7397653B2 (en) | Inverter design | |
RU176853U1 (ru) | Возбудитель тиристорный цифровой синхронного электродвигателя | |
JP2015195652A (ja) | 電力変換装置 | |
JPWO2015186208A1 (ja) | 電力用装置 | |
US10743376B2 (en) | High power switching devices for inductive heating applications | |
US2171643A (en) | Transformer-rectifier assembly | |
CN107884657B (zh) | 一种模拟散热测试装置及系统 | |
JP6424333B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6047758B2 (ja) | 電力変換装置 | |
Choi et al. | Model-based predictive control for interleaved multi-phase DC/DC converters | |
CN207354760U (zh) | 常规岛共用控制机柜 | |
JP2015177585A (ja) | 電力変換器 | |
JP2012023045A (ja) | 加熱調理器 | |
Shenoy et al. | Commereializing medium voltage VFD that utilizes high voltage SiC technology | |
CN207331071U (zh) | 一种模块化的辅助阳极多路控制柜 | |
CN209943167U (zh) | 一种散热直流风扇的转速调节电源 | |
CN210111307U (zh) | 独立安全分区的印刷机电控柜 | |
CN210040981U (zh) | 一种配电柜用电器元件安装架 | |
RU175508U1 (ru) | Охлаждаемый отсек высоковольтных аппаратов шкафа комплектного распределительного устройства с пофазной твердой изоляцией | |
CN206490948U (zh) | 穿墙式散热组件 | |
JP6719048B2 (ja) | 電力変換装置 |