RU2006175C1

RU2006175C1 - Device for automatic initial excitation of ac machine

Info

Publication number: RU2006175C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Радченко; Л.Л. Хруслов; В.Ф. Ситников
Original assignee: Радченко Виталий Васильевич; Хруслов Лев Леонтьевич; Ситников Владимир Федорович
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device is provided with main and auxiliary thyristors, three resistors, three diodes, saturable reactor with three leads to connect phase leads, and field winding of AC machine. Saturable reactor having rectangular hysteresis loop is used as control unit. EFFECT: simplified design, improved sensitivity to low phase voltages of electrical machine, provision for turning-off of device upon end of initial excitation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам начального возбуждения электрических машин переменного тока, и может быть преимущественно использовано в том числе и в автономной энергетике для повышения напряжения за счет использования остаточного намагничивания электрической машины. The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for the initial excitation of electrical machines of alternating current, and can be mainly used including in stand-alone energy to increase voltage through the use of residual magnetization of an electric machine.

Известно устройство, содержащее основной и вспомогательный тиристоры, схему управления на транзисторе, динисторе с цепочками управления, однофазном выпрямителе с фильтром, подключенном к выходу электрической машины, выход которой подключен к цепям управления вспомогательного тиристора, полууправляемый выпрямитель в цепи дополнительной обмотки машины переменного тока и схему управления основными тиристорами [1] . A device is known that contains the main and auxiliary thyristors, a control circuit on a transistor, a dynistor with control circuits, a single-phase rectifier with a filter connected to the output of an electric machine, the output of which is connected to the control circuits of the auxiliary thyristor, a semi-controlled rectifier in the auxiliary winding circuit of an alternating current machine, and a circuit control main thyristors [1].

Однако, оно имеет повышенную сложность, низкую чувствительность к малым входным напряжениям, недостаточную надежность и стабильность отключения за счет инерционности. However, it has increased complexity, low sensitivity to low input voltages, insufficient reliability and stability of shutdown due to inertia.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического возбуждения, содержащее первый и второй выводы для подключения к фазной обмотке электрической машины, второй и третий выводы для подключения обмотки возбуждения электрической машины переменного тока, основной тиристор, дроссель насыщения, первым выводом подключенный к аноду первого разделительного диода, а вторым выводом к первому выводу первого ограничительного резистора и катоду стабилитрона, анод которого связан с анодом второго разделительного диода, соединенного катодом с анодом обратного диода, ячейки управления по числу тиристоров выпрямителя, каждая из которых дополнительно содержит диод, включенный последовательно с балластным резистором, катодную и анодную группы диодов, подключенные к ячейкам управления и стабилитрону, соединенному последовательно с регулировочным резистором [2] . The closest in technical essence to the proposed device is an automatic excitation device containing the first and second conclusions for connecting to the phase winding of an electric machine, the second and third conclusions for connecting the excitation winding of an electric AC machine, the main thyristor, a saturation reactor, the first output connected to the anode of the first a separation diode, and a second output to the first output of the first limiting resistor and the cathode of the zener diode, the anode of which is connected to the anode of the second section a solid diode connected by a cathode to the anode of the reverse diode, control cells according to the number of rectifier thyristors, each of which additionally contains a diode connected in series with a ballast resistor, a cathode and anode group of diodes connected to control cells and a zener diode connected in series with an adjustment resistor [2 ].

Однако, оно имеет повышенную сложность, недостаточную чувствительность к малым входным напряжениям, высокий уровень отключения. However, it has increased complexity, insufficient sensitivity to low input voltages, and a high level of shutdown.

Цель изобретения - упрощение устройства, повышение его чувствительности к малым фазным напряжениям электрической машины и обеспечение отключения устройства по окончании начального возбуждения. The purpose of the invention is to simplify the device, increase its sensitivity to small phase voltages of the electric machine and ensure that the device is turned off at the end of the initial excitation.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем первый и второй выводы для подключения к фазной обмотке электрической машины, второй и третий выводы для подключения обмотки возбуждения электрической машины переменного тока, основной тиристор, дроссель насыщения, первым выводом подключенный к аноду первого разделительного диода, а вторым выводом к первому выводу первого ограничительного резистора и катоду стабилитрона, анод которого связан с анодом второго разделительного диода, соединенного катодом с анодом обратного диода, дополнительно введены балластный, второй ограничительный резисторы и вспомогательный тиристор, причем второй вывод для подключения к обмотке возбуждения электрической машины соединен с вторым выводом первого ограничительного резистора и вторым выводом для подключения фазной обмотки электрической машины, третий вывод для подключения к обмотке возбуждения электрической машины подсоединен через балластный резистор к анодам основного и вспомогательного тиристоров, катод основного тиристора подключен к аноду обратного диода и первому выводу для подключения фазной обмотки электрической машины, а управляющий электрод - к катоду вспомогательного тиристора, управляющий электрод которого соединен с катодом первого разделительного диода, анод которого через второй ограничительный резистор связан с катодом обратного диода. This is achieved by the fact that in the device containing the first and second terminals for connecting to the phase winding of the electric machine, the second and third terminals for connecting the excitation winding of the AC electric machine, the main thyristor, a saturation inductor, the first output connected to the anode of the first diode, and the second conclusion to the first conclusion of the first limiting resistor and the cathode of the zener diode, the anode of which is connected to the anode of the second separation diode connected by the cathode to the anode of the reverse diode, add ballast, second limiting resistors and auxiliary thyristor were introduced, and the second terminal for connecting to the excitation winding of the electric machine is connected to the second terminal of the first limiting resistor and the second terminal for connecting the phase winding of the electric machine, the third terminal is connected through the ballast a resistor to the anodes of the main and auxiliary thyristors, the cathode of the main thyristor is connected to the anode of the reverse diode and the first output to connect the phase winding of the electric machine, and the control electrode to the cathode of the auxiliary thyristor, the control electrode of which is connected to the cathode of the first isolation diode, the anode of which is connected through the second limiting resistor to the cathode of the reverse diode.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a functional diagram of the proposed device.

Предлагаемое устройство содержит первый 1 и второй 2 выводы для подключения к фазной обмотке электрической машины, второй 2 и третий 3 выводы для подключения обмотки возбуждения электрической машины переменного тока, основной тиристор 4, дроссель 5 насыщения, первым выводом подключенный к аноду первого разделительного диода 6, а вторым выводом к первому выводу первого ограничительного резистора 7 и катоду стабилитрона 8, анод которого связан с анодом второго разделительного диода 9, соединенного катодом с анодом обратного диода 10, балластный 11, второй ограничительный 12 резисторы и вспомогательный тиристор 13, причем второй вывод 2 для подключения к обмотке возбуждения электрической машины соединен с вторым выводом первого ограничительного резистора 7 и вторым выводом 2 для подключения фазной обмотки электрической машины, третий вывод 3 для подключения обмотки возбуждения электрической машины подсоединен через балластный резистор 11 к анодам основного 4 и вспомогательного 13 тиристоров, катод основного тиристора 4 подключен к аноду обратного диода 10 и первому выводу 1 для подключения фазной обмотки электрической машины, а управляющий электрод - к катоду вспомогательного тиристора 13, управляющий электрод которого соединен с катодом первого разделительного диода 6, анод которого через второй ограничительный резистор 12 связан с катодом обратного диода 10. The proposed device contains the first 1 and second 2 conclusions for connecting to the phase winding of an electric machine, the second 2 and third 3 conclusions for connecting the excitation winding of an electric AC machine, the main thyristor 4, saturation inductor 5, the first output connected to the anode of the first isolation diode 6, and the second conclusion to the first conclusion of the first limiting resistor 7 and the cathode of the zener diode 8, the anode of which is connected to the anode of the second separation diode 9, connected by the cathode to the anode of the inverse diode 10, ballast 11, the second limiting resistor 12 and the auxiliary thyristor 13, and the second terminal 2 for connecting to the excitation winding of the electric machine is connected to the second terminal of the first limiting resistor 7 and the second terminal 2 for connecting the phase winding of the electric machine, the third terminal 3 for connecting the excitation winding of the electric machine connected via a ballast resistor 11 to the anodes of the main 4 and auxiliary 13 thyristors, the cathode of the main thyristor 4 is connected to the anode of the reverse diode 10 and the first terminal 1 for connecting phase of the winding of the electric machine, and the control electrode to the cathode of the auxiliary thyristor 13, the control electrode of which is connected to the cathode of the first isolation diode 6, the anode of which is connected through the second limiting resistor 12 to the cathode of the inverse diode 10.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. The proposed device operates as follows.

Остаточное переменное фазное напряжение невозбужденной электрической машины прикладывается к входам 1 и 2 устройства. Напряжение стабилитрона 8 выбирается выше амплитуды значения остаточного напряжения. Дроссель 5 насыщения на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса намагничивается однополупериодным напряжением по цепочке 7, 5, 12 и 10. По достижении насыщения управляющее напряжение прикладывается через разделительный диод 6 на управляющий электрод вспомогательного тиристора 13, который отпирает тиристор 4. Выпрямленное напряжение электрической машины через ограничивающий резистор 11 прикладывается к ее обмотке возбуждения, подключенной к выходам 2 и 3 устройства. Происходит возбуждение в неуправляемом режиме. По достижении в последовательной цепочке 7, 8 и 9 уровня стабилизации стабилитрона 8 схема переходит в управляемый режим - режим регулирования. Он обеспечивается тактовым перемагничиванием сердечника дросселя 5 насыщения по частным циклам петли гистерезиса, причем параметры каждого частного цикла связаны с величиной амплитудного значения приложенного напряжения. Чем короче цикл, тем больше длительность импульса управления тиристорами 13 и 4. С ростом амплитуды приложенного напряжения частные циклы удлиняются и при совмещении их с предельной петлей гистерезиса тиристоры запираются. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 760381, кл. H 02 P 9/30, 1980. The residual alternating phase voltage of the non-excited electric machine is applied to the inputs 1 and 2 of the device. The voltage of the zener diode 8 is selected above the amplitude of the value of the residual voltage. The saturation inductor 5 on the core of a material with a rectangular hysteresis loop is magnetized with a half-wave voltage along the chain 7, 5, 12 and 10. Upon reaching saturation, the control voltage is applied via a diode 6 to the control electrode of the auxiliary thyristor 13, which unlocks the thyristor 4. The rectified voltage of the electric machine through the limiting resistor 11 is applied to its field winding connected to the outputs 2 and 3 of the device. Excitation occurs in uncontrolled mode. Upon reaching the stabilization level of the zener diode 8 in a sequential chain 7, 8, and 9, the circuit goes into a controlled mode — a control mode. It is provided by a clock magnetization reversal of the core of the saturation inductor 5 in particular cycles of the hysteresis loop, and the parameters of each particular cycle are related to the magnitude of the amplitude value of the applied voltage. The shorter the cycle, the longer the duration of the control pulse of the thyristors 13 and 4. As the amplitude of the applied voltage increases, the private cycles become longer and when combined with the limiting hysteresis loop, the thyristors are locked. (56) 1. USSR author's certificate N 760381, cl. H 02 P 9/30, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1396926, кл. H 02 P 9/14, 1988. 2. USSR author's certificate N 1396926, cl. H 02 P 9/14, 1988.

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC INITIAL EXCITATION OF AC ELECTRIC MACHINE, containing the first and second terminals for connecting to the phase winding of the electric machine, the second and third terminals for connecting the excitation winding of the electric AC machine, the main thyristor, the saturation inductor, the first terminal connected to the anode of the first diode, the second conclusion is to the first conclusion of the first limiting resistor and the cathode of the zener diode, the anode of which is connected to the anode of the second diode, with a single cathode with the anode of the reverse diode, characterized in that, in order to simplify the device, increase its sensitivity to low phase voltages of the electric machine and ensure the device is turned off after the initial excitation, ballast and second limiting resistors and auxiliary thyristor are introduced, the second terminal for connection to the field winding of the electric machine is connected to the second terminal of the first limiting resistor and the second terminal for connecting the phase winding of the second machine, the third terminal for connecting to the excitation winding of the electric machine is connected via a ballast to the anodes of the main and auxiliary thyristors, the cathode of the main thyristor is connected to the anode of the reverse diode and the first terminal to connect the phase winding of the electric machine, and the control electrode is connected to the cathode of the auxiliary thyristor, the control electrode of which is connected to the cathode of the first separation diode, the anode of which is connected through the second limiting resistor to the cathode of the inverse diode.