SE409389B

SE409389B - Matningsutrustning anordnad att tillfora vexelstrom till ett belastningsobjekt

Info

Publication number: SE409389B
Application number: SE7801010A
Authority: SE
Inventors: V Torok
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1979-08-13
Also published as: DE2901793A1; FR2415907A1; SE7801010L; US4258415A

Description

15 20 25 50 vao1o1o-s i 12 tyristorer med kylkroppar, sälar-ingar, styrdon, överspämzingsslwdd etc, vilket gör utrustningen komplicerad och dyrbar. I Uppfinningen avser att åstadkomma en matningsutrustning av inledningsvis an- givet slag, vid vilken arbetslindningen utnyttjas ﬁillt, samtidigt som endast ett minimum av kopplingsorgan (t ex tyristorer) erfordras.

Vad som kännetecknar en utrustning enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

Vid en utrustning enligt» uppfinningen lcrävs endast två. tyristorer för matning av en arbetslindning. Om belastningsobjektet är flerfasigt krävs endast en enda tyristor per fas av belastningsobjektet. Samtidigt blir arbetslindrzingen eller -lindningaazna fullt utnyttjade. Härigenom erhålles väsentliga besparingar, så- väl beträffande initialkostnad, vikt och utrymmesbehov som beträffande förlus- terna-o Som nedan skall beskrivas erhålles vid en utrustning enligt uppfinningen en minskning eller ett bortfall av behovet av glättningsorganli den matande lik-- strömskretsen, vilket bidrar till de ekonomiska och andra fördelar som utrust- ningen ger.

En utrustning enligt uppfinningen är inte begränsad till matning av arbetslind- ningar hos en synkronmaskin utan kan även användas för matning av andra belast- ningsobjekt som kan avge reaktiv effekt.

Uppfinningen skall nedan beskrivas närmare i anslutning till bifogade figurer 1-5. Fig 1 visar ett exempel på. en utrustning enligt uppfinningen anordnad för matning av en arbetslindzxing hos en synlmonmaskin. Fig 2 visar ett exempel på hur den i utrustningen ingående glättningsindmctorn kan utformas. Fig 5 visar en alternativ utformning av den lilcströmskälla till vilken matningsutrustningen är ansluten. Fig 4 visar en utföringsform, där flera matningsutrustningar enligt . fig 1 i serie med varandra är anslutna till den matande strömkällan. Fig 5 visar en utföringsform av uppfinningen, anordnad för matning av ett flerfasigt belast- ningsobjekt. Fig 6 visar en utföringsform för matning av två belastningsobjekt.

Fig 1 visar en synlcronmaskin, t ex en reluktansmotor, med en arbetslindning W och en rotor R. En styrbar lilcriktare LR1 är ansluten till ett matande trefasnät R,S,T, och avger en styrbar likström I . Likströmmen glättas i en glättningsinduk- tor L2 och tillförs matningsutrustnizzgen SUl. Lilcriktaren LR1 och induktorn L2 är 10 15 20 25 55 -lastningsobjektet, .dvs matningsutrustnixzgen SU kan sägas bli tillförd en 7so1o1o-s så. dimensionerade att de tillsammans avger en i huvudsak styv ström, dvs en ström som är i huvudsak oberoende av variationer _i impedans och emk hos be- inpräglad ström.

Själva matningsutrustningen SU består av två parallella grenar, vilka är an- slutna mellan utrustningens matningsauslutningar A och B. Varje gren innehåller en tyristor (E01 resp T2) i serie med en lindning (L11 resp L12) hos en ström- sugarindxﬂctor L1. Mellan tyristorn och lindningen är i varje gren ett belast- ningsuttag (a resp b) anordnat. Mellan dessa belastningsuttag är belastnings- objektet' (lindningen W) anslutet. Ett styrdon SD är anordnat att växelvis tända. tyristorenaa T1 och T2. Tändtidpurdcterna styrs på. i och för sig känt sätt i be- roende av rotorläget hos maskinen med hjälp av en till rotorn R kopplad rotor- lägesgivare PD. Försläclming (kommutering) av tyristorerna kan på. i och för sig känt sätt antingen den i lindningen W vid maskinens rotation inducerade spänningen utnyttjas eller också. lilcriktalren LR1 anordnas att periodiskt styra ner strömmen ID till noll.

De båda lindningarna L11 och L12 hos strömsugarinduktorn 1.1' är magnetiskt kopp- lade till varandra, och lindningarna komer därför alltid (bortsett från .induk- torns magnetiseringsström) att föra lika stora strömmar, var och en riktad in mot mittpunktsuttaget och lika med 13/2. En lika stor ström, men med en polaritet som växlar i takt med tyristorenias tändfrekvens, genomflyter lindningen W. Den över lindningen W uppträdande spänningen fördelar sig med halva beloppet på. var och en av de båda lindningarna 1.11 och L12.

Fifg 2 visar hur de båda lindningarna L11 och L12 är anordnade på. en gemensam kärna. L10. Enligt en utföringsfornx av uppfinningen kan kärnan förses med två. ben L101 och L102, med en lindning på. varje ben, samt med ett tredje, luftgaps- försett ben 1.103. Mmluerna från de båda lindningarna kommer att samverka med avseende på detta tredje ben, och den mmk som driver ett flöde genom detta ben svarar alltså. mot summan av strömmarna i L11 och L12, dvs mot ID. Induktorn kommer härigenom, förutom som strömsugare, att fungera som en glättningsinduktor - för likströmmen ID. Denna funktion kan ytterligare förstärkas om benet 1.105 för- n ses med en lindning 1.15, vilken inkopplas så att den genomflytes av LD, t ex 1 som-visas i fig 1. Glättningsinduktorn L2 kan härvid minskas i storlek eller 3 eventuellt helt slopas. š Fig 3 visar hur matningsutrustningen SU enligt uppfinningen kan förses med lik- g ström på ett alternativt sätt till det i fig 1 visade. En diodbrygga LR2 matas från nätet R,S,'l', och avger en likspänning, vilken tillförs en LS-omriktare LSO.

J 10 15 20 25 §0 35 ~' .'7-3ﬁ10'1:O*-5 4 Denna innefattar en släckbar tyristor Ti och en frihjulsdiod. Genom att styra till/från-förhållandet -hos tyristorn Tš, som periodiskt tänds och släcks, kan på. känt sätt .strömmen ID styras. i Fig 4 visar hur en matningsutrustning för flera belastningsobjekt, t ex lind- ningar W1 och W2 hos en synkronmotor, kan matas av likströmsmässigt seriekopp- lade enheter enligt fig 1. Matningsutrustningen innefattar två. "delkopplingar" i SU1 och SU2, vilka i serie med varandra är anslutna till den matande likströms- källan via matningsanslutningarna A och IB. Varje delkoppling innefattar liksom ' utrustningen i fig 1 en strömsugarinduktor, L11 resp L21, och två tyristorer, 'P11 och T12 resp T21 och 21322. Delkopplingen SU1 matar en srbetslindzling W1 och kopplingen SU2 en annan arbetslindning 1:12 hos en synkronmaskin med rotorn R.

Givetvis kan fler delkopplingar än två kopplas i serie med varandra.

Fig 5 visar en alternativ utföringsform, avsedd för matning av ett trefasigt belastningsobjekt, vilket i det visade fallet utgörs av tre deltakopplade lind- ningar W1, W2 och WB hos en synlcronmaskin med rotorn R. Utrustningen har tre parallella grenar, var och en med en tyristor, T1',-'I.'2 resp TB, seriekopplad med en lindning; 1-31, L52 resp 1.33, hos en strömsugarinduktor LS. Indulctcrns LBO har tre ben, vart och ett med en av de tre lindningarna. Mellan varje tyristor och motsvarande lindning är ett belastningsuttag, a, b resp c, anordnat och an- slutet till belastningsobjektet. Tyristorerna tänds i tur och ordning från ett styrdon SI), vilket styrs från en till rotorn kopplad lägesgivare PD, och de leder var och en en tredjedel av tiden. Utrustningen fungerar i övrigt på motsvarande sätt som den i fig 1 visade utrustningen. Belastningsobjektet kan alternativt vara stjärnkopplat. Induktorn LS kan alternativt utformas på. annat sätt, exempel- vis kan den förses med en kortsluten delta-lindning för att reducera. läckflöden.

Den i fig 5 visade utrustningen kan utökas till godtyckligt 'fastal genom att anordna en parallellgren för varje fas. i Fig 6 visar en ytterligare utföringsfom av en utrustning enligt uppfinningen.

Två. strömsugarinduktorer 1.1 och LB är med sina mittpunktsuttag anslutna till två. * matningsanslutningar A och IB. Utrustningen ixmefattar två parallella grenar. Den ena innefattar lindningen L21, tyristorn 501 och lindningen L51, och den andra linduingen 1.22, tyristorn TS och lindníngen 1-52. I varje gren är ett belastnings- uttag anordnat på. ömse sidor om tyristorn. Mellan belastningsuttagen a1 och 'b1 är ett belastningsobjekt V1 anslutet, och mellan uttagen a2 och b2 objektet WZ.

Utrustningen irmefattar två ytterligare tyristorer, dels tyristorn T2, ansluten mellan uttagen b1 och a2' och dels tyristom T4., ansluten mellan uttagen a1 och 'b2. Tyristorerna tänds i tur och ordning, företrädesvis med sinsemellan lika

Claims

7801010-s ? intervall mellan två konsekutiva tändningar, exempelvis i ordningen T1-T2-T5-T4. Härigenom bringas växelström att flyta i belastningsobjekten W1 och W2, och ström-arna genom W1 och V2 blir sinsemellan 90° fasförskjutna. Ovan har beskrivits hur belastningsobjektet direkt är anslutet till utrust- ningens belastningsuttag, men anslutningen kan om så är lämpligt ske via. en transformator. ' PATENTIGIAV

1. Matningsutrustnirlg (SU) anordnad att tillföra växelström tillett belast- ningsobjekt (W), vilket är kapabelt att avge reaktiv effekt, vilken utrustning är försedd med matningsanslutningar (A, B) för tillförande av en inpräglad lik- ström (ID) från en likströmskälla (LR1) och innefattar kopplingsorgan <(T1, T2) för omkoppling av polariteten hos strömmen genom belastningsobjektet, k ä n - n e t e o k n a d därav, att den innefattar minst två mellan nämnda anslut- ningar anordnade parallella grenar, varvid varje gren innefattar i serie ett kopplingsorgan (521 resp T2), ett uttag (a resp b) föranslutning av belast- ningsobjektet och en lindning (L11 resp L12) hos en strömsugarinduktor (L1), vilken har minst två. till varandra magxetiskt kopplade ooh i skilda grenar adden-mad ltndninger (m1, L12).

2. Matningsutrustning enligt patentkravet 1 för matning av ett enfasigt be- lastningsobjekt, k ä n n e t e c k n a d därav, att den izmefattar två kopp- lingsorgan (T1, T2) samt en strömsugarinduktor (L1) med två. änduttag och ett mittpunktsuttag anslutet till den ena av nämnda matningsanslutninger (IB), var- vid varje kopplingsorgan (T1 resp T2) är anslutet mellan utmstningens andra matningsuttag (A) och ett av änduttagen hos strömsugarinduktom.

3. 5. Matningsutrustning enligt patentlu-avet 1, k) ä. n n e t e c k n a d därav, att strömsugarinduktorn (L1) har en kärna (1110) med lika många ben som antalet parallella grenar, och med en lindning på varje ben.

4. Matningsutrustning enligt patentkraven 2 och 5, k 'a'. n n e t e c k n a d _ , dänev, ett kärnan har två ben (L1o1, L1o2) med en lindning (L11 neep L12) pd varje ben, samt dessutom ett tredje luﬁzgapsförsett ben (L105).

5. Matningsutrustning enligt patentkravet 4, k ä. n n e t e c k n a d därav, ett en entre lindning (m5) är anordnad på det tredje benet (mos) den inkopplad i en av utrustningens likströmstillednirzgar. ' 6

6. Matnjngsutrustning 'enligt patentkravet 1 för matning av arbetslindningar i- hos en synkronmasm (R, m, w2) men ett flertal arbeﬁslinaningam (w1, w2) ' p eller *g-.rmpper av arbetslindningar, k ä. n n e t e c k n a d därav, att den I ¿ i innefattar ett flertal delkopplingar (SU1, SUZ), vilka är i serie med varandra " inkopplade mellan nämnda. matningsanslutnjngar (A, B), varvid varje dellcoppling innefattar minst två parallella grenar, en strömsugarinduktor (L11 resp L21) med en lindning i varje gren samt i varje gren ett kopplingsorgazx (T11, T12 resp 51321; T22) och mellan detta och lindningen ett belastningsuttag (a1, b1 resp a2, 1:2) för anslutning till en arbetslindrüzxg eller en grupp av arbets- lindning-ar.

7. l-Iatningsutrustning enligt patentlcravet 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att kopplingsorganen utgörs av tyristorer, vilka är försedda med styrorgan (SD) anordnade att växelvis styra tyristorerna till ledande tillstånd. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Sverige 333 187 (H02k:29l02) .Japan 50/58346 (HD2M:7/515), 50/5834? (H02M:7/515) . US 2 995 690' (318-138), 3 49? 783 (318-138), 3 644 808 (318-138), 3 678 352 (318-138)