SU1252891A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  током возбуждени  электрических машин. Цель изобретени  - повышение надежности синхронизации и ресинхронизации ротора синхронного электродвигател  (СЭ) . Устр-во содержит СЭ 1 с обмоткой возбуждени  (ОБ), суммирун ций трансформатор 3, полууправл емый мостовой выпр митель 7, пороговые элементы . 8, 9, узел синхронизации, выполненный на элементах 18-20. Введена

Description

дополнительна  обмотка 21, а узел синхронизации снабжен выпр мителем 22, управл емым ключом 23 и цепочкой 24-26. При выпадении ротора из синхронизма в DB наводитс  ЭДС, котора  поступает на управл ющий переход ключа 23 и открывает его. По- роговы е элементы 8, 9 выключаютс  и отключают ОВ. В режиме циклической нагрузки пороговый узел регулирует угол открыти  тиристоров и заИзобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  током возбуждени  электрических машин, преимущественно дл  регулировани  бесконтактных синхронных электродвигателей, работающих в системах автоматизированного электропривода с переменной нагрузкой . В этих услови х задачей устройства, регулирующего ток в обмотке возбуждени ,  вл етс  автоматизаци  процесса асинхронного пуска, регулирование тока возбуждени  под нагрузкой и отключение обмотки возбуждени  от источника питани  при выпадении ротора электродвигател  из синхронизма с целью его повторной синхронизации.

Цель изобретени  - повьапение надежности синхронизации и ресинхронизации ротора синхронного электродвигател .

На чертеже представлена схема привода.

Электропривод переменного тока содержит синхронный.электродвигатель

1с обмоткой возбуждени , два вывода статорной обмотки которого предназ- дл  непосредственного подключени  к фазным проводам сети, а третий - через первую первичную обмотку

2суммирующего трансформатора 3, втора  перйична  обмотка 4 которого предназначена дл  подключени  к фаэ- ному и нулевому проводам сети через фазовращающую цепочку, состо щую из конденсатора 5 и резистора 6, обмотка возбуждени  подключена к выходам полууправл емого ь остового вьтр ми252891

дает величину тока в ОВ в функции тока статора и напр жени  источника питани . Устр-во позвол ет автоматически производить подключение ОВ к источнику питани  при подсинхрон- ной частоте вращени  ротора.и отключать ее при перегрузке. Таким образом , исключаетс  по вление пульсирующего тормозного момента и улучшаютс  услови  пуска и самозапуска СЭ 1. 1 ил.

тел  7, управл ющие переходы тиристоров которого через пороговые узлы, содержащие пороговые элементы (дини- сторы) 8 и 9, диоды 10 и 11, конденсаторы 12 и 13 и резисторы 14 и 15, соединены с вторичными обмотками 16 и 17 суммирующего трансформатора 3. Узел синхронизации содержит последовательно соединенные конденсатор 18,

первый резистор 19 и диод 20, катод которого подключен к положительному выводу полууправл емого мостового выпр мител  7 и одному вьшоду обмотки возбуждени .

t

Кроме того, суммирующий трансформатор 3 снабжен дополнительной вторичной обмоткой 21, а узел синхронизации - выпр мителем 22, управл емым ключом 23 и цепочкой, состо щей из 1 двух последовательно соединенных второго 24 и третьего 25 резисторов и стабилитрона 26, при этом вьгооды дополнительной обмотки 21 подключены к входам выпр мител  22, отрицательный вывод которого, первый вывод управл емого ключа 23 и анод стабилитрона 26 подключены к общему проводу первого резистора 19-и конденсатора :18, второй вывод которого соединен с катодом стабилитрона 26 и вторым выводом обмотки возбуждени , а положительный вывод вьтр мител  22 соединен с вторым выводом управл емого

ключа 23 и выводом последовательно соединенных второго 24 и третьего 25 резисторов, к общему проводу которых подключен управл ющий электрод ключа 23.

3

Электропривод работает следующим образом.

На клем1 1 А, В, С подаетс  переменное трехфазное напр жение, которое поступает на статорную обмотку синхронного электродвигател  1, входы полууправл емого мостового выпр мител  7 и первичные обмотки 2 и А С5 мирующего трансформатора 3. В результате этого происходит асинхронный пуск электродвигател  и переменное напр жение, наведенное Б обмотке возбуждени , в одном полупериоде подаетс  через диод 20, резисторы 19 и 25 на управл ющий электрод ключа 23 и конденсатор 18, которьй зар жаетс  до уровн ,ограниченного стабилитроном 26.

Вместе с этим на управл ющий электрод ключа 23 подаетс  напр жение с вьтр мител  22 через резистор 24. Управл емьш ключ 23 открываетс  и шунтирует дополнительную обмотку 2, ток в которой размагничивает магнитопровод суммирующего трансформатора 3. В следующем полупериоде диод 20 заперт и конденсатор 18 разр жаетс  через резистор 25 и управл ющий переход ключа 23 до величины, определ емой параметрами этой цепи и частотой напр жени  в обмотке возбуждени .

Таким образом, в процессе асинхронного пуска дополнительна  обмотка 21 работает в режиме короткого замыкани , вследствие чего величина ЭДС, наведенна  в обмотках 16 и 17, учитыва  посто нство действующих значений токов в первичных обмотках 2 и А, не достигает уровн  включени  динисторов 8 и 9. В резул тате этого на управл ющие электроды тиристоров полууправл емого мостового выпр мител  7 не поступают управл ющие шпульсы и на обмотку возбуждени  не подаетс  напр жение.

С ростом частоты вращени  ротора электродвигател  1 величина напр жени  в дополнительной обмотке 21 и част.ота напр жени  в обмотке возбуждени  уменьщаютс , что приводит к снижений напр жени  на конденсаторе 18, Величину резисторов 24 и 25, определ ющих врем  разр да конденсатора 18, устанавливают такой, что величина напр жени  снижаетс  до уровн  выключени  управл емого ключа 23 при подсинхронной частоте вра

щени  ротора. При этом, поскольку напр жение на конденсаторе 18 имеет пульсирующий характер и достигает минимального значени  только в 5 полупериод по влени  отрицательной пол рности напр жени  на аноде диода 20, которому соответствует определенное положение ротора в магнитном поле  кор , момент выключени 

to ключа 23 может быть согласован с

действием на ротор ускор ющего синхронизирующего момента, создаваемого током в обмотке возбуждени . При выключении ключа 23 резульt5 тирующий магнитный поток в магнито- проводе суммирующего трансформатора 3 увеличиваетс  в напр жение во вто- ричньтх обмотках 16 и 17 зар жает конденсаторы 12 и 13 до уровн  включе20 ни  динисторов 8 и 9. Включение динисторов вызывает импульсный разр д конденсаторов 12 и 13 на управл ющие переходы тиристоров, которые от- крьгааютс , к на обмотку возбуждени 

25 подаетс  напр жение. Переменное включение динисторов 8 и 9,согласованное с по влением на аноде тиристоров полуволны напр жени  положительной пол рности , достигаетс  в результате

30 подключени  обмоток 16 и 17 к вьгео- дам конденсаторов 12 и 13 и управл ющим переходом тиристоров в противо- фазе.

Амплитуда и длительность импуль , сов управлени  тиристоров в схеме устройства определ ютс  напр жением включени  динисторов 8 и 9, величиной емкости конденсаторов 1-2 и 13 и сопротивлением резисторов 14 и 15.

4Q Диоды 10 и 11, включенные последовательно с динисторами, предохран ют последние от обратного напр жени , по вл ющегос  на конденсаторах 12 и 13 в процессе их перезар да.

Согласование выходной характеристики устройства с заданной регулировочной характеристикой синхронного электродвигател  осуществл етс  изменением параметров фазовра-

50 щателей цепочки 5, 6 и подбором числа витков обмотки 2 в цепи тока статора синхронного электродвигател .

В схеме данного устройства дли55 тельность времени зар да конденсаторов 12 и 13 значительно меньше времени перезар да (при частоте напр жени  источника питани  50 Гц

отношение этих времен равно -хЗО) , поэтому мощность импульсов тока управлени  при таком включении элементов может быть существенно больше проходной мощности суммирующего трансформатора.

Использование выв.еденной средней точки обмотки возбуждени  позвол ет в значительной степени упростить задачу согласовани  уровн  напр жени  необходимого дл  управлени  ключом 23, с напр жением, наведенным в обмотке возбуждени , поскольку в одном полупериоде выводы обмотки возбуждени , подключенные к вьшодам полууправл емого мостового выпр мител  7, шунтируютс  диодами этого выпр мител . Однако такое подключение целесообразно реализовать в бесконтактных синхронных электродвигател х,

Б том случае, когда дл  управлени  ключом 23 невозможно исполь- аовать напр жение, наведенное в обмотке возбуждени , дл  асинхронного пуска может быть использован другой вариант схемы узла синхронизации . С этой целью величину сопротивлени  резистора 24 устанавливают такой, что управл емый ключ 23 открываетс  от напр жени , наведенного в дополнительной вторичной обмотке 21 пусковым током статора, и закрываетс  при токе, соответст - вующём подсинхронной частоте вращени  ротора синхронного электродвигател . I

При выпадении ротора из синхронизма в обмотке возбуждени  наводитс  ЗДС, полуволна которой через диод 20 и резисторы 19 и 25 поступает на управл к дий переход ключа 23. В результате этого управл емый ключ 23 открьгеаетс  и происходит выключение пороговых узлов управлени  тиристоров, которые закрьгоаютс  и отключают обмотку возбуждени  от источника переменного напр жени .

В случае использовани  схемы узла синхронизации без подключени  к выведенной средней очке обмотки возбуждени  включение ключа 23 происходит в результате возрастани  тока статора и соответственно напр жени  в обмотке 21, которое с выход выпр мител  22 подаетс  на управл ющий электрод ключа 23.

После завершени  процесса синхронизации ротора управл емый ключ 23 закрываетс , при этом цепь дополнительной вторичной обмотки 21

размыкаетс  и напр жение, наведенное в обмотках 16 и 17, через динисто- ры 8 и 9 в каждом полупериоде подаетс  в виде импульсов на управл ющие переходы тиристоров полууправл емого мостового выпр мител  7.

Б режиме циклической нагрузки пороговый узел регулирует угол открыти  тиристоров и соответственно задает величину тока в обмотке возбужденн  в функции тока статора и напр жени  источника питани . Функциональна  св зь-между нагрузкой на валу электродвигател  1 и углом открыти  тиристоров осуществл етс 

суммирующим трансформатором 3, первичные обмотки 2 и 4 которого включены в разные фазы трехфазной сети питани . Величина и фаза токов во

вторичных обмотках 16 и 17 и соот- ветственно напр жение на конденсаторах 12 и 13 в этом случае завис т от соотнощейи  токов в первичных обмотках 2 и 4.

Суммирование двух токов,сдвину- тых по фазе более чем на К/2 и измен ющихс  по величине, позвол ет реализовать в блоке управлени  амплитудно-фазовый принцип регулировани  угла открыти  тиристоров и регули- ровать величину этого угла от О доТТ.

Изобретение позвол ет автоматически производить подключение обмотки возбуждени  синхронного электродвигател  к источнику питани  при подсинхронной частоте вращени  ротора и отключать ее при перегрузке или выпадении ротора из синхронизма. Таким образом, исключаетс  по вление пульсирук цего тормозного момента и улучшаютс  услови  пуска и самозапуска (ресинхронизации) электродвигател  при кратковременной потере напр жени  в сети. Это обеспечивает более надежное функционирование электропривода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод переменного тока, содержащий синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждени , причем два вывода статорной обмотки синхронного электродвигател  предназначены дл  непосредственного подключени  к фазным проводам сети, а третий - через первую первичную обмотку суммирующего трансформатора,втора  первична  обмотка которого предназначена подключени  к фазному и нулевому проводу сети через фазо- вращающую цепочку, а обмотка возбуждени  подключена к выходам полууправл емого мостового вьтр мител , управл ющие переходы тиристоров которого через пороговые узлы соединен с вторичными дбмотками суммирующего трансформатора соответственно, узел синхронизации, выполненный в виде последовательно соединенных конденсатора , первого резистора и диода, катод которого подключен к положительному выводу полууправл емого мостового вьтр мител  и одному обмотки возбуждени , о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью пов1Ы- шени  надежности синхронизации и реРедактор И.Никсшайчук Заказ 4628/54

   Составитель В.Тарасов Техред Л.Сердюкова

   Корректор Т

   Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д, 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   синхронизации ротора синхронного электродвигател , суммирующий трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, а узел синхрониза- Ьии - вьшр мителем, управл емьм клю- чом и цепочкой, состо щей из последовательно соединенных второго и третьего резисторов и стабилитрона при этом выводы дополнительной вторичной обмотки подключень к входам вьшр мител , отрицательный вывод которого, первый вывод управл емого ключа и анод стабилитрона подключены к общему проводу первого резистора и конденсатора, второй вьгаод которого соединен с катодом стабилитрона и другим выводом обмотки возбуждени , а плюсова  клемма выпр мител  соединена с вторым выводом управл емого ключа и вьшодом последовательно соединенных второго и третьего резисторов, к общему проводу которых подключен управл ющий электрод ключа.

   Корректор Т.Колб