SU1387152A1 - Устройство дл возбуждени синхронной электрической машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем сокращени  длительности асинхронного режима. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  возбуждени  синхронной машины вве дены датчик 20 напр жени  возбуждекк . подключенный к входу блока 3 инвертировани , логические элементы И 10, 11, 13 к Ь, логический элемент ИЛИ 29, формирователи 16, 18 и 28 импульсов и одновибратор 23. Устройство позвол ет осуществить пуск синхронной машины 1 под нагрузкой, автоматическую ресинхронизацию при асинхронном пуске и снизить перегрев ротора при пуске. 1 ил. i С/: с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к системам возбуждени  синхронных электрических машин.

Цель изобретени  - повышение надежности путем сокраш,ени  длительности асинхронного режима.

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства.

Устройство содержит синхронную электрическую машину 1 с обмоткой 2 возбуждени , подключенную через блок 3 инвертировани  к тиристорному возбудителю 4. Параллельно обмотке 2 возбуждени  подключено пусковое сопротивление 5, снабженное тиристорным ключом 6. Блок 3 инвертировани  содержит два тиристора 7 пр мого тока и два тири,стора 8 обратного тока, управл юшие электроды которых подключены к выходам блока 9 управлени , два входа которого подключены к выходам п того 10 и шестого 11 логических элементов И. Первые входы логических элементов И 10 и 11 подключены -к соответствуюш,им выходам RS-триггера 12, входы R и S которого подключены соответственно к выходу третьего 13 и четвертого 14 логических элементов И.

Параллельно обмотке 2 возбуждени  подключен первый датчик 15 напр жени  возбуждени , первый выход которого через третий формирователь 16 импульсов подключен к вторым входам четвертого и первого логических элементов И 14 и 17. Второй выход первого датчика 15 напр жени  возбуждени  через четвертый формирователь 18 импульсов подключен к первым входам третьего и второго логических элементов И 13 и 19. К выводам тиристорного возбудител  4 подключен второй датчик 20 напр жени  возбуждени , выход которого через второй формирователь 21 импульсов, логический элемент НЕ 22 подключен к второму и первому входу третьего и четвертого логических элементов И 13 и 14, а через одновибратор 23 подключен к третьим входам п того и шестого логических элементов И 10 и 11. Выход измерител  24 активной мош,ности через диод 25, пороговый элемент 26, первый формирователь 27 импульсов подключен к второму и первому входам первого и второго логических элементов И 17 и 19. Выходы первого и второго логических элементов И 17 и 19 через логический элемент ИЛИ 28 подключен к счетному входу RS-триггера 12 и входу «Стоп тиристорного возбудител  4. Вход «Пуск тиристорного возбудител  4 через п тый формирователь 29 импульсов подключен к вторым входам п того и шестого логических элементов И 10 и 11. Синхронна  электрическа  машина подключена к питающей сети через выключатель 30.

Устройство работает следующим образом.

Пуск синхронной электрической машины (двигательный режим) производ т любым

из известных способов (например, пр мой асинхронный пуск), путем включени  выключател  30. Одновременно с подачей напр жени  на статор синхронной машины напр жение питани  поступает на блоки 9- 29 (цепи питани  не приведены).

При подаче возбуждени  (команды на вход «пуск тиристорного возбудител  4 подают в функции тока статора I, времени t

« или скольжени  S) посто нный ток от тиристорного возбудител  4 через блок 3 инвертировани  поступает на обмотку 2 возбуждени . Пол рность напр жени  на обмотке 2 возбуждени  зависит от того, какие пары тиристоров блока инвертировани  в дан5 ный момент открыты - тиристоры 7 пр мого тока или тиристоры 8 обратного тока. Пол рность напр жени . возбуждени  в момент подачи возбуждени  выбираетс  такой, чтобы вращающий момент на валу был положительным. Выбор первоначальПU

НОИ пол рности напр жени  возбуждени  осуществл ют с помощью блоков 15, 16, 13, 14, 18, 12, 22, 20 и 21.

Напр жение на обмотке 2 возбуждени 

5 во врем  пуска имеет частоту скольжени  и с помощью первого датчика 15 напр жени  формирователей 16 и 18 импульсов преобразуетс  в последовательность импульсов . Эти импульсы поступают на входы R и S триггера 12 через третий и четвертый

0 логические элементы И 13 и 14. Прохождение импульсов через элементы И 13 и 14 обеспечиваетс  подачей импульса от элемента НЕ 22 при отсутствии напр жени  на выходе тиристорного возбудител  4. Триггер 12 переключаетс  в зависимости от пол рно5 сти напр жени  на обмотке возбуждени  2 до момента подачи тока возбуждени . Сигнал с выходов триггера 12 не поступает на блок 9 управлени  инвертора, поскольку до подачи тока возбуждени  на вторые входы п того и шестого логических

элементов И 10 и 11 присутствует запре- щающий сигнал.

При подаче команды на вход «Пуск тиристорного возбудител  4 п тый формиро5 ватель 29 импульсов формирует сигнал разрешени  на вторые входы элементов И 10 и 11. По вление посто нного напр жени  возбуждени  на втором датчике. 20 напр жени  приводит к формированию запре- щающего сигнала, поступающего на пер0 вый и второй входы логических элементов И 14 и 13 и введению запрета на дальнейшее переключение триггера 12. Одновибратор 23 создает удлиненный импульс после по влени  напр жени . Этот импульс обеспе чивает прохождение сигнала от одного из

5 выходов триггера 12 один из логических элементов И 10 и 11 на блок 9 управлени  инвертора и включение пары тиристоров пр мого 7 или обратного 8 тока. Посто нный ток от тиристорного возбудител  4 поступает в обмотку 2 возбуждени .

Если в промежутке времени от подачи возбуждени  до входа в синхронизм на валу синхронной электрической машины по вл етс  отрицательный момент (генераторный режим), то измеритель 24 активный мощности выдает импульс, который через диод 25, пороговый элемент 26, первый формирователь 27 импульсов преобразуетс  в нормированный положительный импульс, поступающий на второй и первые входы логических элементов И 19 и 17. Поскольку на выходе одного из формирователей импульсов 16 или 18 присутствует положительный сигнал, то на выходе одного из элементов И 19 и 17 по вл етс  положительный импульс, который, проход  через элемент ИЛИ 28, переключает триггер 12 (через его счетный вход) и кратковременно (на 30 или 60 элект. град, в зависимости от схемы возбудител  4) отключает напр жение на выходе тиристорного возбудител  4. Эта пауза необходима дл  закрыти  инвертора 3. После повторного по влени  напр жени  на выходе тиристорного возбудител  4 удлиненный импульс на выходе одновибратора 23 обеспечивает прохождение сигнала через один из логических элементов И 10 и 11 на блок 9 управлени  инвертора. При этом пол рность посто нного тока в обмотке возбуждени  измен етс  на противоположное.

По этой причине вращающий момент на валу (в двигательном режиме) становитс  положительный и электрическа  машина вт гиваетс  в синхронизм. Процесс изменени  пол рности тока в обмотке возбуждени  может повтор тьс  несколько раз до вхождени  в синхронизм.

Если по какой-либо причине (увеличение нагрузки, снижение напр жени  и др.) синхронна  электрическа  машина выходит из синхронизма, то процесс ресинхронизации начинаетс  с момента по влени  сигнала на выходе измерител  24 мощности. При этом изменение пол рности тока возбуждени  происходит аналогично описанному выше. Измеритель 24 активной мощности должен быть безынерционным.

Работа тиристорного ключа 6 и отключение тиристоров 7 и 8 происходит так, как предусмотрено алгоритмом используемого тиристорного возбудител  4. Вместе с тем, выбор пол рности напр жени  возбуждени  из услови  получени  положительного момента на валу приводит к облегчению процесса запирани  тиристорного ключа 6 в момент подачи возбуждени .

Блок 9 управлени  осуществл ет раздельное управление пар тиристоров пр мого 7 и обратного 8 тока. С момента подачи возбуждени  от тиристорного возбудител  4 до вхождени  в синхронизм пол рность магнитного пол  ротора, создаваемого обмоткой 2 возбуждени  относительно вращающегос  магнитного пол  статора такова, что момент на валу поддерживаетс  одного положительного знака (двигательный режим). Это приводит к снижению времени пуска и вхождени  в синхронизм. По этой причине ток возбуждени  может быть подан при значительно больщих скольжени х , например 0,1-0,2 и более (обычно

подача возбуждени  соответствует скольжению 0,05). Поддержание положительного момента на валу благотворно вли ет на внешнюю сеть электроснабжени , поскольку исключаютс  резкие скачки напр жени .

5 При потере возбуждени  (работа АВР, АПВ в цеп х собственных нужд) последующее восстановление синхронного режима обеспечиваетс  переключением триггера 12 по входам RS импульсами от формирователей 16 и 17.

0 В этом случае выбор пол рности тока возбуждени  при восстановлении напр жени  на возбудителе происходит аналогично описанному выше.

Сокращение длительности асинхрон5 ного режима обеспечиваетс  за счет принудительного запирани  тиристоров блока 3 инвертировани  с помощью управл ющих импульсов, подаваемых на тиристорный возбудитель, который формирует бестоковую паузу в цепи возбуждени  синхронно элек0 трической мащины.

Устройство позвол ет осуществить пуск синхронной электрической машины (двигател ) под нагрузкой (особенно это важно, когда механизм имеет вентил торную характеристику момента), осуществить автомати5 ческую ресинхронизацию при асинхронном ходе уменьшить врем  пуска, уменьшить потери энергии на пуск и снизить перегрев ротора при пуске При этом работа регул тора возбуждени  и форсировка возбуждени  не нарушаетс .

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  возбуждени  синхронной электрической машины, содержащее тиристорный возбудитель, на выходе которого пара ллельно Бключеный блок инвертировани  и последовательно соединенные между собой пусковой резистор и тиристорный ключ, блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим электродам тиристоров блока инвертировани , датчик напр жени  возбуждени , подключенный к выходу блока инвертировани , измеритель активной мощности, выход которого через диод, пороговый элемент и формирователь импульсов св зан с первыми входами первого

   и второго логических элементов И, КЗ-триггер и последовательно соединенные между собой второй формирователь импульсов и логический элемент НЕ, отличающеес  тем.

   что, с целью повышени  надежности путем сокращени  длительности асинхронного режима , введены второй датчик напр жени  возбуждени , подключеный к входу блока инвертировани , третий, четвертый, п тый и шестой логические элементы И, логический элемент ИЛИ, третий, четвертый и п тый формирователи импульсов и одновиб- ратор, при этом входы блока управлени  соединены с выходами п того и шестого логических элементов И, первые входы которых подключены к соответствуюш,им выходам RS триггера, а вторые входы указанных логических элементов - к выходу п того формировател  импульсов, вход которого соединен с входом «Пуск тиристорного возбудител , R и S-входы RS-триггера под- ключены соответственно к выходам третьего и четвертого логических элементов И, первый вход третьего и второй вход второго логических элементов И соединены с выходом четвертого формировател  импульсов, вторые входы первого и четвертого логических элементов И подключены к. выходу третьего формировател  импульсов, входы третьего и четвертого формирователей импульсов соединены с выходом первого датчика напр жени  возбуждени , первый вход четвертого и второй вход третьего логических элементов И - к входу одновибрато- ра и к выходу логического элемента НЕ, выход одновибратора соединен с третьими входами п того и шестого логических элементов И, вход логического элемента НЕ соединен с выходом второго формировател  импульсов, входы которого подключены к выходу второго датчика напр жени  возбуждени , выходы первого и второго логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу RS-триггера и к входу «Стоп тиристорного возбудител .