SU1746474A1 - Асинхронизированна синхронна электрическа машина с реверсивной системой возбуждени - Google Patents

Abstract

Использование: в электромашиностроении . Сущность изобретени : электрическа  машина содержит статор с многофазной обмоткой , ротор с многофазной обмоткой, в каждой фазе которой от витков начальной и конечной частей выполнены соответственно перва  и втора  отпайки. При этом начала обмотки фазы соединены с катодной группой пр мого выпр мител , перва  отпайка подключена к анодной группе обратного выпр мител , а конец обмотки той же фазы и втора  отпайка подключены к группам противоположной пол рности пр мого и обратного выпр мителей. Повышение надежности предложенного устройства достигаетс  ограничением токов короткого замыкани  при встречном включении тиристоров пр мого и обратного выпр мителей, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. мещена многофазна  обмотка возбуждени , кажда  фаза которой подключена через пр мой и обратный вращающиес  мостовые управл емые выпр мители к обмотке  кор  возбудител . Благодар  раздельному управлению выпр мител ми повышаетс  надежность , так как один из выпр мителей (пр мой или обратный) может рассматриватьс  в качестве резервного при работе АС-машины без скольжени  пол  возбуждени  относительно ее ротора. Недостаток известной АС-машины состоит в сложности контрол  тока в каждом тиристоре пр мого и обратного выпр мителей , который в бесщеточных системах возбуждени  должен осуществл тьс  только бесконтактными методами. При ограниченXJ Јь О 2

Description

ной чувствительности бесконтактных редств измерени  тока возможно одновреенное открытие тиристоров пр мого и обратного выпр мителей и, как следствие, выход из стро  элементов реверсивной ситемы возбуждени  (тиристоров, обмотки кор  возбудител  и т.д.) в результате проекани  тока короткого замыкани , что сниает надежность реверсивной системы возбуждени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и упрощение реверсивной, системы возбуждени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в С-машине с реверсивной системой возбуждени , содержащей статор и ротор с многофазной обмоткой возбуждени , кажда  фаза которой подключена через пр мой и обратный вращающиес  раздельно управл емые мостовые выпр мители к  корной обмотке возбудител , размещенной на его роторе, в каждой фазе обмотки возбуждени  от витков начальной и конечной частей выполнены соответственно перва  и втора  отпайки, при этом начало обмотки фазы соединено с катодной группой пр мого выпр мител  и перва  отпайка подключены к анодной группе обратного выпр мител , а конец обмотки той же фазы и втора  отпайка подключены к группам противоположной пол рности пр мого и обратного выпр мителей .

Конец каждой фазы обмотки возбуждени  подключен к катодной группе обратного выпр мител , а втора  отпайка - к анодной группе пр мого выпр мител ,

На фиг. 1 изображена схема АС-маши- ны с реверсивной системой возбуждени ; на фиг. 2 - схема соединени  фазы обмотки возбуждени  с выпр мител ми; на фиг. 3 - то же, вариант; на фиг. 4 - схема размещени  обмотки фазы в пазах не внополюсного ротора; на фиг. 5 - размещение обмотки на  внопо юсном роторе; на фиг. 6 - цепь тока короткого замыкани  фазы ротора при одновременном открытии тиристоров пр мого и обратного выпр мителей и положительной полуволне ЭДС Еа  кор  возбудител ; на фиг. 7 - то же, при отрицательной полуволне ЭДС Еа  кор  возбудител .

Статор 1 АС-машины (фиг. 1) включен в сеть, а на роторе 2 расположена многофазна , например трехфазна , обмотка возбуждени . Перва  фаза 3 обмотки возбуждени  подключена к первому вращающемус  ти- ристорному преобразователю 4, состо щему из пр мого 5 и обратного б мостовых управл емых выпр мителей. Выпр мители соединены с обмоткой 7  кор  8 возбудител  9, размещенной на его роторе. Обмотка 10 возбуждени  возбудител  расположена, на неподвижном индукторе и питаетс  от регулируемого источника посто нного тока.

Управление тиристорами выпр мителей 5 и 6 осуществл етс  генератором 11 управл ющих импульсов, управление которым , в свою очередь, производитс  по сигналу от автоматического регул тора 12

0 возбуждени  (АРВ) через синусно-косинус- ное устройство 13. Прекращение подачи импульсов управлени  на тиристоры пр мого выпр мител  5 и подача их на тиристоры обратного выпр мител  6 при изменении

5 направлени  тока в фазе ротора АС-машины производитс  посредством бесконтактного переключател  14 импульсов управлени , управл емого по сигналу АРВ 12. Ток возбуждени  в первой фазе 3 измер етс  дат0 чиком 15 тока.

Остальные фазы обмотки ротора АС-машины соединены аналогично с соответствующими обмотками  кор  возбудител . От начальной части витков фазы 3, подключен5 ной к катодной группе пр мого выпр мител  5, выполнена перва  отпайка 16, котора  соединена с анодной группой обратного выпр мител  6. От конечной части витков фазы 3, соединенной, например, с анодной груп0 пой.пр мого выпр мител  5, выполнена втора  отпайка 17, подключенна  к катодной группе обратного выпр мител  6 (фиг. 2). Таким образом, конец обмотки фазы и втора  отпайка подключены к противополож5 ным полюсам пр мого и обратного выпр мителей. Обе отпайки образуют две части 18 и 19 обмотки фазы 3, последовательно соединенные с ее средней частью 20. Втора  отпайка может присоедин тьс 

0 и к анодной группе пр мого выпр мител  5,

тогда конец обмотки фазы подключаетс  к

катодной группе обратного выпр мител  6

(фиг. 3). Схемы размещени  обмотки фазы с

выводами дл  не внополюсного и  внопо5 люсного роторов АС-машины показаны соответственно на фиг. 4 и 5, (на фиг. 4 в скобках обозначено соединение второй отпайки по п. 2 формулы).

Электрическа  машина работает следу0 ющим образом.

При работе АС-машины со скольжением вращающеес  относительно ее ротора поле возбуждени  создаетс  системой переменных токов в фазах обмотки возбуждени .

5 Частота переменного тока в каждой фазе равна частоте скольжени . Изменение величины тока в каждой фазе ротора АС-машины производитс  только изменением угла открыти  тиристоров выпр мителей соответствующих фаз при неизменном токе

возбуждени  возбудител . Благодар  этому возможно питание всех фаз АС-машины от одного возбудител . При положительной полуволне тока фазы работает пр мой выпр митель 5. Обратный выпр митель 6 закрыт , так как на его тиристоры управл ющие импульсы не подаютс . При отрицательной полуволне тока фазы работает только, обратный выпр митель. Таким образом пр мой и обратный выпр мители работают раздельно. На фиг. 2 и 3 стрелками показаны пути протекани  пр мого и обратного токов возбуждени  фазы.

Переход с пр мого выпр мител  5 на обратный выпр митель б при изменении направлени  тока фазы должен производитьс  при токе фазы Id 0. Но ввиду ограниченной чувствительности датчика 15 тока этот переход на практике происходит при некотором значении тока возбуждени  Idn фазы ротора АС-машины. Величина этого остаточного тока определ етс  чувствительностью датчика тока ротора. Поскольку в этом случае оба выпр мител  5 и 6 оказываютс  включенными навстречу друг другу, то между ними будет протекать ток короткого замыкани  IK з. Пути протекани  токов короткого замыкани  показаны на фиг. 6 и 7 дл  схемы соединени  выводов по фиг. 3. Величина тока короткого замыкани  зависит от параметров цепи, по которой он протекает. В этой цепи последовательно оказываютс  соединенными тиристоры пр мого 5 и обратного 6 выпр мителей фазы обмотки 7  кор  возбудител . Поэтому при значительной величине тока короткого замыкани  могут быть повреждены тиристоры, предохранители, а также  корь возбудител .

Дл  ограничени  указанного тока служат части 18 и 19 обмотки фазы, ограниченные выводами 16 и 17. Эти части обмотки фазы не только выполн ют функции обмотки фазы, участву  в создании потока возбуждени  фазы, но и служат токоограничивающими реакторами, снижающими ток короткого замыкани  при встречном включении выпр мителей 5 и 6 до безопасной величины. Поэтому в дальнейшем части 18 и 19 обмотки фазы будем называть токоограничивающими реакторами . С учетом реальной чувствительности датчика 15 тока пор дка 0,5-1% от номинального тока возбуждени  части 18 и 19 могут составл ть пор дка 2-3% обмотки фазы.

При изменении направлени  тока возбуждени  фазы ротора, например, с положительного на отрицательное вначале ток фазы снижаетс  посредством уменьшени 

угла открыти  тиристоров до тех пор, пока показани  датчика 15 тока не станут равными нулю. После этого переключением пере- ключател  14 импульсов управлени 

прекращаетс .подача управл ющих импульсов на тиристоры пр мого выпр мител  5 и подаютс  импульсы управлени  на тиристоры обратного выпр мител  6. Поскольку ввиду ограниченной чувствительности дат0 чика 15 тока ток фазы фактически не будет равен нулю, то несмотр  на прекращение подачи импульсов управлени  тиристоры (по меньшей мере один} пр мого выпр мител  не закроютс  (закрытые тиристоры на

5 фиг. 6 и 7 показаны ключами). Так как при этом пр мой 5 и обратный 6 выпр мители оказываютс  включенными встречно, то между ними возникает ток короткого замыкани . Указанный ток снижаетс  токоогра0 ничивающими реакторами 18 и 19 до допустимой величины.

При одновременной работе обоих выпр мителей на обмотку возбуждени  фазы ротора АС-машины подаютс  импульсы на5 пр жени  противоположного по отношению к направлению остаточного тока возбуждени  знака с частотой возбудител , поэтому снижение остаточного тока возбуждени  до нул  произойдет за несколько пе0 риодов. После этого пр мой выпр митель 5 закроетс , так как на его тиристоры не подаютс  импульсы управлени , а в работе остаетс  обратный выпр митель 6. В результате ток возбуждени  фазы изменит

5 свое направление, Затем угол открыти  тиристоров обратного выпр мител  увеличитс  до величины, определ емой режимом работы АС-машины, и по обмотке возбуждени  фазы потечет ток возбуждени  соответ0 ствующей величины.

Работа остальных фаз ротора АС-машины происходит аналогично.

Так как по токоограничивающим реакторам 18 и 19 и средней части 19 обмотки

5 фазы 3 протекает один и тот же ток возбуждени , то они выполн ютс  из одних и тех же стрежней или проводов.

Дл  схемы на фиг. 2 результирующа  МДС фазы зависит от направлени  тока воэ0 буждени  фазы, так как, например, пр мой ток в этом случае протекает по обоим реакторам и средней части обмотки фазы, и результирующа  МДС складываетс  из МДС указанных обмоток 18. 19 и 20. т.е. обмотка

5 фазы используетс  полностью.

При обратном направлении ток протекает только по средней части 20 обмотки фазы и результирующа  МДС несколько уменьшитс , т.е. пр ма  МДС не равна обратной . Разница эта, как показали расчеты,

составит около 3%. Поэтому расмотренное выполнение выводов может быть рекомендовано дл  АС-машин, у которых режим работы со скольжением пол  возбуждени  относительно ротора не  вл етс  основным. МДСфазы обмотки ротора, выполненной по фиг. 3, как при пр мом, так и при обратном токе возбуждени  равны между собой, поскольку ток возбуждени  при любом его направлении протекает по средней части 20 обмотки фазы и по одному из реакторов 18 или 19. Така  схема предпочтительнее дл  АС-машин, основной режим работы кото- рых-это режим со скольжением пол  возбуждени  относительно ротора.

Предлагаема  конструкци  АС-машины позвол ет реализовать раздельное управление пр мым и обратным выпр мител ми и при этом отказатьс  от измерени  тока в каждом тиристоре и перейти на измерение общего тока фазы, что существенно упрощает систему возбуждени . Это особенно важно дл  реверсивных бесщеточных систем возбуждени . Повышение надежности достигаетс  ограничением токов короткого замыкани  при .встречном включении тиристоров пр мого и обратного выпр мителей , что предотвращает выход из стро  элементов вращающихс  выпр мителей и  кор  возбудител .

Claims (2)

1. Асинхронизированна  синхронна  электрическа  машина с реверсивной системой возбуждени , содержаща  статор с многофазной обмоткой и ротор с многофазной обмоткой возбуждени , кажда  фаза которой подключена через пр мой и обратный вращающиес  раздельно управл емые мостовые выпр мители к  корной обмотке возбудител , размещенной на роторе, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и упрощени  реверсивной сие-. темы возбуждени , в каждой фазе обмотки

возбуждени  от витков начальной и конечной частей выполнены соответственно перва  и втора  отпайки, при этом начало обмотки фазы соединено с катодной группой пр мого выпр мител  и перва  отпайка

подключены к анодной группе обратного выпр мител , а конец обмотки той же фазы и втора  отпайка подключены к группам противоположной пол рности пр мого и обратного выпр мителей.

2. Электрическа  машина по п, 1. отличающа с  тем, что конец каждой фазы обмотки возбуждени  подключен к катодной группе обратного выпр мител , а втора  отпайка - к анодной группе пр мого

выпр мител .

Фиг.1

I2ПО)

I°I

И.МШ