SU917287A1 - Устройство дл возбуждени бесщеточной синхронной машины - Google Patents

Description

(Б) УСТРОЙСТВО дл  ВОЗБУЖДЕНИЯ БЕСЩЕТОЧНОЙ

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах дл  возбуждени  бесщеточных синхронных электрических , в частности двигателей, компенсаторов при пуске и ресинхронизации последних и бесщеточных генераторов при самосинхронизации.

Известны устройства дл  возбуждени  синхронных электрических машин, содержащие источник посто нного тока дл  питани  обмотки возбуждени  электрической машины, элементы-управлени  подачей возбуждени  в функции тока статора или времени пуска и регул тор тока возбуждени  р1. ;

Недостатком этих устройств  вл етс  то, что они не обеспечивают минимальное врем  синхронизации и .выбор момента подачи возбуждени . Это приводит к значительным колебани м тока.

Известны также устройства дл  возбуждени  синхронных электрических СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

машин, в которых подача возбуждени  осуществл етс  в функции скольжени , что позвол ет более точно осущест- ; вить синхронизацию С21.

Однако применение этих устройств дл  возбуждени  бесщеточных синхронных электрических машин, где отсутствует возможность непосредственного измерени  тока ротора, невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому

10 по технической сущности  вл етс  устройство дл  возбуждени  бесщеточной синхронной машины, содержащее возбудитель переменного тока,  корна  цепь которого через выпр митель подts ключена к обмотке возбуждени  синхронной машины, силовой орган управлени , подключенный к  корной цепи синхронной машины, пуско-защитную цепь, подключенную параллельно

20 обмотке возбуждени  синхронной машины , и схему подачи возбуждени , : включающую последовательно соединенные между собой преобразователь сигнала , усилитель, блок синхронизации и исполнительный орган, блок сброса , выход которого подключен к одному из входов исполнительного органа, а вход блока сброса подключен к одному из выходов исполнительного органа , источник питани  обмотки возбуждени  возбудител  и внешний узел управлени  и защиты t3.

Недостатком этого устройства  вл етс  наличие электрической св зи между силовой частью источника питани  .обмотки возбуждени  и измерительным органом схемы подачи возбуждени . Наведенные в обмотке возбуждени  возбудител  ЭДС могут достигат более 1500 В, а потенциометрические датчики не обеспечивают надежную защиту от перенапр жени . Разделительный дроссель, конденсатор фильтра выпр мител , автотрансформатор, вход щие в состав устройства, усложн ют схему устройства и  вл ютс  достаточно громоздкими . при значительных токах возбуждени .

Кроме того, данное устройство не может быть использовано при мостовой схеме вращающегос  выпр мител , обладает большой сложностью, поскольку в блок синхронизации вход т и блок самосинхронизации и логический элемент И. Отсутствует возможность автоматического и дистанционного управлени  возбуждением, в синхронном режиме , не обеспечиваетс  необходима  за-35 на 

щита обмотки возбук{дени  возбудител  высоких значений наведенной ЭДС.

Цель изобретени  - поышение надежности и расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем что возбудитель снабжен дополнительной -обмоткой, расположенной в его магнитной системе по поперечной оси и введен блок управлени , а блок сброса снабжен дополнительными трем  входами и одним дополнительным выходом , причем дополнительна  обмотка подключена к входу преобразовател  сигнала, выход исполнительного органа схемы подачи возбуждени  соединен с источником питани  через блок управлени , первый из дополнительных входов блока сброса подключен к выходу преобразовател  сигнала, второй дополнительный вход блока сброса соединён с выходом усилител  схемы подачи возбуждени , а третий дополнительный вход блока сброса подключен к выходу внешнего узла управлени  и защиты, дополнительный выход блока сброса соединен с управл ющим входом силового органа управлени , Кроме того , в устройство введен дополнительный блок защиты от перенапр жени , включенный параллельно обмотке возбуждени  возбудител , а выпр митель

выполнен по мостовой схеме соединени  вентилей, пуско-защитна  цепь выполнена на тиристорах, подключенных к двум фазам  корной цепи возбудител .

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства дл  возбуждени  бесщеточной синхронной машины; на фиг. 2 схема соединени  пуско-защитной цепи при выполнении выпр мител  по мостовой схеме.

Устройство дл  возбуждени  бесщеточной синхронн1эй машины содержит возбудитель 1 переменного тока(фиг.1), выход вращающегос  выпр мител  2 которого подключен к обмотке 3 возбуждени  синхронной машины k, и пускозащитную цепь 5..Якорные цепи синхронной машины 4 через силовой орган ;6 управлени  подключен к сети. 06|мотка 7 возбуждени  возбудител  1

соединена с выходом источника 8 питани  и блоком 9 защиты от перенапр .жений. На магнитопроводе индуктора возбудител  1 размещена дополнительОбмотка 10 подключена к преобразователю 11 сигнала, выход которого через усилитель 12 соединен с входом блока 13 синхронизации и одним из входов блока 1 сброса. Выход усилител  12 соединен с вторым входом блока 14 сброса. Выход блока 13 синхронизации подключен к входу исполнительного органа 15, один из выходов которого соединен с блоком 16 управлени , а другой выход - с третьим входом блока 14 сброса. На четвертый вход блока сброса подаетс  сигнал от внешней схемы управлени  и защиты,

а второй выход-блока 14 сброса соединен с другим, входом исполнительного органа 15. Выход блока 16 управлени  подключен к входу источника 8 питани  обмотки возбуждени  возбудитеЛЯ; , Блок 13 синхронизации может быть выполнен, например, в виде блока 17 самосинхронизации, вход которого соединен с выходом усилител  12, а выобмотка/10 датчика тока ротора.

ход - G ОДНИМ ИЗ входов логического элемента ИЛИ 18, на другой вход которого подаетс  сигнал с выхода усилител  12. Выход логического элемента ИЛИ 18 соединен с одним из входов логического элемента И 19, другой вход которого подключен к выходу блока 20 скольжени , входом подключенный к выходу усилител  12, Выход логического элемента 19  вл етс  выходом блока 13 синхронизации.

В случае выполнени  выпр мител  2 возбудител  1 по мостовой схеме (фиг. 2) .соединени  вентилей и при выполнении пуска защитной цепи 5 на тиристорах 21 и 22, последние подключают к двум фазам 23  корной цепи возбудител  1.

Устройство работает следующим образом .

В переходном режиме, например при пуске синхронного двигател , индуктируема  в обмотке ротора ЭДС создает переменный ток, одна из полуволн которого замыкаетс  через  корную обмотку возбудител  1 (положительна  - дл  нулевой схемы вращающе гос  выпр мител , отрицательна  дл  мостовой схемы). В силу электромагнитной св зи дополнительной обмотки 10, выполн ющей функции датчика тока ротора, с полем возбудител в датчике тока наводитс  ЭДС, пропорциональна  этому току. Так как одна из полуволн т.ока ротора замыкаетс  либо через пуско-защитную цепь 5 (нулева  схема выпр мител ), либо через выпр митель 2 (мостова  схема выпр мител , то в сигнале датчика тока образуетс  пауза. По чередованию и длительности пауз и наведенной ЭДС можно производить оценку, величины скольжени  и углового положени  ротора и по достижении заданных значений осуществить подачу возбуждени . Полученный таким образом сигнал поступает на преобразователь, где он выпр мл етс  сглаживаетс , фильтруетс  и при необ ходимости регулируетс  по величине. Далее сигнал поступает на усилитель 12, где он преобразуетс  в пр моугольные импульсы посто нной амплитуды . Сформированный таким образом сигнал вводитс  в блок 13 синхронизации . В блоке 20 измерени  скольжени  производитс  измерение длительности или паузы, или пр моугольного

импульса и сравнение с эталонной уставкой , соответствующей заданному (критическомуУскольжению. По достижении заданной уставки происходит пропуск сигнала на вход логического элемента И 19, где происходит также его запоминание. На второй вход элемента И сигнал поступает непосредственно с усилител  12 (либо через

элемент ИЛИ 18)

Таким образом, формирование си1- нала на выходе элемента И может быть осуществлено в момент перехода тока ротора через нуль. Если вхождение

в синхронизм происходит сразу после затухани  отрицательной полуволны тока ротора, то на выходе датчика. Ю тока, а следовательно, и усилител  12 сигнал отсутствует. В этом случае

сигнал на второй вход элемента И поступает от блока 17 самосинхронизации , выполненного, например, аналогично блоку измерени  скольжени , но имеющего уставку, превышающую по времени эталонную уставку блока измерени  скольжени . С выхода элемента И 19 сигнал поступает на исполнительный орган 15, который обеспечивает запуск блрка 16 управлени , работу тиристоров преобразовател  источника 8 питани  и тем самым возбуждение возбудител  и синхронного двигател . Блок 1 сброса осуществл ет возврат схемы подачи возбуждени  в исходное положение и тем самым сн тие возбуждени  по сигналу из внешней схемы управлени  и защиты. Формирование сигнала на сброс может быть осуществлено в самом блоке по факту возникновени  длительного асинхронного режима (сигнал с выхода усилител  12) или внутр-еннего повреждени  возбудител  (сигнал с выхода преобразовател  11). Необходимость последней защиты может возникнуть при малых нагрузках на валу машины, не привод щих к выпадению ее из синхронизма . При нормальном процессе синхронизации по вление сигнала на выходе блока 1 сброса предотвращаетс  запретом на срабатывание, созданным исполнительным органом 15 и соответствующей временной задержкой внутри самого блока. Защита обмотки возбуждени  возбудител  и вентилей выпр мител  источника питани  осуществл етс  бло-:

ком 9 защиты от перенапр жений, выполненном , например, на стабилитроне или тиристоре.

Claims (3)

1. Прохождение сигнала асинхронного режима в возбудител х переменного тока с мостовой схемой вращающегос  выпр мител  (фиг. 2) обеспечиваетс  включением тиристоров 21 и 22 пускозащитной цепи возбудител  на разные фазы  корной цепи возбудител , выполн ющие роль первичной обмотки датчика 10 тока ротора в переходных режимах при протекании по ним отрицательной полуволны тока .ротора. Защитные резисторы выполн ют роль ограничител  тюков короткого замыкани  при подаче возбуждени , а также ускор ют гашение пол  обмотки возбуждени  при синхронизации машины с малым моментом сопротивлени  на валу. В случае необходимости аналогичное сопротивление может быть включено 8 цепь другого тиристора пуско-защитной цепи. Так как фазы 23  кор- ной цепи могут иметь достаточно боль-25 шое сопротивление, то защитные резисторы могут в р де случаев не использоватьс . При пуске машины, с моментом сопротивлени  на валу схема подачи возбуждени  может быть упррщена за счет исключени  блоков самосинхронизации , элементов ИЛИ, И, т.е. осуществить подачу возбуждени  только в функции скольжени  . Использование предлагаемого устройства дл  возбуждени  бесщеточных синхронных машин позвол ет пос.редст вом простой схемы осуществить подачу возбуждени  в функции скольжени  и при необходимости в функции углово го положени ротора, обеспечива  миж-1мальное врем  синхронизации, производить автоматическое управление возбуждением в различных режимах, осуществл   отключение машины или , сигнализацию. Все это повышает надеж ность работы машины и по вл етс  воз можность использовать данное изобретение в машинах с вращающимс  выпр мителем , выполненным по мостовой схе ме. . Формула изобретени  1. Устройство дл  возбуждени  бес щеточной синхронной машины, содержащее возбудитель 1еременного тока,

    корна  цепь которого через выпр митель подключена к обмотке возбуждени  синхронной машины, силовой орган управлени , включенный на зажимы  корной цепи синхронной машины, пуско-защитную цепь, подключенную параллельно обмотке возбуждени  синхронной машины,и схему подами возбуждени , включающую последовательно соединенные между собой преобразователь сигнала, усилитель, блок синхронизации и исполнительный орган, блок . сброса, выход которого подключен к одному из входов исполнительного органа , а вход блока сброса подключен к одному из выходов исполнительного органа , источник питани  обмотки возбуждени  возбудител  и внешний узел управлени  и защиты, отличаю-.

   щ е е с   тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей, возбудитель снабжен дополнительной обмоткой, расположенной в магнитной Системе его индуктора по поперечной оси, и дополнительно введен блок управлени , а блок сброса снабжен трем  дополнительными входами.й-одним дополнительным выходом, причем дополнитель-. нд  обмотка подключена к входу .преобразовател  сигнала, выход исполнительного органа схемы подачи возбуждени  .соединен с источником питани  через блок управлени , первый из дополнительных входов блока сброса подключен к выходу преобразовател  сигнала, второй дополнительный вход блока сброса соединен с выходом усилител  схемы подачи возбуждени , а третий дополнительный вход блока сброса подключен к выходу внешнего узла управлени  и защиты, дополнительный выход блока сброса соединен с управл ющим входом силового органа ynpiaBлени .
2. 2.Устройство по п. t, отличающеес  тем, что в него дополнительно введен блок защиты от перенапр жени , включенный параллельно обмотке возбуждени  возбудител .
3. 3.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что выпр митель возбуждени  выполнен по мостовой схеме соединени  вентилей, пускозащитна  цепь выполнена на тиристорах , подключенных к двум фазам  корной цепи возбудител .

   9 917287 10

   Источники информации,2. Устройство тиристорного возбуприн тые во внимание при экспертизедител . Техническое описание и инст1 . Лазарев Б.М. и др. Внедрениерукцм  по эксплуатации 1 ТЛ.579.046.

   упрощенных схем пуска и защиты высо-ТО. М., 1977ковольтных синхронных двигателей.5 3. Патент США № 3582735,

   М., Машиностроение, 19б9, с.Чб.кл. 318-176, 1971.