SU983966A1 - Устройство дл возбуждени синхронной электрической машины - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУ5{ЩЕНИЯ СИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относитс  к электроте нике и может ,быть использовано в электроприводе с синхронным электродвигателем , примен емым во всех отрасл х народного хоз йства, где используетс  этот тип электродвигател . Известно устройство дл  возбуждени  электрической синхронной машины, содержащее управл емый полупроводниковый преобразователь напр жени , в котором гашение пол  возбуждени  синхронной машины достигаетс  с помо щью дополнительной -о.бмотки, создающей встречное поле Ql. Однако.дополнительна  обмотка и схема ее питани  усложн ет устройств Известно также устройство дл  возбуждени  синхронной электрической машины, содержащее тиристорный преоб разователь напр жени , предназначенный дл  питани  синхронной электрической машины, в котором гашение пол  возбуждени  синхронной машины достигаетс  переводом тиристорного преобразовател  в инверторный режим, при котором в цепь обмотки возбуждени  синхронной электрической машины вводитс  встречна  ЭДС, а пусковые режимы и защита обмотки возбуждени  синхронной машины от перенапр жени  в этих режимах достигаетс  применением пускозащитной цепи, составленной из встречно параллельно вк.шоченных тиристоров, соединенных с разр дным резистором 23. Однако режим форсированного гашени  пол  возбуждени  в этом устрой-стве не может быть осуществлен, при коротких Зс1мыкани х, сопровождгиощихс  глубокой посадкой напр жени  или его исчезновением из-за отсутстви  коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшени  ее величины. Наличие пускозащитной цепи и необходимость контрол  тока в ней перед синхронизацией электрической машины tэлектродвигател ) во.избежание перегрева разр дного резистора током возбудител  снижает надежность и усложн ет устройство., Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению  вл етс  устройство дл  возбуждени  синхронной электрической машины, содержащее мостовой преобразователь с управл емыми вентил ми, предназначенный дл  подключени  к обмотке возбуждени  синхронной электрической машины, узел гашени  пол  возбуждени , выполненный на последовательно соединенных , между собой гас щем тиристоре и конденсаторах, последний из которых зашунтирован: диодом в. провид щем дл  гас щего тиристора направлении , и гокоограничивающую цепь, соетавленную из последовательно соединенных между собой, стабилитрона, диода и разр дного резистора, сво одный вывод которого подключен к общей точке соединени  конденсаторов узла гашени , а. анод стабилитрона через ключ св зан с управл ющим электродом гас щего тиристора и его блоком управлени , подключенным к блоку управлени  вентил ми мостового преоб разовател 

Однако наличие дополнительного источника дл  зар дки первого конденсатора усложн ет устройство и сни жает его надежность, а шунтирование второго конденсатора стабилитроном или подобным ему злементом замедл ет процесс гашени  пол  возбуждени . Управление вспомогательным тиристоро от падени  напр жени  на дополнитель ном резисторе, включенном последовательно с обмоткой возбуждени  синхронной электрической машины, также усложн ет устройство и увеличивает потери электроэнергии. Управление вспомогательным тиристором от  кор . электрической машины требует наличи  дополнительного преобразовател , что также ведет к усложнению схемы устройства , а при наличии внутренних

коротких замыканий в  коре устройст во оказываетс  неработоспособным.

Цель изобретени  - упрощение и повышение КПД синхронной электрической машины.0 .

Указанна  цель обеспечиваетс  тем что в узел гашени  пол  возбуждени  введен второй диод, катод которого подключен к точке соединени  конденсаторов узла гашени , а анод - к плю совому выводу мостового преобразовател , с которым соединен катод гас щего тиристора, свободный вывод пос .леднего конденсатора узла гашени  подключен к минусовому выводу мостового преобразовател , а обща  точка соединени  разр дного резистора и анода диода токоограничивающей цепи подключена к аноду гас щего тиристоР Кроме того, в устройство введен пускозар дный резистор, включенный между общей точкой соединени  конденсаторов и катодами диодов узла гашени . ,

На фиг.1 представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  возбуждени синхронной электрической машины; на фиг.2 - схема включени  пускоэар дного резистора.

Устройство дл  возбуждени  синхро ной электрической машины (электродвигател ) с обмоткой 1 возбуждени  содержит мостовой преобразователь 2 с управл емыми вентил ми, выводами подключенный к обмотке возбуждени  электродвигател , узел гашени  пол  возбуждени , выполненный на последовательно соединенных гас щем тиристоре 3 -и конденсаторах 4 и 5, подклю ченный параллельно мостовому преобразователю , при этом катод гасЯщего тиристора 3 подключен к плюсовому выводу мостового преобразовател , а свободныйвывод конденсатора 5 - к минусорому выводу мостового преобра|зовател . Конденсатор 5 узла гашени эашунтирован диодом б в провод щем дл  гас щего тиристора на 1равлении. Диод 7 узла гашени  катодом подключен к точке соединени  конденсаторов 4 и 5 узла гашени , а анодом - к плюсовому выводу мостового преобразовател  2.

Токоограничивающа  цепь образованна  последовательно соединенными Между собой стабилитроном 8, диодом 9 и разр дным резистором 10, свободный вывод которого св зан с точкой соединени  конденсаторов 4 и 5 узла гашени , а анод стабилитрона через ключ И св зан с управл ющим электрюдом гас щего тиристора 3 и 12 управлени  гас щим тиристором, соединенным с блоком 13 управлени  вентил ми мостового преобразовател  2. Обща  точка- соединени  анода диода 7 и разр дного резистора 10 токоограничивающей цепи св зана с анодом гас щего тиристора 3.

Между катодами шунтирующих диодов узла гашени  и его конденсаторами может быть включен пускозар дный резистор 14 (фиг.2).

Предварительно зар женный конденсатор 5 узла гашени  пол  предназначен дл  прерывани  тока преобразовател  2 с управл емыми вентил ми и исопльэуетс  как автономный (независиквай ) источник отпирающего сигнала дл  управлени  гас щим тиристором 3 при нормальных и аварийных режимах Конденсатор 4 предназначен дл  введени  в цепь обмотки 1 возбуждени  встречной ЭДС и быстрого снижени  тока в обмотке возбуждени . Таким образом, прерывание тока возбудител  с управл емой катодной группой (мостового преобразовател ) и процесс ггиаени  пол  могут оптимизироватьс  соответствующим выбором емкости конденсаторов узла .гашени , поскольку эти функции разграничены.,

Диод 6 обеспечивает предварительный ар д конденсатора 5. Диод 7 обеспечивает разделение-функций, выполн емых конденсаторами 4 и 5, Кроме того, конденсаторы 4 и 5, диода 6 и 7 выполн ют функции пускоэащитной цепи. Величина емкости конденсаторов может быть равной или отличатьс  в отнсчаении 1:4 в любую сторону (больше или меньше).

Разр дный резистор 10 огр.аничивает степень разр да конденсатора при подаче сигнала на управл ющий электрод тиристора 3, обеспечивает положительный потенциал на аноде гас щего тиристора 3 и снижает остаточный зар д с конденсатора 4 после окончани  процесса гашени  пол  возбуждени . Кроме того, разр дный ре (Зистор позвол ет увеличить входной момент синхронной электрической машины . В этом случав величина указанного резистора принимаетс  в пределах (10 - 20) ROB / активное сопротивление обМотки Joзбyждeни .

Устройство работает сл-едукицим образом .

На врем  асинхронного запуска синхронной электрической машины снимаютс  управл ющие импульсы с катодной группы управл емых вентилей мостового преобразовател  2 блоком 13, а ключом 11 -замыкаетс  цепь управлени  гас щим тиристором 3.

Одна полуволна пускового тока от . ЭДС обмотки возбуждени  замыкаетс  через диод 6, конденсатор 4, зашунтированный резистором 10, и гас щий тиристор 3, управл емый в функции ЭДС ротора электрической машины через цепь управлени  обмотка возбуждени  1 - диод 6 .- разр; дный резис- ,. ТОР 10 - диод - стабилитрон 8 - ключ 11 управл ющий электрод тиристора 3 - обмотка 1 возбуждени . Друга  полуволна пускового тока замыкаетс  через диод .7 и конденсатор 5, обеспечива  предварительный зар д последнего с указанной на чертеже пол рностью напр жени . Кроме того, зар д конденсатора 5 происходит привключении преобразовател  2 по цепи плюсовой вывод преобразовател  2 - диод 7 - конденсатор 5 - минусовый вывод преобразовател  2.

При достижении ротором подсинхронной скорости блок 12 размыкает ключ 11 в цепи управлени  тиристора 3, а блок 13 подает управл ющие импульгсы на катодную группу.управл емых вентилей преобразовател  2, что приводит к по влению тока в обмотке вдзбуждени  и вт гиванию электродвигател  в синхронизм.

Форсированное гашение магнитного пол  осуществл етс  следукицим образом .

Iчс помощью блока 13 снимаиотс  управл ющие импульсы с катодной группы управл емых вентилей преобразовател  2, одновременно блок 12 замыкает

ключ 11 в цепи управлени  гас щим тиристором 3, и на управл ющий электрод последнего поступает включающий сигнал от предварительно зар женного конденсатора 5 по цепи плюсова  обкладка конденсатора 5 - резистор 10 - диод 9 - стабилитрон 8 - ключ 11 управл ющий электрод гас щего тиристора 3 - обмотка 1 возбуждени  - минусова  обкладка конденсатора 5. Пос0- ле включени  гас щего тиристора 3 происходит запирание преобразовател 

2с управл емыми вентил ми по цепи плюсова  обкладка конденсатора 5 - конденсатор 4 и разр дный резистор

5 10 - гас щий тиристор 3 - провод щие вентили преобразовател  2 - минусова  обкладка конденсатора 5. Одновременно происходит обмен зар дом между конденсаторами 5 и 4 и на последнем

Q по вл етс  напр жение, которое направлено встречно току возбуждени , что приводит к резкому уменьшению тока в контуре, образованном обмоткой 1 возбуждени , конденсатором 5, зашунтиро5 ванным диодом 7, конденсатором 4, гас щим тиристором 3, обмоткой 1 возбуждени ..

При достижении током возбуждени  нулевого значени  выключаетс  тиристор 3 и на этом процесс гашени  пол 

0 возбуждени  заканчиваетс . Зар женный конденсатор 4 разр жаетс  на резистор 10. Остаточный зар д с конденсатора 5 снимаетс  по цепи плюсова  обкладка конденсатора 5 - резистор

5

10- диод 9 - стабилитрон 8 - ключ

11- управл кнций электрод тиристора

3- обмотка 1 возбуждени  - минусова  обкладка конденсатора 5, в результате чего схема приходит в исходное состо ние. ,

Введение в устройство пускозар. дного резистора 14 позвол ет повыситьбыстродействие гашени  пол  возбуждени , так как он оказываетс  включенным последовательно с конденсатором ,

4.Величина сопротивлени  резистора 14 составл ет (1 - 6)Йоэ Кроме того резистор 14 предназначен дл  ограничени  зар дного тока конденсатора 5 и уменьшени  посто нной составл ющей в кривой пускового тока при различной емкости конденсаторов 4 и

5.,- .

Применение изобретени  позволит

55 упростить схему устройства дп  возбуждени  синхронной электрической машины за счет искдпочени  пускозаи тной цепи и использовани  несимметричного тиристорного возбудител , снизить потери, что обеспечит повышение КПД электрической машины, снизить величины динамического и термического значений токов короткого замыкани  за счет сокращени  времени гашени 

Claims (3)

1. 63 пол  возбуждени  электрической , что приводит к уменьшению стоимости и массогабаритных показателей устройства ДЛЯ возбуждени  синхронной электрической машины. Формула изобретени  1. Устройство дл  возбуждени  синхронной электрической машины, содержащее мостовой преобразователь с управл емыми вентил ми, предназначен ный дл  подключени  к обмотке возбуж дени  синхронной электрической машины , узел гашени  пол  возбуждени  выполненный «на последовательно ссади ненных между собой гас щем тиристоре . и конденсаторах, последний из которых зашунтирован диодомв провод щем дл  гас щего тиристора направлении, токоограничивающук цепь, составленную из последовательно соединенных между собой стабилитрона, диода и разр дного резистора, свободный выард которого подключен к общей, точке соединени  конденсаторов узла гашени , а анод стабилитрона через ключ св зан с управл ющим электродом гас щего тиристора и его блоком управлени , подключенным к блоку управлени  вентил ми мостового преобразовател , отличающеес  тем. что, с целью упрощени  и повышени  КПД синхронной электрической машины, в узел гашени  пол  возбуждени  введен второй диод, катод которого подключен к точке соединени  конденсаторов узла гашени , а анод - к плюсовому выводу мостового преобразовател , с которым соединен катод гас щего тиристора, свободный вывод последнего конденсатора узла гашени  подключен к минусовому выводу мостового преобразовател , а обща  точка соединени  разр дного резистора и анода диода токоограничивающей цепи подключена к аноду гас щего тиристора . 2 о Устройство по п.1отличаю щ е е с   тем, |Что в него введен пускозар дный резистор включенный между общей точкой соединени  конденсаторов и катодами диодов узла гашени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 2005679, кл. 21 21, 1973.
2. 2.Соколов М.М. Автс 1атизированный электропривод общепроквзв ленных механизмов, М., Энерги , 1976, с.391-393.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 650196, кл. Н 02 Р 9/12, 1975. -

   Ul.2