УСТРОЙСТВО НАЧАЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1994 года по МПК H02P9/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам начального возбуждения электрических машин, и может быть преимущественно использовано для стартового возбуждения генератора переменного тока, в том числе и в автономной энергетике, на основе использования остаточной намагниченности.

Известно устройство, содержащее основной и вспомогательный тиристоры и схему управления на транзисторе, динисторе с цепочкой управления, однофазном выпрямителе с фильтром, подключенным к фазным выводам электрической машины, выход которой подключен к цепям управления вспомогательного тиристора [1] кроме того включающее полууправляемый мостовой выпрямитель в цепи дополнительной обмотки машины переменного тока и схему управления основными тиристорами.

Рассмотренное техническое решение не обеспечивает необходимой чувствительности к малым напряжениям генератора переменного тока, а так же заданный уровень отключения ввиду потерь на выпрямителе, транзисторе и добавочном резисторе и нестабильности характеристик динистора в сочетании с повышенной инерционностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее дроссель насыщения, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона, соединенного анодом с анодом вентильного элемента, а второй вывод - к аноду второго диода, третий диод, подсоединенный анодом к катоду вентильного элемента, основной тиристор, четвертый диод, первый и второй выводы устройства для подключения к фазным выводам генератора переменного тока, третий и четвертый выводы устройства для подключения соответственно к отрицательному и положительному выводам обмотки возбуждения генератора переменного тока. Первый резистор, первый вывод которого соединен с третьим выводом устройства [2], кроме того включающее ячейки управления по числу тиристоров выпрямителя, каждая из которых дополнительно содержит диод, включенный последовательно с балластным резистором, катодную и анодную группу диодов, подключенные к ячейкам управления и стабилитрону, соединенному последовательно с регулировочным резистором.

Рассмотренное техническое решение сложно, имеет низкую чувствительность к малым входным напряжениям и высокий уровень от отключения, что препятствует практическому использованию его для начального возбуждения генератора переменного тока.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства к малым напряжениям генератора переменного тока и обеспечение отключения устройства после начального возбуждения, что позволит автоматизировать процесс возбуждения генератора переменного тока.

Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем дроссель насыщения, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона, соединенного анодом с анодом вентильного элемента, второй вывод - к аноду второго диода, третий диод, подсоединенный анодом к катоду вентильного элемента, основной тиристор, четвертый диод, первый и второй выводы устройства для подключения к фазным выводам генератора переменного тока, третий и четвертый выводы устройства для подключения соответственно к положительному и отрицательному выводам обмотки возбуждения генератора переменного тока, первый резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом устройства, введены второй, третий резисторы и дополнительный резистор, причем отрицательный вывод обмотки возбуждения через второй резистор подключен к анодам основного и дополнительного тиристоров, катод основного тиристора соединен с вторым выводом устройства и анодом четвертого диода, подсоединенного катодом к четвертому выводу устройства, а управляющий электрод - с катодом дополнительного тиристора, второй вывод первого резистора непосредственно подключен к первому выводу дросселя насыщения, второй вывод которого через третий резистор подключен к катоду третьего диода, катод второго диода подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства начального возбуждения генератора переменного тока; на фиг. 2 - диаграммы изменения магнитного состояния дросселя насыщения; на фиг. 3 - согласование характеристик устройства и регулятора напряжения.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 фазные выводы генератора переменного тока, отрицательный 3 и положительный 4 выводы обмотки возбуждения, основной тиристор 5, четвертый диод 6, дополнительный тиристор 7, дроссель 8 насыщения, второй диод 9, стабилитрон 10, вентильный элемент 11, первый резистор 12, третий диод 13, третий резистор 14, второй резистор 15.

На фиг. 2: а - исходное магнитное состояние сердечника дросселя насыщения, б - промежуточное магнитное состояние в течение цикла перемагничивания, в - момент начала формирования сигнала управления, г - граничное промежуточное магнитное состояние.

На фиг. 3 приняты обозначения: U_в - напряжение возбуждения, U - напряжение генератора, U₁ - остаточное напряжение, U₂ - напряжение включения регулятора напряжения, U₃ - напряжение отключения устройства; 1 - характеристика устройства начального возбуждения, II - фрагмент характеристики регулятора напряжения.

Устройство начального возбуждения генератора переменного тока содержит дроссель 8 насыщения, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона 10, соединенного анодом с анодом вентильного элемента 11, а второй вывод - к аноду второго диода 9, третий диод 13, подсоединенный анодом к катоду вентильного элемента 11, основной тиристор 5, четвертый диод 6, первый 1, и второй 2 выводы устройства для подключения к фазным выводам генератора переменного тока, третий 3 и четвертый 4 выводы устройства для подключения соответственно к отрицательному и положительному выводам обмотки возбуждения генератора переменного тока, первый резистор 12, первый вывод которого соединен с первым 1 выводом устройства, второй 15, третий 14 резисторы и дополнительный тиристор 7.

Отрицательный вывод обмотки возбуждения через второй резистор 15 подключен к анодам основного 5 и дополнительного 7 тиристоров, катод основного тииристора 5 соединен с вторым выводом 2 устройства и анодом четвертого диода 6, подсоединенного катодом к четвертому выводу 4 устройства, а управляющий электрод - с катодом дополнительного тиристора 7. Второй вывод первого резистора 12 непосредственно подключен к первому выводу дросселя насыщения 8, второй вывод которого через третий резистор 14 подключен к катоду третьего диода 13, катод второго диода 9 подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора 7.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Вход устройства 1, 2 подключен к фазным выводам генератора переменного тока, а выход 3, 4 соединен с обмоткой возбуждения генератора и включен параллельно управляемому выпрямителю регулятора напряжения. Параметры основных элементов схемы выбраны таким образом, что остаточное напряжение генератора переменного тока насыщает сердечник дросселя насыщения 8, благодаря чему отпираются тиристоры 7, 5 и указанное напряжение прикладывается к обмотке возбуждения.

Выбор параметров стабилитрона 10 и третьего резистора 14 определяют начало регулирования, основанного на перемагничивании дросселя насыщения 8 по полупериодам. В один полупериод ток размагничивания протекает по цепи 1, 12, 8; 14, 13, 2, что вызывает перемещение точки отражающей магнитное состояние на диаграмме фиг. 2, из положения I в положение II.

В следующий полупериод за счет действия цепочки 1, 12, 10, 11, 2 магнитное состояние дросселя насыщения 8 перемещается в точку в, где формируется сигнал управления тиристорами 7, 5. Угол управления тиристорами пропорционален положению точки б, которое в свою очередь зависит от приложенного напряжения. Точка г на диаграмме является граничной и соответствует напряжению U₃ на фиг. 3, что соответствует отключению устройства и передаче функции возбуждения штатному регулятору возбуждения. Параметры устройства должны обеспечивать его срабатывание при значениях ниже U₁, обеспечивать характеристику возбуждения генератора переменного тока, а напряжение отключения U₃ быть выше порога срабатывания U₂ регулятора напряжения.

Использование: в электротехнике, в частности в устройствах начального возбуждения электрических машин для стартового возбуждения генератора переменного тока, в том числе и в автономной энергетике, на основе использования остаточной намагниченности. Сущность: для повышения чувствительности устройства к малым напряжениям генератора переменного тока и обеспечения отключения устройства после начального возбуждения устройство снабжено дросселем насыщения, тремя резисторами, четырьмя диодами, основным и дополнительным тиристорами, имеет два вывода для подключения к фазным выводам генератора переменного тока и два вывода для подключения к обмотке возбуждения генератора параллельно управляемому выпрямителю регулятора напряжения. Дроссель насыщения используется для управления дополнительным тиристором устройства. 3 ил.

УСТРОЙСТВО НАЧАЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее дроссель насыщения, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона, соединенного анодом с анодом вентильного элемента, а второй вывод подключен к аноду второго диода, третий диод, подключенный анодом к катоду вентильного элемента, основной тиристор, четвертый диод, первый и второй выводы устройства для подключения к фазным выводам генератора переменного тока, третий и четвертый выводы устройства для подключения соответственно к отрицательному и положительному выводам обмотки возбуждения генератора переменного тока, первый резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительного устройства и малым напряжением генератора переменного тока и обеспечения отключения устройства после начального возбуждения, введены второй и третий резисторы и дополнительный тиристор, причем отрицательный вывод обмотки возбуждения через второй резистор подключен к анодам основного и дополнительного тиристоров, катод основного тиристора соединен с вторым выводом устройства и анодом четвертого диода, подключенного катодом к четвертому выводу устройства, а управляющий электрод - с катодом дополнительного тиристора, второй вывод первого резистора непосредственно подключен к первому выводу дросселя насыщения, второй вывод которого через третий резистор подключен к катоду третьего диода, катод второго диода подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора.