Система энергоснабжения Советский патент 1984 года по МПК H02P9/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для возбуждения и регу лирования тока возбуждения электрических синхронных машин.

Известна система энергоснабжения, в которой для самовозбуждения fn -фазного явнополюсного синхронного генеipaTopa используется энергия третьей и основной гармоник поля генератора путем применения согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена в разомкнутый m-фазный угольник, выЬоды и вершины которого подсоединены к двухфазному мостовому выпрямителю и к (т - 1).-фазному . мостовому выпрямителю, а нулевые выводы якорной обмотки генератора и трансформатора соединена через конденсатор 1 .

Недостатки этой системы -. сложность конструкции, наличие согласующего трансформатора, что особенно усложняет систему возбуждения для высоковольтных машин, наличие конденсатора и сложность настройки составляющей w-ой гармонической фазного напряжения синхронного генера- . тора при помощи этих конденсаторов.

Известна система энергоснабжения, в которой также используется энергия третьей и основной гармоник поля путем применения дополнительной обмотки,, выполненной на утроенное число пар полюсов в-которой индуктйруется ЭДС третьей и более высоких частотiкроме того, для пополнения недостачи энергии возбуждения . (при холостом ходе машины и малых токах нагрузки) в поле дополнительной обмотки вводится энергия поля ооновНЬй частоты за счет выключения из схемы фазы обмотки части ее витков или катуцю. Полученные таким образом две дополнительные обмотки с{)едИ йяются через выпрямители на стороне постоянного тока или включаются последова-тельно на переменном токе и через выпрямитель возбуждают синхронную машину во всех режимах 2 .

К недостаткам- такой системы возбуждения следует отнести сложность конструктивного выполнения дополнительных обмоток, обеспечение необходимого соотношения разночастотных ЭДС, обуслрвливакяцих характер саморегулирования возбуждения путем подбора дополнительных катушек второй дополнительной об;мотки, что снижает надежность работы.:

Наиболее близкой по технической . сущности к предлагаемой являетбя система энергоснабжения, содержащая синзфонную электрическую машину с основной якорной обмоткой, дополнительной якорной обмоткой, расположенной на том же магнитопроводе, что и основная, обмотку возбуждения(

соединенную с выходом управляемого двухполупериодного выпрямителя, вход переменного тока которого связан с выводами дополнительной якорной обмотки, управляющие выводы вентилей выпрямителя связаны с выходом регулятором тока возбуждения, измерительные входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения синхронной электрической машины, а вход питания регулятора тока возбуждения связан с выводами дополнительной якорной обмотки зЗ .

Недостатки известной систег ял наличие синхронного возбудителя с вращакхцимся диодным преобразователем а при использовании ее для возбуждения непосредственно синхронного генератора в режиме короткого закыкания потребуется большое число последовательно включенных витков на фазу дополнительной обмотки, при этом снижается Нещежность синхронной машины и неоправданно завьвиается ЭДС основной частоты, а мощность дополнительной обмотки должна быть рассчитана обеспечение полной мощности возбуждения синхронного генератора.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы системы энергоснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что в систему энергоснабжения, содержащую синхронную электрическую машину с основной якорной обмоткой, дополнительной якорной обмоткой, расположенной на том же магнитопроводе, что и основная якорная обмотка, и обмоткой возбуждения, соединенной с выходом управляемого двухполупериодного основного выпрямителя вход переменного тока которого связан с выводами дополнительной якорной обмотки, а управляющие выводы вентилей выпрямителя связаны с выходом регулятора тока возбуждения, измерительные входы которого соедине-ны с выходами датчиков тока и напряжения синхронней электрической машины, причем вход питания регулятора тока возбуждения связан с выводами дополнительной якорной обмотки, введен пороговый блок, дополнительная якорная обмотка выполнена с тем же числом фаз и на то же число пар поЛ1бсов, что и основная якорная обмотка и индуктивно связана с ней, фазы дополнительной якорной обмотки соединены в открытый треугольник , парсшлельно выходу основного выпрямителя включена дополнительная ветвь из двух последовательно соединенных управляемых вентилей вход переменного тока одного из плечей моста основного выпрямителя соединен с одним из выводов разомкнутой фазы ОТК1Л1ТОГО треугольника дополнительной якорной обмотки, вход

переменного тока другого плеча моста основного выпрямителя - с одним из узлов общих точек соединения фаз дополнительной якорной обмотки, общая точка соединения анода и катода вентилей дополнительной ветви подключена к выводу другой разомкнутой фазы открытого треугольника допол-. нительной якорной обмотки, измерительный вход порогового блока связан с выходрм по крайней одного из датчиков тока или напряжения, управляющий выход порогового блока. связан с управляющими электродами управляемых вентилей, соединенных с разомкнутыми фазами дополнительной якорной обмотки, причем вход питания порогового блока соединен с выводами разомкнутых фаз открытого треугольника дополнительной якорной обмотки.

На чертеже приведена принципиальная схема системы энергоснабжения.

На статоре машины расположена основнай якорная обмотка 1, дополнительная якорная обмотка 2, соединенная в открытый треугольник, выпалненная на основную частоту с максимальными улавливанием высших.гармоник. К выводам одной из фаз дополнительной обмотки подсоединен однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель 3. Выводы открытого треугольника дополнительной якорной обмотки подключены к одному из плечей управляемого выпрямителя 3 и к общей точк соединения вентилей 4 и 5 дополнительной ветви. Обмотка б возбуждения синхронной электрнческой машины подключена к выходу постоянного тока управляемогр выпрямителя 3. Управление вентилями 7-10 выпрямителя 3 осуществляется с управляющего выхода 11 регулятора 12 тока возбуждения, питание которого производится от одной фаз дополнительной якорной обмотки 2. Измерительный вход 13 регулятора 12 тока возбуждения соединен с выходами датчиков 14 тока и датчика 15 напряжения якорной обмотки 1 синхронной электрической машины Пороговый блок 16 своим измерительным входом 17 связан с выходом по крайней мере одного из датчиков 14 или 15, а управляющим выходом 18 подключен к управляющим электродам вентилей 4 и 5 дополнительной ветви

и 9 и 10 выпрямителя 3. Питание блока 16 осуществляется с -выводов разомкнутых фаз дополнительной якорной обмотки 2.

Система энергоснабжения, работает следующим образом.

При нормальной работе синхронной электрической машины питание обмотки 6 возбуждения осуществляется через однофазный двухполупериодный управляек&лй выпрямитель 3 от фазы дополнительной якорной обмотки 2. Коррексшя напряжения на зажимах синхронной электрической машины обеспечивается воздействием регулятора 12 тока возбуждения путем регулирования угла

зажигания вентилей 7-10. В аварийных режимах, таких как снижение напряжения питания синхронной электрической машины в режиме двигателя или короткое замыкание в режиме генератора, требуемый ток возбуждения обеспечивается за счет ЭДС высших гармоник поля (в основном третья), наводимых

:в фазах дополнит ьной якорной обмот ки 2. На выводах открытого треугольника ЭДС высших гармоник поля суммируется от трех фаз. дополнительной обмотки и выпрямляется однофазным двухполупериодным управляемым выпрямителем, состояцим из вентилей 9 и 10 управляемого выпрямителя 3 и вентилей 4 и 5 дополнительной ветви. Управление данными вентилями обеспечивается дополнительным блоком

,16. Две фазы дополнительной обмотки могут быть рассчитаны на кратковременную работу т-олько на время короткого замыкания генератора или режима форсировки двигателя.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить блок регулирования возбуждения системы энергоснабжения, так как синхронизация импульсов управления в -каждом из .режимов ее работы обеспечивается с той же частотой, что и напряжение питания выпрямителя обмотки возбуждения. Кррме того, за счет того, iTO дйе фазы дополнительной обмотки могу рассчитываться только из режима кратковременной работы электрической машины в аварийном режиме, их можно выполнять с меньшими массо-габаритными показателями .

СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, содержащая синхронную электрическую машину с основной якорной обмоткой, дополнительной якорной обмоткой, расположенной на том же магнитопроводе, что и основная якорная обмотка, и обмоткой возбуждения, соединенной с выходом управляемого двухполупериодного основного выпрямителя, вход переменного тока которого связан с выводами дополнительной якорной обмотки, а управляющие выводы связаны с выходом регулятора тока возбуждения, измерительные входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения синхронной электрической машины, вход питания регулятора тока возбуждения связан. с выводами дополнительной якорной обмотки,отличающаяся тем, что, с целью упрощения и повы шения надежности, в.нее введен пороговый блок, дополнительная якорная обмотка выполнена с тем же числом фаз и На то 5ке число пар полюсов, что и основная якорная обмотка и индуктивно связана с ней, фазы дополнительной якорной обмотки соединены в открытый треугольник, параллельно выходу основного выпрямителя включена дополнительная ветвь из двух последовательно соединенных управляемых вентилей, вход переменного тока одного из плечей моста основного выпрямителя соединен с одним из выводов разомкнутой фазы открытого треугольника дополнительной якорной обмотки, вход переменного тока другого плеча моста основного выпрямителя соединен с одним из узлов общих точек соединения фаз дополнительной якорной обмотки, общая точка соединения анода и катода вентилей дополнительной ветви подключена к выводу другой разомкнутой фйзы открытого треугольника дополнительной якорной обмотки, измерительный вход порогового блока связан :о ;о с выходом по крайней мере одного из датчикоб тока или нгшряжения, управляющий выход порогового блока связан :о с управляющими электродами управляемых вентилей, соединенных с разомvj ;кнутыми фазами дополнительной якорной :л обмотки, причем вход питания порогового блока соединен с выводами разомкнутых фаз открытого треугольника дополнительной якорной обмотки.