Устройство для управления фототиристорами вращающегося выпрямителя возбудителя Советский патент 1985 года по МПК H02K19/36 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство синхронизации выполнено в виде датчика, число связанных со статором чувствительных элементов которого равно числу излучателей, а число связанных с валом сигнальных элементов равно числу фотоприемников, причем сигнальные элементы расположены равномерно в пределах угла 360°-.

3. Устройство по ПП.1 и 2, отличающееся тем, что излучатели размещены в обойме, укрепленной с возможностью поворота в пределах двойного полюсного деления возбудителя.

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФОТОТИРИСТОРАМИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ВОЗБУДИТЕЛЯ, содержащее связанные с валом фотоприемники, выполненные в виде коллекторных световодов, число приемных окон которых равно числу плеч выпрямителя, и связанные со статором сигнальные элементы, выполненные в виде излучателей, число которых равно числу пар полюсов Р возбудителя и которые расположены с возможностью оптического контакта с приемными окнами световодов через воздушный зазор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено устройством синхронизации и генераторами накачки и запуска в количестве, равном числу излучателей, выход каждого из генераторов подключен к излучателю, управляющий вход каждого генератора подключен к одному из выходов устройства синхронизации, а фотоприемники расположены равномерно в пределах угла, равного 360°-. (Л 00 00 00 1C

Изобретение относится к электротехнике, а именно электрическим машинам, и может быть использовано в электрических машинах с враш,аюш.имися фототиристорными выпрямителями возбуждения. Цель изобретения - повышение надежности устройства. На фиг. 1 представлена принципиальная схема бесщеточного возбудителя с вращающимся фототиристорным выпрямителем; на фиг. 2 - устройство управления фототиристорами вращающегося выпрямителя возбудителя; на фиг. 3 - то же, сечение в поперечной плоскости на фиг. 2; на фиг. 4 - схема устройства управления фототиристорами вращающегося выпрямителя в совмещенном положении одного из неподвижных излучателей с одним из вращающихся приемных окон в момент передачи импульса управления; на фиг. 5 - временные диаграммы следования световых импульсов управления фототиристорами вращающегося выпрямителя, поступающих через вращающиеся приемные окна устройства управления; на фиг. 6- временные диаграммы следования импульсов, поступающих на неподвижные излучатели; на фиг. 7 - устройство синхронизации, предназначенное для согласования работы устройства управления с напряжением, питающим вращающийся выпрямитель. Устройство управления фототиристорами 1 вращающегося выпрямителя 2 возбудителя 3 содержит связанные с валом 4 фотоприемники, выполненные в виде коллекторных световодов 5, число приемных окон 6-11 которых равно числу плеч выпрямителя 2, и связанные со статором 12 сигнальные элементы, выполненные в виде излучателей 13-18, число которых равно числу пар полюсов Р возбудителя 3 и которые расположены с возможностью оптического контакта с приемными окнами 6-11 световодов 5 через воздушный зазор. Устройство управления снабжено устройством 19 синхронизации и генераторами 20 накачки и запуска в количестве, равном числу излучателей. Выход каждого из генераторов 20 накачки и запуска подключен к излучателю, управляющий вход каждого генератора накачки и запуска подключен к одному из выходов устройства 19 синхронизации, а фотоприемники расположены равномерно в пределах угла, равного 360° Ц5 Устройство 19 синхронизации выполнено в виде датчика, число связанных со статором 12 чувствительных элементов 21 которого равно числу излучателей, а число связанных с валом 4 сигнальных элементов 22 равно числу фотоприемников, причем сигнальные элементы 22 расположены.равномерно в пределах угла 360°-. Излучатели и чувствительные элементы размещены в обоймах 23, укрепленных с возможностью поворота в пределах двойного полюсного деления возбудителя 3. Устройство управления на фиг. 1-7 соответствует конкретным условиям, заключающимся в том, что якорь 24 синхронного генератора имеет трехфазную обмотку, вращающийся выпрямитель 2 - мостовую схему выпрямления, частота вращения якоря составляет об/с (1500 об/мин), а частота напряжения якоря д 150 Гц. Число пар полюсов Р п Устройство управления содержит по числу плеч вращающегося выпрямителя 2 шесть приемных окон, каждое со своим коллекторным световодом, разветвляющимся на параллельные фототиристоры 1 каждого плеча, укрепленные на валу 4. Неподвижные излучатели 13-18 в количестве Р н -6, каждый со своим генератором 20 накачки и запуска, расположены в обойме 13, в плоскости, перпендикулярной оси вала 4, и распределены равномерно по окружности с зазором относительно вращающихся приемных окон 6 коллекторных световодов 5.

Вращающиеся приемные окна 6-11 расположены на валу 4 в поперечной плоскости концентрично его оси и распределены равномерно в пределах угла

360° 300°.

Для значений частот я 150Гц и п 25 об/с одному периоду напряжения якоря (т. е. 360 эл. град.) соответствует поворот вала на 60° геометрических. Для мостовой схемы выпрямления на каждый период изменения напряжения якоря требуется шесть импульсов управления, еле-дующих равномерно с интервалом в 60 эл. град., и этому интервалу соответствует поворот вала на 10° геометрических.

Как видно из фиг. 2 и 3 оптическая связь между приемными окнами 6-11 вращающихся коллекторных световодов 5 и неподвижными излучателями 13-18 осуществляется только в те моменты времени, когда при вращении они поочередно через каждые 10° геометрических совмещаются в пары.

На схематическом изображении передачи световых импульсов (фиг. 4) неподвижные излучатели 13-18 расположены в одной плоскости равномерно через 60° геометрических, а вращающиеся приемные окна 6-11 расположены в той же плоскости равномерно через 50° геометрических в секторе круга 300°.

На фиг. 4 зафиксирован момент, когда вращающееся приемное окно 6. в положении совмещено с неподвижным излучателем 13 и осуществляется передача первого импульса управления в течение первого периода изменения напряжения якоря 24, условно отсчитываемого от изображенного фиксированного момента.

Второй импульс управления в этом периоде передается через 60 эл. град. (т. е. через 10° геометрических поворота вала 4), когда вращающееся приемное окно 6 совмещается с неподвижным излучателем 14.

Последний щестой импульс управления в этом периоде напряжения якоря 24 пе-редается при повороте вала 4 на 50° геометрических, когда вращающееся приемное окно 6 совмещается с неподвижным излучателем 18.

При дальнейщем повороте вала 4 на 10° геометрических начинается второй период изменения напряжения якоря 24, вращающееся приемное окно 6 совмещается теперь уже с неподвижным излучателем 14, от которого передается первый импульс управления второго периода, и вообще с каждым последующим периодом напряжения якоря 24 одноименные импульсы управления передаются от последующих неподвижных излучателей.

Изображенным на фиг. 5 и 6 импульсам

присвоены номера излучателей 13-18

и приемных окон 6-11, через которые эти

импульсы проходят, поочередно вступая

г в оптический контакт.

Как видно из фиг. 5, по коллекторным световодам 5 каждого из вращающихся приемных окон 6 -11 импульсы управления следуют равномерно по одному на период изменения напряжения якоря 24 (или

для принятых выще условий по щесть равномерно следующих импульсов на оборот вала), а импульсы управления, соответствующие соседним вращающимся приемным окнам 6, смещены друг относительно

5 друга на 60 эл. граД;

Для обеспечения равномерных последовательностей импульсов управления, передаваемых на вращающиеся коллекторные световоды 5, на неподвижные излучатели 13-18, как показано на фиг. 6,

за один оборот вала 4 должны поступать импульсы в виде серии, в пределах которой они следуют равномерно, а с каждым последующим оборотом вала 4 между сериями импульсов следуют паузы.

5 Таким образом, порядок следования импульсов на временной диаграмме, соответствующей любому из неподвижных излучателей 13-18, повторяет порядок совмещения вращающихся приемных окон 6-11 с данным неподвижным излучателем при поочередном образовании оптической связи в процессе вращения вала 4. Импульсы, подаваемые на неподвижные излучатели 9, должны поступать в моменты совмещения их с вращающимися приемными окнами. Поэтому устройство управления фототиристорами враща(ощегося выпрямителя должно работать совместно с устройством 19 синхронизации, которое является задающим для генераторов 20 накачки и запуска.

Устройство 19 синхронизации (фиг. 7)

содержит чувствительные элементы 21, равномерно и концентрично расположенные вокруг вала 4, их сигнальные элементы 22, расположенные на валу 4 концентрично и

5 равномерно в пределах секторного угла, равного тому секторному углу, в котором равномерно размещены на валу 4 приемные окна 6-11 с коллекторными световодами 5 и который для принятых выще конкретны,х

Q условий в отношении схемы обмотки якоря возбудителя, схемы выпрямления, частоты вращения и частоты напряжения якоря составляет 300° геометрических.

Действие устройства 19 синхронизации заключается в том, что при вращении вала 4 в чувствительных элементах 21 при поочередном прохождении мимо них сигнальных элементов 22 за каждый оборот вырабатываются серии импульсов синхронизации с последующей паузой, причем количество импульсов в серии равно числу сигнальных элементов 22, которое соответствует числу плеч вращающегося фототиристорного выпрямителя 2. Порядок следова- g ния импульсов в серии повторяет порядок прохождения сигнальных элементов 22 мимо чувствительных элементов 21, а интервалы между импульсами синхронизации соседних чувствительных элемент,ов соответствуют для принятия выще условий 60 эл. град.

//////////У/7/////Л,

15

Фиг. 6

фиг.5

иг.7