Бесщеточный возбудитель синхронной машины Советский патент 1986 года по МПК H02K11/00 H02K19/38 G01R29/02 H02H7/125 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно, к системам контроля возбуждения преимущественно мощных синхронных электрических машин, и может быть использовано в ус- тройствах контрбля и защиты их бесщеточного возбудителя.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На фиг. 1 схематически изображено устройство бесконтактного контроля бесточного возбудителя с электромагнитными датчиками тока, имеющими двухпазовый, в качестве примера, Ш- образный магнитопровод, на фиг. 2 - электромагнитные датчики тока с двух- пазовым магнитопроводом, расположенные с зазором относительно вращающегося стального шихтованного сердечника; на фиг. 3 - изображены временные диаграммы ЭДС Е и В а. активных сторон обмотки датчика тока и временная диа- грамма их суммарного значения - ЭДС ЕП импульса сигнала, соответствующих одиночной шине с током, а также вре- менные диаграммы одного периода изменения фазных токов 1 j -g , Ip -. выпрямителя , на фиг. 4 изображена временная диа грамма последовательности импульсов 8( одного из датчиков тока за один оборот вала возбудителя.

Устройство для контроля содержит два датчика тока 1 с магнитопроводом с двумя пазами 2 каждый, в которых размещены обе активные стороны измерительной обмотки 3. На вращающемся валу возбудителя расположен шихтованный сердечник 4, имеющий пазы 5 с помещенными в них шинопроводами 6, соединяюш 1ми трехфазную обмотку якоря с плечами мостового выпрямител в которых последовательно вентилям включены предохранители.Датчики тока .., 1 установлены неподвижно с зазором относительно вращающегося шихтованно го сердечника 4.Угловое положение датчиков 1 фиксировано на неподвижной части возбудителя по совпадению времени следования шинопровода 6 с

интервалом времени протекания по нему тока, равного выпрямленному. Угол между датчиками равен 180 эл.град. Устройство содержит акже блок регистрации 7 вьщ|едших из -строя вентилей. Пазы 5 сердечника и пазы 2 магнито- провода токового датчика 1 выполнены в виде узких прорезей, при этом угол |Ь между прорезями пазов 2 датчика

5

10 15202

яj35

40

45

30

у . 55

122

тока 1 выполнен меньше половины угла

сС между соседними шинопроводами 6.

Устройство работает следующим образом.

В калодой активной стороне обмотки 3 датчика тока t наводится импульс ЭДС вращения, аналогичный тому, что и в обмотке датчика с однопаэовым магнитопроводом, а результируюпщй импульс ЭДС вращения обмотки, определяемый, как обычно, алгебраическим ;сложением ЭДС активных сторон в на- .правлении обхода по контуру обмотки, в амплитуде может достигать двойной величины амплитуды импульса ЭДС одной активной стороны.

Местоположение амплитуды импульса на оси времени соответствует при вращении сердечника 4 с шинопроводами 6 мгновенному положению проводящей шины напротив середины рабочей поверхности магнитопровода датчика тока 1 так, что в последовательности импульсов сигнала датчика тока 1 число импульсов за один оборот вала возбудителя равно числу шинопроводов б на вращающемся сердечнике 4, а полярность импульсов характеризует направление тока в шинопроводах 6. Отсутствие тока в шинопроводе 6,на вращающемся сердечнике 4 -характеризуется в последовательности импульсов сигнгчла датчика тока 1 отсутствием соответствующе г о импул ь с а,

Таким образом, импульсный сигнал используемого датчика тока 1 с двух- пазовым магиитопроводом однозначно отображает состояние вентильных цепей вращающегося выпрямителя.

Для уменьшения помех в составе сигнала датчика тока 1, как в виде обратных выбросов импульсов ЭДС вращения, так и в виде импульсов ЭДС трансформации, при следовании шинопроводов 6 в порядке их размещения на врашающемся сердечнике с минимальным углом меж,цу ниьш в 60 электрических и обратным чередованием фаз токов пазы 2 на вращающемся сердечнике 4 и на рабочей поверхности магнитопровода датчика тока 1 выполнены с открытием в виде узких прорезей- шлицов, а угол jb методу шлицами пазов на рабочей поверхности иагнитопровода датчика тока меньше половины дугового угла оС межд.у соседними шинопроводами 6 о

На временных диаграммах фиг. 3 одиночный импульс ff f, соответствует

3

перемещающейся вблизи датчика тока шине с выпрямленным током (. положительной полярности. В соседних шинах протекают токи i( и i противоположной полярности, изменяющиеся в момент формирования импульса . Форма импульса на временной диаграмме фиг.3 соответствует конфигурации магнито- провода датчиков тока 1 и вращающегося сердечника 4, изображенных на риг. 2.

Отношение амплитуды импульса вл к его обратному выбросу практически пегко обеспечивается численно равным 8-10 путем подбора уменьшенных зна- чений угла f) между шлицами пазов по отношению к неизменному по величине углуоС дуги рабочей поверхности маг нитопровода датчика тока.

Изображенная на фиг. 4 последова- тельность импульсов бп соответствуе 18 шинопроводам 6, соединяющим вращающийся мостовой выпрямитель с трехфазной, с щестью параллельными ветвями, обмоткой якоря обращенного сии- кронного генератора возбудителя,час- .TOtai напряжения которого по отношению к частоте вращения кратна трем.

Отсутствие некоторых импульсов в их последовательности (на фиг. 4 в качестве примера двух) означает,что соответетвующие плечи выпрямителя с неисправными вентилями разомкнуты с помощью последовательных вентилям предохранителей, а в соединенных с этими плечами шинопрсУводах 6 отсут- ствуют соответствующие полупериоды тока.

Устройство для бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя обеспечивает высокую точность контроля неисправных вентилей вращающегося выпрямителя и обладает существенно повьшенной эксплуатационной надежностью функционирования, что дает большой экономический эффект при эксплу- атации в составе бесщеточных систем возбуждения турбогенераторов мощностью 1000 МВт на атомных электростанциях. Простой мощного энергоблока из-за его останова по ложному срабатыванию устройства бесконтакт

5

o 5

5

0 5 0

0

124

ного контроля может за минимальное время, необходИ мое для подготовки последующего пуска, привести к недо- отпуску 16-20 млн КВтч электроэнергии.

Кроме того, в результате точного и автоматического срабатывания ус- тройства бесконтактного контроля оказывается возможным предотвратить развитие аварии в случае превышения предельно допустимого числа выходов из строя вентилей вращающихся выпря- чителей.

Формула изобретения

Бесщеточный возбудитель синхронной машины, содержащий расположенные на валу якорь, выпрямитель и устройство для бесконтактного контроля, .выполненное в виде шихтованного сердечника с пазами с помещенными в них шинопроводами, соединяющими обмотку якоря с плечами выпрямителя, в которых последовательно вентилям включены предохранители, два установленных на корпусе возбудителя с зазором относительно вращающегося сердечника с шинами электромагнитных датчиков тока, магнитопровод каждого из которых имеет паз и размещенную в пазу обмотку, и угловое положение которых на неподвижной части возбудителя фиксировано, а угол между ними равен 180 зл.град, и блок регистрации..вышедших из строя вентилей, отличающийся тем, .что, с целью повьщ1ения точности контроля, магнитопровод датчиков тока выполнен с. дополнительным пазом на рабочей поверхности, обращенной к вращающемуся сердечнику, в котором расположена активная сторона обмотки датчика, при этом пазы на вращающемся сердечнике и магнитопроводе датчиков тока выполнены в виде узких прорезей,угол между прорезями пазов магнитопро- вода датчиков тока выбран меньше поповины дугового угла между соседними шинопроводами.

во Йми/ние

fue.t

Изобретение относится к системам контроля возбуждения мощных синхронных электрических машин. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит расположенные на валу якорь, выпрямитель и устройство контроля, выполненное в виде шихтованного сердечника с пазами с помещенными в них щинопро- водами, соединяюш.ими обмотку якоря с плечами выпрямителя, в которых последовательно вентилям включены предохранители. На корпусе возбудителя установлены два электромагнитных датчика тока, магнитопровод каждого датчика имеет паз и обмотку. Магнитопровод датчиков тока выполнен с дополнительным пазом на поверхности, обращенной к сердечнику, в котором расположена активная сторона обмотки датчика. Устройство обеспечивает высокую точность контроля неисправных вентилей вращающихся выпрямителей, что предотвращает развитие аварии в случае превьшения предельно допустимого числа выходов из строя вентилей. 4 ил., i (Л to 4 СО

,s,

«ifl

-7

Jt

r

Д

-7

t

Offl

Sf

..4

Составитель В.Никаноров Редактор Н.Горват Техред И.Попович КорректорМ.Демчик

Заказ 1959/54 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4