Электропривод переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02P1/50 

дополнительная обмотка 21, а узел синхронизации снабжен выпрямителем 22, управляемым ключом 23 и цепочкой 24-26. При выпадении ротора из синхронизма в DB наводится ЭДС, которая поступает на управляющий переход ключа 23 и открывает его. По- роговы е элементы 8, 9 выключаются и отключают ОВ. В режиме циклической нагрузки пороговый узел регулирует угол открытия тиристоров и заИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления током возбуждения электрических машин, преимущественно для регулирования бесконтактных синхронных электродвигателей, работающих в системах автоматизированного электропривода с переменной нагрузкой. В этих условиях задачей устройства, регулирующего ток в обмотке возбуждения, является автоматизация процесса асинхронного пуска, регулирование тока возбуждения под нагрузкой и отключение обмотки возбуждения от источника питания при выпадении ротора электродвигателя из синхронизма с целью его повторной синхронизации.

Цель изобретения - повьапение надежности синхронизации и ресинхронизации ротора синхронного электродвигателя.

На чертеже представлена схема привода.

Электропривод переменного тока содержит синхронный.электродвигатель

1с обмоткой возбуждения, два вывода статорной обмотки которого предназ- для непосредственного подключения к фазным проводам сети, а третий - через первую первичную обмотку

2суммирующего трансформатора 3, вторая перйичная обмотка 4 которого предназначена для подключения к фаэ- ному и нулевому проводам сети через фазовращающую цепочку, состоящую из конденсатора 5 и резистора 6, обмотка возбуждения подключена к выходам полууправляемого ь остового вьтрями252891

дает величину тока в ОВ в функции тока статора и напряжения источника питания. Устр-во позволяет автоматически производить подключение ОВ к источнику питания при подсинхрон- ной частоте вращения ротора.и отключать ее при перегрузке. Таким образом, исключается появление пульсирующего тормозного момента и улучшаются условия пуска и самозапуска СЭ 1. 1 ил.

теля 7, управляющие переходы тиристоров которого через пороговые узлы, содержащие пороговые элементы (дини- сторы) 8 и 9, диоды 10 и 11, конденсаторы 12 и 13 и резисторы 14 и 15, соединены с вторичными обмотками 16 и 17 суммирующего трансформатора 3. Узел синхронизации содержит последовательно соединенные конденсатор 18,

первый резистор 19 и диод 20, катод которого подключен к положительному выводу полууправляемого мостового выпрямителя 7 и одному вьшоду обмотки возбуждения.

t

Кроме того, суммирующий трансформатор 3 снабжен дополнительной вторичной обмоткой 21, а узел синхронизации - выпрямителем 22, управляемым ключом 23 и цепочкой, состоящей из 1 двух последовательно соединенных второго 24 и третьего 25 резисторов и стабилитрона 26, при этом вьгооды дополнительной обмотки 21 подключены к входам выпрямителя 22, отрицательный вывод которого, первый вывод управляемого ключа 23 и анод стабилитрона 26 подключены к общему проводу первого резистора 19-и конденсатора :18, второй вывод которого соединен с катодом стабилитрона 26 и вторым выводом обмотки возбуждения, а положительный вывод вьтрямителя 22 соединен с вторым выводом управляемого

ключа 23 и выводом последовательно соединенных второго 24 и третьего 25 резисторов, к общему проводу которых подключен управляющий электрод ключа 23.

3

Электропривод работает следующим образом.

На клем1 1 А, В, С подается переменное трехфазное напряжение, которое поступает на статорную обмотку синхронного электродвигателя 1, входы полууправляемого мостового выпрямителя 7 и первичные обмотки 2 и А С5 мирующего трансформатора 3. В результате этого происходит асинхронный пуск электродвигателя и переменное напряжение, наведенное Б обмотке возбуждения, в одном полупериоде подается через диод 20, резисторы 19 и 25 на управляющий электрод ключа 23 и конденсатор 18, которьй заряжается до уровня,ограниченного стабилитроном 26.

Вместе с этим на управляющий электрод ключа 23 подается напряжение с вьтрямителя 22 через резистор 24. Управляемьш ключ 23 открывается и шунтирует дополнительную обмотку 2, ток в которой размагничивает магнитопровод суммирующего трансформатора 3. В следующем полупериоде диод 20 заперт и конденсатор 18 разряжается через резистор 25 и управляющий переход ключа 23 до величины, определяемой параметрами этой цепи и частотой напряжения в обмотке возбуждения.

Таким образом, в процессе асинхронного пуска дополнительная обмотка 21 работает в режиме короткого замыкания, вследствие чего величина ЭДС, наведенная в обмотках 16 и 17, учитывая постоянство действующих значений токов в первичных обмотках 2 и А, не достигает уровня включения динисторов 8 и 9. В резул тате этого на управляющие электроды тиристоров полууправляемого мостового выпрямителя 7 не поступают управляющие шпульсы и на обмотку возбуждения не подается напряжение.

С ростом частоты вращения ротора электродвигателя 1 величина напряжения в дополнительной обмотке 21 и част.ота напряжения в обмотке возбуждения уменьщаются, что приводит к снижений напряжения на конденсаторе 18, Величину резисторов 24 и 25, определяющих время разряда конденсатора 18, устанавливают такой, что величина напряжения снижается до уровня выключения управляемого ключа 23 при подсинхронной частоте вра

щения ротора. При этом, поскольку напряжение на конденсаторе 18 имеет пульсирующий характер и достигает минимального значения только в 5 полупериод появления отрицательной полярности напряжения на аноде диода 20, которому соответствует определенное положение ротора в магнитном поле якоря, момент выключения

to ключа 23 может быть согласован с

действием на ротор ускоряющего синхронизирующего момента, создаваемого током в обмотке возбуждения. При выключении ключа 23 резульt5 тирующий магнитный поток в магнито- проводе суммирующего трансформатора 3 увеличивается в напряжение во вто- ричньтх обмотках 16 и 17 заряжает конденсаторы 12 и 13 до уровня включе20 ния динисторов 8 и 9. Включение динисторов вызывает импульсный разряд конденсаторов 12 и 13 на управляющие переходы тиристоров, которые от- крьгааются, к на обмотку возбуждения

25 подается напряжение. Переменное включение динисторов 8 и 9,согласованное с появлением на аноде тиристоров полуволны напряжения положительной полярности, достигается в результате

30 подключения обмоток 16 и 17 к вьгео- дам конденсаторов 12 и 13 и управляющим переходом тиристоров в противо- фазе.

Амплитуда и длительность импуль, сов управления тиристоров в схеме устройства определяются напряжением включения динисторов 8 и 9, величиной емкости конденсаторов 1-2 и 13 и сопротивлением резисторов 14 и 15.

4Q Диоды 10 и 11, включенные последовательно с динисторами, предохраняют последние от обратного напряжения, появляющегося на конденсаторах 12 и 13 в процессе их перезаряда.

Согласование выходной характеристики устройства с заданной регулировочной характеристикой синхронного электродвигателя осуществляется изменением параметров фазовра-

50 щателей цепочки 5, 6 и подбором числа витков обмотки 2 в цепи тока статора синхронного электродвигателя.

В схеме данного устройства дли55 тельность времени заряда конденсаторов 12 и 13 значительно меньше времени перезаряда (при частоте напряжения источника питания 50 Гц

отношение этих времен равно -хЗО) , поэтому мощность импульсов тока управления при таком включении элементов может быть существенно больше проходной мощности суммирующего трансформатора.

Использование выв.еденной средней точки обмотки возбуждения позволяет в значительной степени упростить задачу согласования уровня напряжения необходимого для управления ключом 23, с напряжением, наведенным в обмотке возбуждения, поскольку в одном полупериоде выводы обмотки возбуждения, подключенные к вьшодам полууправляемого мостового выпрямителя 7, шунтируются диодами этого выпрямителя. Однако такое подключение целесообразно реализовать в бесконтактных синхронных электродвигателях,

Б том случае, когда для управления ключом 23 невозможно исполь- аовать напряжение, наведенное в обмотке возбуждения, для асинхронного пуска может быть использован другой вариант схемы узла синхронизации. С этой целью величину сопротивления резистора 24 устанавливают такой, что управляемый ключ 23 открывается от напряжения, наведенного в дополнительной вторичной обмотке 21 пусковым током статора, и закрывается при токе, соответст - вующём подсинхронной частоте вращения ротора синхронного электродвигателя. I

При выпадении ротора из синхронизма в обмотке возбуждения наводится ЗДС, полуволна которой через диод 20 и резисторы 19 и 25 поступает на управлякядий переход ключа 23. В результате этого управляемый ключ 23 открьгеается и происходит выключение пороговых узлов управления тиристоров, которые закрьгоаются и отключают обмотку возбуждения от источника переменного напряжения.

В случае использования схемы узла синхронизации без подключения к выведенной средней очке обмотки возбуждения включение ключа 23 происходит в результате возрастания тока статора и соответственно напряжения в обмотке 21, которое с выход выпрямителя 22 подается на управляющий электрод ключа 23.

После завершения процесса синхронизации ротора управляемый ключ 23 закрывается, при этом цепь дополнительной вторичной обмотки 21

размыкается и напряжение, наведенное в обмотках 16 и 17, через динисто- ры 8 и 9 в каждом полупериоде подается в виде импульсов на управляющие переходы тиристоров полууправляемого мостового выпрямителя 7.

Б режиме циклической нагрузки пороговый узел регулирует угол открытия тиристоров и соответственно задает величину тока в обмотке возбуждення в функции тока статора и напряжения источника питания. Функциональная связь-между нагрузкой на валу электродвигателя 1 и углом открытия тиристоров осуществляется

суммирующим трансформатором 3, первичные обмотки 2 и 4 которого включены в разные фазы трехфазной сети питания. Величина и фаза токов во

вторичных обмотках 16 и 17 и соот- ветственно напряжение на конденсаторах 12 и 13 в этом случае зависят от соотнощейия токов в первичных обмотках 2 и 4.

Суммирование двух токов,сдвину- тых по фазе более чем на К/2 и изменяющихся по величине, позволяет реализовать в блоке управления амплитудно-фазовый принцип регулирования угла открытия тиристоров и регули- ровать величину этого угла от О доТТ.

Изобретение позволяет автоматически производить подключение обмотки возбуждения синхронного электродвигателя к источнику питания при подсинхронной частоте вращения ротора и отключать ее при перегрузке или выпадении ротора из синхронизма. Таким образом, исключается появление пульсирукяцего тормозного момента и улучшаются условия пуска и самозапуска (ресинхронизации) электродвигателя при кратковременной потере напряжения в сети. Это обеспечивает более надежное функционирование электропривода.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения, причем два вывода статорной обмотки синхронного электродвигателя предназначены для непосредственного подключения к фазным проводам сети, а третий - через первую первичную обмотку суммирующего трансформатора,вторая первичная обмотка которого предназначена подключения к фазному и нулевому проводу сети через фазо- вращающую цепочку, а обмотка возбуждения подключена к выходам полууправляемого мостового вьтрямителя, управляющие переходы тиристоров которого через пороговые узлы соединен с вторичными дбмотками суммирующего трансформатора соответственно, узел синхронизации, выполненный в виде последовательно соединенных конденсатора, первого резистора и диода, катод которого подключен к положительному выводу полууправляемого мостового вьтрямителя и одному обмотки возбуждения, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью пов1Ы- шения надежности синхронизации и реРедактор И.Никсшайчук Заказ 4628/54

Составитель В.Тарасов Техред Л.Сердюкова

Корректор Т

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

синхронизации ротора синхронного электродвигателя, суммирующий трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, а узел синхрониза- Ьии - вьшрямителем, управляемьм клю- чом и цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго и третьего резисторов и стабилитрона при этом выводы дополнительной вторичной обмотки подключень к входам вьшрямителя, отрицательный вывод которого, первый вывод управляемого ключа и анод стабилитрона подключены к общему проводу первого резистора и конденсатора, второй вьгаод которого соединен с катодом стабилитрона и другим выводом обмотки возбуждения, а плюсовая клемма выпрямителя соединена с вторым выводом управляемого ключа и вьшодом последовательно соединенных второго и третьего резисторов, к общему проводу которых подключен управляющий электрод ключа.

Корректор Т.Колб

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления током возбуждения электрических машин. Цель изобретения - повышение надежности синхронизации и ресинхронизации ротора синхронного электродвигателя (СЭ) . Устр-во содержит СЭ 1 с обмоткой возбуждения (ОБ), суммируняций трансформатор 3, полууправляемый мостовой выпрямитель 7, пороговые элементы . 8, 9, узел синхронизации, выполненный на элементах 18-20. Введена