Высоковольтный вентильный электродвигатель Советский патент 1987 года по МПК H02P6/20 H02K29/06 

телем 6. Второй вход ЛКЭ 22 связан с выходом датчика 14 положения ротора синхронного двигателя 1. Введение указанных блоков обеспечивает ферывание выпрямленного тока на межкоммутационном интервале работы низковольтного зависимого инИзобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным, вентильным электродвигателям с низковольтными преобразователями частоты, и может быть использовано для пуска мощных высоковольтных синхроннных машин, питаемых от низковольтных преобразователей частоты со звеном постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности работы высоковольтного вентильного электродвигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема высоковольтного электродвигателя; на фиг. 2 - блок-схема счетчика по модулю т, при на фиг. 3 - то же, при на фиг. 4 - блок-схема первого логического ключевого элемента; на фиг. 5 - блок-схема второго логического ключевого элемента.

Высоковольтный вентилье ый электродвигатель (фиг. 1) содержит высоковольтную синхронную машину , якорная обмотка которой подключена через силовой высоковольтный согласующий трансформатор 2 к выходу- низковольтного т-фазного зависимого инвертора 3, силовой вход которого через датчик 4 тока и дроссель 5 соединен с выходом низковольтного т-фазного выпрямителя 6, силовой вход которого через другой силовой высоковольтный согласующий трансформатор 7 подключен к высоковольтной сети переменного тока, блок 8 управления выпрямителем 6, вход которого подключен к выходу блока 9 регулирования тока, к первому входу которого подключен выход задат- чика 10 тока, к второму входу - первый выход узла 11 управления пуском, а к третьему входу - выход датчика 4 тока. К выходу датчика 4 тока подключен нуль- индикатор 12. Первый вход блока 13 управления зависимым инвертором 3 соединен с выходом датчика 14 положения ротора, второй вход - с вторым выходом узла 11 управления пуском, третий которого соединен с входом блока 15 управления возбудителем. При этом вспомогательный выход блока 13 управления зависимым инвертором подключен к первому входу узла 16 гашения тока, к второ.му входу которого подключен второй выход узла 11 управления пуском, к первому входу ковертора 3 с частотой, исключающей насыщение высоковольтного согласующего трансформатора. Введение ЛКЭ 22 исключает бестоковые паузы в момент прерывания выпрямленного тока. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

торого подключен выход узла 16 гашения тока. К второму входу узла 11 управления пуском подключен выход узла 17 формирования бестоковой паузы, а к третьему входу узла 11 - выход датчика 18 частоты вращения. Кроме того, электродвигатель содержит счетчик 19 по моду.тю т, формирователь 20 импульсов, первый 21 и второй 22 логические ключевые элементы.

Q Узел 16 гашения тока снабжен дополнительным входом, который подключен к первому выходу второго «тогического ключевого элемента 22, второй выход которого подключен к узлу 17 формирования бестоковой паузы, а вход блокировки подключен к вы5 ходу нуль-индикатора 12 и соединен с первым входом счетчика 19, выход которого соединен с первым входом узла 16 гашения тока, а второй вход подключен к выходу первого логического ключевого элемента 21, основной вход которого подключен

через формирователь 20 импульсов к выходу блока 8 управления выпрямителем, а вход блокировки подсоединен к выходу узла 16 гашения тока, при этом основной вход второго логического ключевого элемента 22

5 связан с выходом датчика 14 положения ротора.

Счетчик 19 по модулю т (фиг. 2 и 3) содержит двоично-десятичный счетчик 23 импульсов, выходы KOTOpoi O соединены с соответствующими входами блока 24 логичес0 ки-х преобразований, первый вход которого дополнительно соединен с вторым счетным входом двоично-десятичного счетчика 23 импульсов, установочный и первый счетный входы которого являются соответственно первым и вторым входами счетчика 19

5 по модулю т, а выход блока 24 логических преобразований является выходом счетчика 19 по модулю ш.

Блоки логических преобразований 24 и 25 (фиг. 2, 3), а также блоки логических

ключевых элементов 21 и 22 (фиг. 1, 4 и 5) выполнены на логических элементах И-НЕ. Высоковольтный вентильный электродвигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии синхронная машина 1 (фиг. 1) обесточена. При поступ5 лении команды «Пуск с помощью задат- чика 10 тока задается требуемый уровень

тока в звене постоянного тока преобразователя, который контролируется датчиком 4 тока и регулируется блоком 9. Блоки управления выпрямителем 8 и инвертором 3 через соответствующие усилители импульсов обеспечивают установку требуемых углов управления и опережения управления, а также очередность перекоммутации тиристор- ных групп выпрямителя 6 и инвертора 3 в соответствии с заданными исходными параметрами и режимом работы. Необходимый уровень тока возбуждения синхронной машины 1 обеспечивается возбудителем и его блоком 15 управления.

В связи с тем, что при пуске вентильного электродвигателя, а также при работе его в режиме малой частоты вращения (а)0,5(он) величина противо-ЭДС синхронной мащины недостаточна для осуществления естественной коммутации тиристоров зависимого инвертора 3, производится искусственная их коммутация путем кратковременного перевода выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим по сигналам датчика 14 положения ротора с помощью блоков: узла 11 управления пуском, узла 16 гаще- ния тока, узла 17 формирования бестоковой паузы и нуль-индикатора 12. Так как частота следования сигналов датчика 14 положения ротора жестко связана со ско0

ростью вращения ротора двигателя 1, то при пуске и в режиме малой скорости возможно насыщение силового согласующего трансформатора 2 постоянным током. Для исключения указанного явления осуществляют искусственное прерывание тока в звене постоянного тока с помощью блоков: формирователя 20, первого 21 и второго 22 логических ключевых элементов и счетчика 19 по модулю т, а также с помощью блоков 12, 17, II и 16, обеспечивающих управление выпрямителем 6 и инвертором 3.

На выходе формирователя 20 импульсов формируется последовательность импульсов,

5 образующихся при поступлении на его вход сигналов управления с выхода блока 8 управления выпрямителем 6, которые через основной вход логического ключевого элемента 21 поступают на первый счетный вход счетчика 19 по модулю ш.

Счетчик 19 по модулю (фиг. 2), выполненный, например, на двоично-десятичном счетчике 23 импульсов и блока логических элементов И-НЕ, работает следующим образом.

5 При поступлении управляющего сигнала на счетный вход счетчика изменяется состояние его выходов, которое приведено в таблице.

После прохождения шестого сигнала формирователя 20 имнульсов (при ) на выходе счетчика 19 появляется логическая единица, которая, попадая на вход узла 16 гашения тока, запускает его в работу.

Узел 16 гашения тока, воздействуя через узел 11 управления пуском на блок 8 управления выпрямителем 6, переводит выпрямитель 6 в глубокий инверторный режим. Узел 16 своим выходным сиг налом блокирует также выход логического ключевого элемента 21 (фиг. 5), исключая попадание сигналов формирователя 20 на счетный вход счетчика 19.

После спадания тока в звене постоянного тока до величины У,,05/,/„ срабатывает нуль-индикатор 12, который своим выходным импульсом воздействует через второй логический ключевой элемент 22 на узел 16 гашения тока, дает команду на снятие гашения тока и перевод выпрямителя 6 в режим выпрямления.

Одновременно выходной импульс нуль-индикатора 12 поступает и на установочный вход двоично-десятичного счетчика 23

Продолж. таблицы

0

(фиг. 2), возврашая его в исходное состояние и процесс снова повторяется.

При срабатывании датчика 14 положения ротора его управляющий импульс поступает на вход блока 13 управления ин- вертор ом и на основной вход логического ключевого элемента 22. В результате блокируется первый выход последнего (фиг. 4) и подготавливается к работе его второй выход, а от блока 13 управления инвер- 5 тором запускается узел 16 гашения тока. Своим выходным сигналом узел 16 воздействует через узел 11 на блок 13 управле-. ния выпрямителем и дает команду на перевод выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим. Узел 16, воздействуя па бло- кируюш.нй вход первого логического ключевого элемента 21, исключает подачу управ- ляюш,их импульсов на счетчик 19.

После перевода выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим и спадания тока до величины 0,05 /й„ срабатывает нуль-индикатор 12, который своим выходным импульсом возврашает счетчик 19 в исходное состояние и через логический блок 22

0

5

запускает узел 17 формирования бестоковой паузы. Узел 10 определяет длительность бестоковой паузы, необходимой для восстановления вентильной прочности тиристора инвертора 3. Задним фронтом своего выходного импульса узел 17 формирования бестоковой паузы дает команду узлу 11, узлу 16 гашения тока и блоку 13 управления инвертором на снятие гашения тока, на перевод выпрямителя в режим выпрямления и на перекоммутацию тиристоров инвертора 3. После снимаются блокировки с выходов логических ключевых элементов 21 и 22 и счетчик 19 снова включается в работу.

При достижении частоты вращения 0,05(он по сигналу датчика 18 скорости блокируются первый и второй входы узла управления пуском и инвертор 3 переводится в режим естественной коммутации тиристоров.

При (фиг. 3) устройство работает аналогично, только счетчик 19 срабатывает после прохождения двенадцатого счетного сигнала формирователя 20 импульсов.

Таким образом, введение в высоковольтный вентильнь й электродвигатель дополнительной цепи из последовательно соединенных формирователя 20 импульсов, первого логического ключевого элемента 21 и счетчика 19 по модулю т обеспечивает прерывание выпрямленного тока на- межкоммутаторном интервале работы низковольтного т- фазного зависимого инвертора 3 с частотой, исключающей насыщение силового высоковольтного согласующего трансформатора, а введение второго логического ключевого элемента 22 исключает бестоковые паузы в моменты прерывания выпрямленного тока, что повышает надежность работы высоковольтного вентильного электродвигателя.

Формула изобретения

1. Высоковольтный вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, якорная обмотка которой подключена через силовой высоковольтный согласующий трансформатор к выходу низковольтного т-фазного зависимого инвертора, силовой вход которого через датчик тока и дроссель соединен с выходом низковольтного фазного выпрямителя, силовой вход которого предназначен для подключения через другой силовой высоковольтный согласующий трансформатор к высоковольтной сети переменного тока, блок управления выпрямителем, вход которого подключен к выходу блока регулирования тока, к первому входу которого подключен выход задат- чика тока, а к второму входу - первый выход узла управления пуском, к третьему входу блока регулирования тока - выход датчика тока, к которому подключен вход нуль-индикатора, блок управления зависимым инвертором, первый вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, второй вход блока управления завиQ симым инвертором - с вторым выходом узла управления пуском, третий выход которого соединен с входом блока управления возбудителем, вспомогательный выход блока управления зависимым инвертором подключен к первому входу узла гашения то5 ка, к второму входу которого подключен второй выход узла управления пуском, к первому входу которого подключен выход узла гашения тока, к второму входу узла управления пуском - выход узла формирования бестоковой паузы, а к третьему входу узла управления пуском -- выход датчика частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, введены счетчик по модулю /и, формирователь импульсов, первый .погический

5 ключевой элемент с двумя входами и второй логический ключевой элемент с двумя входами и двумя выходами, а узел гашения тока снабжен дополнительным входом, который подключен к первому выходу второго логического ключевого элемента, второй

0 выход которого подключен к узлу формирования бестоковой паузы, первый вход второго логического ключевого э.чемента подключен к выходу нуль-индикатора и соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с первым входом узла гашения

5 тока, а второй вход указанного счетчика подключен к выходу первого логического ключевого элемента, первый вход которого подключен через формирователь имну.пьсов к выходу блока управления выпрямите. 1ем.

0

а второй вход подсоединен к выходу узла

гашения тока, при этом второй вход второго логического ключевого элемента связан с выходом датчика положения ротора.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что введен блок логических нреобразований, а счетчик по модулю т выполнен в виде двоично-десятичного счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока логических преобразований, первый вход которого дополнительно соединен с торым счетным входом двоично-десятичного счетчика, установочный и первый счетный входы которого являются соответственно первым н вторым входами счетчика по модулю т, а выход блока логических преобразований является выходом счетчика по модулю -т.

Г

I

ФигЛ

Г

.J

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является ноЕИчИнепие надежности. Указанная цель достигается тем, что в высоковольтный вентильный электродвигатель введены счетчик (С) 19 по модулю т, два логических ключевых элемента (ЛКЭ) 21 и 22, а узел 16 гаи1ения тока снабжен дополнительным входом, подключенным к нервому выходу ЛКЭ 22. Второй выход ЛКЭ 22 соедннен с узлом 17 формирования бестоковой паузы. Первый вход ЛКЭ 22 подключен к выходу нуль- органа 12 и первому входу С 19. Выход С 19 соединен с первым входом узла 16 гашения тока, а второй вход С 19 - с выходом ЛКЭ 21. Первый вход ЛКЭ 21 подключен через формирователь 20 нмнуль- сов к выходу блока 8 управления выпрямиto (Л