Устройство для управления возбуждением синхронной машины Советский патент 1987 года по МПК H02P9/12 H02P9/14 

Из()Г))( Т(Ч1ис относится к у.чектротехпике и может быть исполь:и)вано в системах ио бужления синхронных электрических машин, преимущественно для форсировки возбуждения синхронных электроприводов, работающих с резкоиеременной нагрузкой и ири посадках напряжения в питающей сети.

Це, изобретения является повьиненне динамической устойчивости синхронной машины за счет увеличения быстродействия (|)орсировки возбуждения.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления возбуждением синхронной машины содержит иуско- ;|:пигиун) цепь 1, подключенную паралле.чь- но об.могк. возбуждения 2 синхрог1ной M;I- niHfii, ;, мостовой выпрямитель 4 с уирав- ,1Я1 М1 1ми тиристорами в катодной группе и Йодами в анодной, вьгходом иодключеи- парал. кмьно цускоза1цигной цени I, грун пу разд1мительных диодов о, анодами под- к,1К1Ч1 Ниьгч к входу мостового выпрямите- ,:я 4, а об 1)единенными катодами после- дона гс. пию че)ез коммутирующий тиристор (i с уп)ав. 1яю1цей цепью 7 и форсирующий кон- и-нсато) 8 подключенных к общим катодам гиристоро.ч мостового выпрямителя 4, дат чмки наи)яжения 9 и тока 10, входами ,анные с силовыми цепями статора синх- )ониой машины 6, зарядный б.чок 1 I и ;пупти)ук)|ций тирисгор 12 с пусковой ц( l-i, ,.)че}1пые пара.1ле.лык) форсируК)а1,ему коид(.ч)сат(;ру 8, блок 14 уирав.тения .мое lOBi.iM выпря.мителем 4, выходом иодключен- .Ч1,|й через управляемые ключи 15 к уп- |iai ,. 1Я1О1ПИМ ч. ект 1одам тир11ст())ов мост()- lioio 1 ьц|рямиiе.|я 4, а входом через датчик I () Moninov TH к .1атчика.м напряжения 9 и И), два KjporoBbrx б.юка 17 и 18, нход пор()гг)во1о блока 17 соединен с дом дагчика i) напряжения, вход норо- ювого б.кжа 18 соединен с вьгчодом датчика 10 тока. Выходы rKjporcjBfJx блоков 17 и 18 иодк.чючены к блоку 19 фор- с|1)овки возбуждения, первый выход которого связан с управляющими ключами 15, а второй с управляющей 1епью 7 ком- iyTHfi ющего тиристора 6.

Усг ойство д.чя управления возбуждением синхронной мац1ины работает следую- П1ИМ об)азом.

В исходном состоянии при синхронном ходе маи1ины . юк в обмотке 2 воз буждения опреде.чяется уровнем сигналов датчиков напряжения 9, тока 10 и .мощности И), а также начальной установкой уг- .la управления мостовы.м выпрямителем 4. Мри гом цредпо.чаг ается, чтс; ток в ста- цепи и в обмотке 2 возбуждения не п)евын1ает номинальных значений во избежание перегрева синхронной .мащииы. Фор- си)ую1ций конденсатор 8 заряжен от зарядного блока I1 напряжением с полярностью, указа1Н(ой на чертеже.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При ударном при;южении нагрузки на вал синхронной ман1ины 3 нроисходит всплеск тока в статорной цепи, в результате чего на выходе датчика 10 тока ноявляется сигнал, Если уровень этого сигнала превыщает уровень сигнала срабатывания порогового блока 18, то последний срабатывает и воздействует на вход блока 19 фореировки возбуждения.

Блок 19 форсировки возбужде}|ия кратковременно воздействует на управляемые ключи 15 и на управляющую цепь 7 коммутирующего тиристора 6. Управляемые ключи 15 снимают управляющие импульсы е тиристоров катодной группы мостового выпрямителя 4, а на управляющий электрод коммутирующего тиристора 6 подается вклю- сигна. управляющей цепи 7. Включается коммутирующий тиристор 6 и встреч- iiiiiM ГОКОМ предварите.1ьно заряженного форсирующего конденсатора 8 принудительно запирается катодная ipynna тиристоров .мос- ToBoi o выпря.мигеля 4.

После запирания тиристс ров катодной мостовогх) выцрямите,1Я 4 образуется (ччедующий копгур возбуждения: питающая сеть переменного тока -- группа раз- де.чительных диодов 5ком.мутирующий

тиристор бфорсирующий конденсаго|) 8обмотка 2 возбуждения - диоды анодной группы мостового преобразователя 4 - питающая сеть неременного тока. При этом группа разделительных диодов 5 повышает выпрямленное нап()яжение мостового выпрямителя .U) максимально возможного, т.е. играет )о. 1ь ()}ореировочной I руины.

Емкость форсирующегг конденсатора 8 компенсирует индуктив)ость контура возбуждения и разряжается в нем, что приво- .1ИГ к практически м. 1К)венному нарастанию тока в об.мотке 2 возбуждения до наперед заданного значения. достижения на перезаряжающемся форсирующе.м конденсаторе 8 заданного значения напряжения пробивается пороговый элемент пусковой цепи 13, включается щунтируюпый тиристор 12 и форсируюпшй конденсатор 8 выводится из контура возбуждения. При этом образуется новый контур возбуждения: пи- гаю|дая сеть пере.менного тока - группа разделительных диодов 5 - коммутирующий тиристор б - шунтирующий тирис- то) 12 - обмотка 2 возбуждения - диоды анодной группы мостового выпрямителя 4 - питающая сеть переменного тока, в результате чего ток ь обмотке возбуждения опрелтеляется форсировочным значением напряжения мостовою преобразователя 4.

Одновременно с ударным приложением нагрузки к валу синхронной машины 3 с датчиков напряжения 9 и тока 10 выходные сигналы поступают на вход датчика 16 мощности, преобразован)(ый выходной сигнал которого воздействует на блок 14 управления мостовым вьнгрямителем 4. )лок 14 фор.ми

рует и устанавливает необходимый угол управления тиристорами мостового выпрямителя 4 в соответствии с изменившимся режимом работы синхронной машины 3.

Блок 19 форсировки возбуждения после воздействия на управляющую цепь 7 и управляемые ключи в течение короткого времени, достаточного для надежного включения коммутирующего тиристора б и запирания тиристоров катодной группы мостового выпрямителя 4, первым выходом замыкает управляемые ключи 15, а вторым выходом через управляющую цепь 7 снимает включающий сигнал с управляющего электрода коммутирующего тиристора G. На управляющие электроды тиристоров мостового вы- прямителя 4 подаются управляющие сигналы с выхода блока 14 управления мостовым выпрямителем 4 через управляемые ключи 15.

Включается катодная группа тиристоров мостового выпрямителя 4, которая щунтиру- ет проводящую ток цепь, состоящую из последовательно включенных разделительных диодов 5, коммутирующего тиристора 6 и шунтирующего тиристора 12. При этом положительным потенциалом перезаряженного форсирующего конденсатора 8 выключается коммутирующий тиристор бив дальнейшем ток в обмотке возбуждения регулируется системой автоматического регулирования возбуждения, воздействующей через датчики напряжения 9, тока 10 и мощности 16 на блок 14 управления мостовым выпрямителем 4.

В случае посадки напряжения в питающей сети ниже допустимого уровня, определяемого по выходу датчика 9 напряжения, срабатывает пороговый блок 17, выход кото- рого воздействует на блок 19 форсировки возбуждения. В дальнейшем все операции, связанные с регулированием тока возбуждения, производятся аналогично описанным.

При использовании предлагаемого устройства возможно повышение быстродейст- ВИЯ режима форсировки возбуждения в 10-15 раз по сравнению с известными устройствами при одном и том же потолке форсировочного возбуждения преобразова

0

5

0

5

0

теля с целью удержания синхронной ма- щины в синхронизме при значительных ударных нагрузках продолжительностью от доле до единиц секунд, а также при снижениях напряжения в питающей сети, сопровождающих короткие замыкания.

Формула изобретения

Устройство для управления возбужде- ние.м синхронной машины, содержащее пус- козащитную цепь, предназначенную для подключения параллельно обмотке возбуждения синхронной мащины, мостовой выпря- .митель с управляемыми тиристорами в катодной группе и диодами в анодной, выходом подключенный параллельно пускоза- щитной цепи, группу разделительных диодов, анодами подключенных к входу мостового выпрямителя, а объединенными катодами подключенных последовательно через коммутирующий тиристор с управляющей цепью и форсирующий конденсатор к общим катодам тиристоров мостового выпрямителя, датчик напряжения и тока, блок управления мостовым выпрямителем, блок форсировки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической устойчивости синхронной машины, дополнительно введены зарядный блок, шунтирующий тиристор, пусковая цепь, подключенная к управляющему электроду и аноду щунтирующего тиристора, датчик мощности, два пороговых блока, управляемые ключи, при этом зарядный блок и шунтирующий тиристор подключены параллельно форсирующему конденсатору, выхо.т, блока управления мостовым выпрямителем подключен через управляе.мые ключи к управляющим электродам тиристоров мостового выпрямителя, а вход блока управ.пения через датчик мощности - к датчикам }1апряжения и тока, входы пороговых блоков соединены с выходо.м датчиков тока и напряжения соответственно, а их выходы подключены к входам блока форсировки возбуждения, первый выход которого соединен с управляемыми ключами, второй - с управляющей цепью коммутирующего тиристора.

Изобретение относится к электроте.х- нике. Целью изобретения является повышение динамической устойчивости синхронной машины. Указанная цель достигается введением в устройство для управления возбуждением синхронной машины зарядного блока 11, шунтирующего тиристора 12 с цепью управления 13, датчика 16 мощности, двух пороговых блоков 17, 18 и управляемых ключей 15. Устройство благодаря введению указанных элементов и УЗЛОВ позволяет повыS сл оо СП