Электропривод переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P9/14 

(21)4135119/24-07

(22)01.10.86

(46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М,И. Арсеничева и Воль- ногорский завод электровакуумного стекла

() В.Б. Ниэимов, А.И. Лиманский, А.Г. Мусиенко, И.Т. Повстини В.А.Яровой

(53)621.34.313.333(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 922986, кл. Н 02 Р 9/14, 1980.

Лищенко А.И. Синхронные двигатели с автоматическим регулированием возбудителя. Киев. : Техника, 1969, с. 55, рис. 19.

(54)ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем улучшения

качества переходных процессов. С этой целью в электропривод переменного тока введены тиристорный коммутатор 13, подключенный параллельно регулировочному резистору 3 в цепи обмотки 2 возбуждения электромашинного возбудителя, трансформатор напряжения (ТН) 10, последовательно соединенные датчик 8 нагрузки и фазосдвигакщий блок 9. Выходы фазосдвигающего блока 9 подключены через первую вторичную обмотку ТН 10 к входу генератора импульсов (.ГИ) 11. Вторая вторичная обмотка ТН 10 соединена с входом ГИ 12. ГИ 11, 12 связаны с управляющими электродами и катодами коммутирующего и гасящего тиристоров 14, 15 коммута-S тора 13. В устройстве обеспечивается автоматическая регулировка возбуждения синхронного турбодвигателя при посадке напряжения в сети. 3 ил.

(Л

с:

4

го ISD

со сг

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для автоматического регулирования в ззбутвдения синхронных двигателей, преимущественно синхронных турбодвигателей с.электромашинным возбуждением.

Цель изобретения - повышение надеж HJoCTH улучшения качества переходных Процессов.

; На фиг. 1 приведена схема элект- }опривода; на фиг. 2 - пример выполнения схемы мостового фазосдвигаю- вдего блока; на фиг. 3 - принципиаль- ная схема генератора импульсов.

Электропривод содержит электро- йапгинный возбудитель 1 (фиг. 1) с обмоткой 2 возбуждения и регулировочным резистором 3, соединенным после- |довательно и подключенным параллельно к |якорю электромашинного возбудителя 1 и обмотке 4 возбуждения синхронного тур :бодвигателя 5,встаторную цепь которого включены трансформаторы тока 6 и на- пряжения 7, датчик 8 нагрузки, выход которого .подключен к фазосдвигающему блоку 9. В электропривод введены трансформатор 10 напряжения с первичной обмоткой, подключенной к питающей сет переменного тока, и с двумя вторичными обмотками, каждая из которых соответственно связана с первым 11 и вторым 12 генераторами импульсов, тирис- торный коммутатор 13, подключенный параллельно регулировочному резистору 3. Тиристорый коммутатор 13 составлен из коммутирующего 14 и гасящего 15 тиристоров, объединенных катодами, шунтирующего резистора 16 и шунтирующего диода 17, коммутирующего 18 и разделительного 19 конденсаторов, соединенных последовательно, и источника 20 зарядного напряжения. Катоды коммутирующего 14 и гасящего 15 тиристоров соединены с шунтирующим резистором, 16, второй вьгеод которого подключен к регулировочному резистору 3-й якорю злектромащинного возбудителя 1. Анод коммутирующего тиристора 14 объединен с анодом шунтирующего дио да 17, коммутирующим конденсатором 18 и минусовым выводом источника 20 зарядного напряжения и подключен к общей точке соединения регулировочного резистора 3 и обмотке 2 возбужде- кия. Катод пгунтирующего диода 17 подключен к плюсовому выводу источника 20 зарядного напряжения и к обшей точ

.

.Q

г

2п25 -5

35

50

ке соединения коммутирующего 18 и разделительного 19 конденсаторов.Анод гасящего тиристора 15 соединен с вторым выводом разделительного конденсатора 19. Управляюший элekтpoд коммутирующего тиристора 14 подключен к первому выходу 21 первого генератора 11 импульсов, управляюш й электрод гасящего тиристора 15 подключен к первому выводу 22 второго генератора 12 импульсов. Второй вькод 23 первого генератора 11 импульсов объединен с вторым выходом 24 второго генератора 12 импульсов и подключен к катодам тиристоров 14 и 15. Вход 25 первого генератора 11 импульсов через вторичную обмотку трансформатора 10 напряжения подключен к выходу мостового фазосдвигающего блока 19. Выход 26 второго генератора 12 импульсов подключен к второй вторичной обмотке трансформатора 10 напряжения. Фазосдвигающий блок 9 выполнен на транзисторе 27 (фиг. 2), включенном по схеме с общей фазой, выход которого включен на нагрузочный резистор 28 и на выход постоянного тока диодного мостового вьшря- мителя 29, вход которого через фазо- сдвигающий конденсатор 30 связан с источником переменного напряжения, т.е. с вторичной обмоткой трансформатора 10. На вход фазосдвигающего блока 9 подаются сигнал, пропорциональный нагрузке, и сигнал смещения. Каждый из генераторов 11 и 12 импульсов выполнен на двух тиристорах 31 и 32 (фиг, 3), катоды которых соединены через первичную обмотку импульсного трансформатора 33, а аноды соединены через накопительный конденсатор 34. Управляющие электроды тиристоров 31 и 32 соединены соответственно через стабилитроны 35 и 36 с. анодами этих тиристоров. Каждь й из тиристоров 31 и 32 зашунтирован соответственно одним из встречных диодов 37 и 38. Две вторичные обмотки импульсного трансформатора 33 соединены соответственно через последовательно включенные диоды 39 и 40, причем обшая точка соединения анодов диодов 39 и 40 подключена к второму выходу 23 (24) генератора 11 (12) импульсов. Общая точка соединения вторичных импульсно- го трансформатора 33 присоединена к первому выходу 21 (22) генератора

11 (12) импульсов. Накопительньш конденсатор 34 через токоограничиваю- щий резистор 41 подключен к входу 25 (26) генератора импульсов 11 (12).

Устройство работает следуюпщм образом.

В исходном состоянии при синхронном ходе турбодвигателя 5 ток в обмотке 4 возбуждения определяется уровнем напряжения электромашинного возбудитапя 1, которое зависит от величины тока в обмотке 2 возбуждения, определяемой величиной эквивалент- ного сопротивления в цепи возбужде- ния электромашинного возбудителя 1. В режиме холостого хода турбодвига-. тепя 5 ток в обмотке 2 возбуткдения определяется величиной регулировочного резистора 4, так как коэффициент скважности тиристорног.о коммутатора 13 близок к нулю. В режиме максимальной нагрузки турбодвигателя 5 ток в обмотке возбуждения 2 определяется эквивалентным сопротивлением двух параллельно включенных резисторов: регулировочного 3 и шунтирующего 16, так как коэффициент скваж- ности тиристорного коммутатора 13 близок к единице. При произвольной нагрузке синхронного турбодвигателя 5 по сигналам датчиков тока 6, напряжения 7 и нагрузки 8 фазосдвигающим блоком 9 устанавливается необходимая опережающая фаза напряжения, поступа- ющая на вход 25 первого генератора 11 импульсов, который выдает отпирающие импульсы на управляющий элект эод коммутирующего тиристора 14, что приводит к его включению, к уменьшению эквивалентного сопротивления и к росту Тока в обмотке 2 возбуждения. Одновременно второй генератор 12 им-: пульсов выдает отпирающие импульсы на управляющий электрод гасящего ти- ристора 15. При включении тиристора 15 встречным током предварительно заряженного коммутирующего конденсатора 18, заряженного от источника 20 зарядного напряжения, принудительно запирается коммутирующий тиристор 14, что приводит к росту эквивалентного сопротивления в контуре обмотки 2 возбуждения и снижению тока. Одновременно при ЭТОМ происходит обмен заря- дом между коммутирующим 18 и разделительным конденсаторами.- На аноде гасящего тиристора 15 появляется отрицательный потенциал, что приводит

к надежному запиранию последнего.Для быстрого разряда разделительного конденсатора 19 последний может шунтироваться высокоомяым резистором (сотни ом - единицы килоом). При поступлении очередных управляьсщих импульсов цикл работы тиристоррюго KONfMyTaTopa 13 повторяется. С ростом нагрузки турбодвигателя 5 управляющие импульсы, поступаюсцие с генератора 11 импульсов, сдвигаются сторону опережения, что увеличивает время включенного состояния коммутирующего тиристора 14, и коэффициент скважности стремится к единице, что приводит к росту тока в обмотке 2 возбуждения, напряжения электромапгинного возбудителя 1 и тока в обмотке 4 возбуждения синхронного турбодвигателя.

Фазосдвигаюцрш блок 9 работает следующим образом.

При изменении сигнала на входе транзистора 28, поступающего с выхода датчика В нагрузки, изменяется сопро- тивле {ие перехода коллектор - база транзистора 27, что приводит к изменению фазы напряжения, поступающего на вход, первого генератора 1 1 импульсов. Выбором величины сопротив-пения резистора 28 и е№ :ости конденсатора 30 устанавливают необходимый диапазон изменения фазы напряжения.

Генератор 11 (12) импульсов работает следующим образом.

При подаче на вход 25 (26) переменного напряжения происходит заряд накопительного конденсатора 34 через токоограничиваюищй резистор 41. При -достижении напряжением величины про- боя пробивается стабилитрон 36, что приводит к включению тиристора 32 и разряду конденсатора 34 на перви чную обмотку импульсного трансформатора 33 через диод 37, во вторичной обмотке наводится импульс напряжения с крутым передним фронтом, который используется для включения тиристоров. При другой полуволне переменного напряжения пробивается стабилитрон 35, включается тиристор 31 и разряд конденсатора 34 происходит на первичную обмотку импульсного трансформатора через диод 38. При этом во второй вторичной обмотке наводится отпирающий импульс.

Таким образом, изобретение позволяет автоматически регулировать возбуждение синхронного турбодвигате.ля, обеспечивая высокое качество переходных процессов управления, повышает надежность работы двигателя при посадках напряжения в сети.

Формула и з.о бретения Электропривод переменного тока,

соДержащий синхронный турбодвигатель, -|Q тромашинного возбудителя, катод шун- электромашинный возбудитель, парал- леЬьно якорной обмотке которого под- кл|очены обмотка возбуждения синхронного турбодвигателя и последовательно соединенные между собой обмотка воз- g буадения электромашинного возбудителя и регулировочный резистор, трансформаторы тока и напряжения, включенные в цепь статорной обмотки синхронного турбодвигателя, отличаю- jo щ и и с я тем, что, с целью повыте- ний надежности за счет улучшения качества переходных процессов, введены датчик нагрузки, фазосдвигающий блок, трансформатор напряжения с двумя вто- 25 тодам коммутирующего и гасящего тирис- рнЦными обмотками, два генератора им- торов, вход первого генератора импуль- ny|ibCOB и тиристорный коммутатор,составленный из коммутирующего и гасящего тиристоров, объединенных катодатирующего диода подключен к плюсовому выводу источника зарядного напряжения и к точке соединения коммутирующего и разделительного конденсаторов, анод гасящего тиристора соединен с вторым выводом разделительного конденсатора, управляющий электрод коммутирующего тиристора подключен к первому выходу первого генератора импульсов, управляющий электрод гасящего тиристора подключен к первому выходу второго генератора импульсов, вторые выходы генераторов импульсов объединены и подключены к касов последовательно через первую вторичную обмотку трансформатора напряже- ;ния включен на выход фазосдвигающего юлока, вход которого соединен с выходом датчика нагрузки, входы которого подключены к выходам трансформаторов тока и напряжения, вход второго генератора импульсов подключен к вторичми:, шунтирующих резисторв и диода, коммутирующего и разделительного конденсатора, соединенных последовательно, и источника зарядного напряжения, причем катоды коммутирующего и гасящего тиристоров соединены с одним вы- ной обмотке трансформатора напря: ения,

JJ ОЭ . Л.,„„ « «.«.

водом шунтирующего резистора, второй вывод которого подключен к общей точке регулировочного резистора и якорь

первичная обмотка которого предназначена для подключения к сети переменного ток-я .

/y/y/ j

электроматинного возбудителя, анод коммутирующего тиристора объединен с анодом шунтирующего диода, одним выводом коммутирующего конденсатора и м 1нусовым выводом источника зарядного напряжения и подключен к общей точке соединения регулировочного резистора и обмотки возбуждения электромашинного возбудителя, катод шун- тодам коммутирующего и гасящего тирис- торов, вход первого генератора импуль-

тирующего диода подключен к плюсовому выводу источника зарядного напряжения и к точке соединения коммутирующего и разделительного конденсаторов, анод гасящего тиристора соединен с вторым выводом разделительного конденсатора, управляющий электрод коммутирующего тиристора подключен к первому выходу первого генератора импульсов, управляющий электрод гасящего тиристора подключен к первому выходу второго генератора импульсов, вторые выходы генераторов импульсов объединены и подключены к катромашинного возбудителя, катод шун- тодам коммутирующего и гасящего тирис- торов, вход первого генератора импуль-

сов последовательно через первую вторичную обмотку трансформатора напряже- ;ния включен на выход фазосдвигающего юлока, вход которого соединен с выходом датчика нагрузки, входы которого подключены к выходам трансформаторов тока и напряжения, вход второго генератора импульсов подключен к вторич«„. Л.,„„ « «.«.

чная обмотка которого предназнадля подключения к сети перементок-я .

/y/y/ j

57 If

34

1

л Л

Ж

fO