Синхронный электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P1/50 

1

(21)4682980/07

(22)27.04.89

(46) 30.04.91. Бюл. 16

(71)Физико-энергетический иясти- тут АН ЛатвССР

(72)В.П.Безруков

(53)62:83:621.313.335.52(088.8)

(56)Ковалюк Л.А. Специализированная серия бесконтактных синхронных электродвигателей для нефтепромысловых механизмов. РНТС ВНИИОЭГ. Машины и нефтяное оборудование, 1977, N-2, с„ 15-19.

Авторское свидетельство СССР М 1252891, кл. Н 02 Р 1/50, 1984.

(54)СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

(57)Изобретение относится к электротехнике. Цель - упрощение устройства. С этой целью в синхронном элекг троприводе блок управления (БУ) регулируемого выпрямителя выполнен на четырехобмоточном трансформаторе управления 6, первая первичная обмотка 9 которого включена в цепь одной фазы якорной обмотки двигателя 1, а вторая первичная обмотка 10 подключена к источнику переменного напрямелил через {разовозвращающую цепочку 11. Выводы первой вторичной обмотки трансформатора 6 зашунтирова- пы конденсатором 14 и двумя диодами 21,20, соединенными встречно. Между обцей точкой диодов 20,21 и общей точкой управляемых вентилей 4,5 регулируемого выпрямителя последовательно включены динистор 7 и резистор 8, а управляющий электрод каждого вентиля подключен к соответствующему выводу первой вторичной обмотки 12 через диод 13 или 19. Выводы второй вторичной обмотки 15 подключены к входу мостового выпрямителя 16. Выход мостового выпрямителя нагружен на тиристор 17, управляющий электрод которого соединен с его анодом через резистор. Постовой выпрямитель с тиристором образуют ключ, который замыкает выводы вторичной обмотки трансформатора и таким образом выключает блок управления на время пуска. Угол открытия управляемых вентилей изменяется в результате сложения токов в первичных обмотках трансформатора и изменения фазы вектора напряжения на конденсаторе, оунтирующем выводы второй вторичной обмотки 15. 1 ил.

с 9

tf

С

о

4ь

ОЭ О 00 СО

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического регулирования тока возбуждения бесконтактных синхронных маыин с неподвижными обмотками возбуждения, и может быть использовано преимущественно в приводе механизмов, имеющих циклическую нагрузку,

например, для привода нефтепромысловых станков-качалок.

Целью изобретения является упрощение устройства путем упрощения схемы блока управления и конструкции трансформатора управления.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема синхронного электропривода.

Синхронный электропривод содержит электродвигатель 1 с якорной обмоткой, фазные выводы которой подключены к источнику переменного напряжения,, обмотку возбуждения, выполненную в виде двух катушек 2,3, расположенных соосно на магнитопрово- де индуктора, регулируемый выпрямител на двух управляемых вентилях 4,5 с

20

25

30

блоком управления, состоящим из транс- в движение ротор. Одновременно с этим

питание получают обмотки 9,10 трансформатора управления 6 и катушки 2,3.

Пусковой ток в якорной обмотке электродвигателя вызывает резкое увеличение магнитного потока в магнито- проводе трансформатора управления 6, в результате чего на управляющий электрод тиристора 17 подается напряжение, уровень которого выше порога включения этого тиристора, и он открывается. Своим включением тиристор 17 шунтирует обмотку 15, ток в которой демпфирует магнитный поток в магнитопро- Еоде и напряжение на выводах обмотки 12 не достигает уровня включения ди- нистора 7.

Таким образом, на управляемые вентили 4,5 не подаются открывающие импульсы и они остаются закрытыми на все время пуска.

При выключенных вентилях 4,5 распределение токов в катушках 2,3 таково, что суммарное значение магнитодвижущих сил (НДС) катушек обмотки возбуждения в этот период равно нулю. Вследствие этого магнитное поле возбуждения в малине отсутствует и ротор под действием асинхронного вращающего момента разгоняется до под- синхронной частоты вращения.

С ростом частоты вращения ротора величина тока в цепи якорной обмотки снижается, что приводит к уменьшению напряжения в обмотке 15 и тиристор 17 закрывается. В этот момент результирующий магнитный поток в мапнитопроводе трансформатора управления 6 возрастает и напряжение во вторичной обмотке 12 достигает уровня включения динистора 7.

Формирование импульсов управления осуществляется конденсатором 14, ди- ннстором 7 и резистором 8. При этом амплитуда импульсов управления onpe-i

форматора управления 6 и соединенных последовательно динистора 7 и резистора 8, первая первичная обмотка 9 трансформатора включена последовательно в цепь одной фазы электродвигателя 1, выводы второй первичной обмотки 10 подключены к источнику переменного напрякешш через фазо- вращающую цепочку 11, один вывод первой вторичной обмотки 12 подключен к одному выводу диода 13 и выводу конденсатора 14, второй вывод которого соединен со вторым выводом обмотки 12, а выводы второй вторичной обмотки 15 подключены к входу переменного тока мостового выпрямителя 16, выход постоянного тока которого нагружен на тиристор 17, управляющий электрод тиристора 17 подключен к его аноду через регулируемый резистор 18. Кроме того, в блок управления устройства дополнительно введены три диода 19-21, причем вывод первого дополнительного Диода 19 и свободны вывод диода 13 в блоке управления подключены к управляю- щим электродам соответственно одного и другого управляемых вентилей 4, 5, одноименные выводы второго и третьего дополнительных диодов 20, 21 подключены к свободному выводу резистора 8, свободные выводы первого и второго дополнительных диодов 19,20 подключены к первому выводу первой вторичной обмотки 12, свободный вывод третьего дополнительного диода 21 подключен к первому выводу этой обмотки, а свободный вывод динистора 7, одноименные выводы катушек 2,3 и управляемых вентилей 4,5 соединены вместе, свободные выводы одной и другой катушек 2,3 соединены со свободными выводами управляемых вентиле 4,5 и предназначены для

35

40

45

50

55

1646033

подключения к источнику переменного напряжения.

Работа синхронного электроприво- да происходит следующим образом

В исходном положении выводы якорной обмотки синхронного двигателя 1 отключены от источника переменного напряжения и ротор машины неподвижен. При пуске трехфазное напряжение подается на клеммы устройства А,В,С,О и переменный ток создает в расточке статора электродвигателя 1 вращающееся магнитное поле, которое приводит

деляется напряжением включения ди- iiiicropa 7, величиной конденсатора 14 и ретистора 8. Выключение динис- тора 7 обеспечивается тем,что ток в цепи в конце полупериода проходит через нуль. Диоды 20,21 служат для согласования полярности напряжения на управляемых вентилях 4,5 и выводах обмотки 12, а диоды 13,19 предназначены для защиты управляющих переходов этих вентиле от обратного напряжения.

Включение дашистора 7 в каждом полупериоде переменного напряжения лызьшает импульсный разряд конденсатора 14 на управляющий электрод вентилей 4,5, которые открываются и шунтируют кат-лаки 2,3. При этом периодическая коммутация вентилей выпрямителя 16 приводит к тому, что в катушках 2,3 начинают протекать токи, обусловленные напряжением источника питания и ЭДС самоиндукции. Полярность этих токов сохраняется неизменной во времени, поэтому суммарная НДС катушек образует в магнитопроводе постоянное магнитное поле возбуждения. Вследствие этого в машине возникает синхронизирующим момент и происходит втягивани ротора в синхронизм.

В синхронном режиме работы ток в обмотке возбуждения является функцией .жи на валу машины, лосколь- гу напряжение на выводах обмотки 12 трансформатора управления в результате суммирования токов в обмотках 9, 10 изменяет свою фазу, а это соответственно приводит к изменению угла открытия вентилей 4,5.

Согласование закона регулирования напряжения на обмотке возбуждения с рехулировочной характеристикой синхронного двигателя осуществляется изменением параметров фазовращающей- ся цепочки 11 и соответствующим под- бооом числа витков обмоток 9,10.

Технико-экономический эффект от использования изобретения выражает- слв том,что упрощается конструкция устройства. При этом упрощается схема и исключается необходимость наладки узла, формирующего импульсы в блоке управления, для получения симметр гчного напряжения на управляемых вентилях; упрощается конструкция регулируемого выпрямителя, числа управляемых вентилей в котром равно

0

5

дяум, при сохранении функции двух- полупернодного выпрямления тек.т возбуждения; упрощается технология из готовления трансформатора управления за счет уменьшения числа вторичных обмоток.

Формула изобретения

Синхронный электропривод, содержащий электродвигатель, фазные выводы якорной обмоткой которого подключены к источнику переменного напряжения, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, расположенных на магнитопроводе индуктора, регулируемый выпрямитель на двух уп- . равляемых вентилях с блоком упраплз0 ния, составленным из трансформатора, и соединенных последовательно динис- тора и резистора, первая первичная обмотка трансформатора включена в цепь одной фазы якорной обмотки элек5 тродвигателя, выводы второй первичной обмотки подключены к источнику переменного напряжения через фазовращаю- цую цепочку, один вывод первой еторчч- ной обмотки подключен i: одному яыводу диода и одному выводу конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым выводом первой вторичной обмотки, а выводы второй вторичной обмотки подключены к входу переменного тока мостового выпрямителя, зыход постоянного тока которого шунтирован тиристором, управляющий электрод тиристора соедшшн с его анодом через регулируемый резистор, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в блок управления дополнительно введены три диода, причем вывод первого дополнительного диода и свободный вывод упомянутого выше диода блока управления подключены к управляющим электродам управляемых вентилей, одноименные выводы второго и третьего дополнительных диодов подключены к свободному выводу резистора, свободные выводы первого и второго дополнительных диодов подключены ко второму выводу первой вторичной обмотки, свободный вывод третьего дополнительного диода подключен к первому выводу этой обмотки, а сво- t бодный вывод динистора, одноименные выводы катушек и управляемых вентилей объединены, при этом свободные выводы одной и .другой катушек соеди0

5

5

0

71646033 8

йены со свободными выводами соответ- мых вентилей и подключены: к источ- ственно одного и другого управляв- нику переменного напряжения.

О о- flo С оРедактор З.Ходакова

Заказ 1554

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11

Ю

ъ

Составитель В.Тарасов

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Тираж 354

Подписное