Статический возбудитель электрических машин Советский патент 1993 года по МПК H02M5/27 H02P5/16 

трансформатора, во-вторых, наличие второй группы, выпрямителя даже для нереверсивного возбудителя приводит к существенному повышению габаритных размеров. Причем форсировочная группа преобразователя имеет очень низкий коэффициент использования и при выполнении статического возбудителя реверсивным габариты преобразователя еще больше увеличиваются,

Известны также статические возбудители электрических машин постоянного тока, выполненные на базе управляемой трехфазной мостовой схемы, которые могут быть включены к питающей сети через токо- ограничивающме реакторы или через разделительные трансформаторы и могут быть выполнены в нереверсивном и реверсивном вариантах. В этих возбудителях достигается высокое использование вентильных групп преобразователя. В них форсировоч- ны й режим создается за счет глубокого регулирования выпрямленного напряжения преобразователя. Однако в этих возбудителях .преобразовательный трансформатор приходится выбирать завышенной мощности с учетом коэффициента форсировки. В связи с этим эти возбудители в основном выполняют с реакторным подключением к питающей сети. , . .

Существенными недостатками этого. возбудителя являются низкий коэффициент мощности, низкое качество электрической энергии в узлах подключения и низкая надежность. В установившихся режимах статический возбудитель работает с большим углом регулирования и сопровождается по- треблением из сети большой реактивной мощности, а также высокочастотными выбросами напряжений при каждом закрывании тиристоров. Устанавливаемые для компенсации реактивной мощности нерегулируемые статические конденсаторы при резко переменной нагрузке быстро выходят из строя, т.к. перегружаются токами высших гармонических составляющих и приводят к снижению надежности работы статического возбудителя. Используемые демпфирующие RC-цепочки, включенные параллельно к каждому тиристору, используются не эффективно, т.к. подбираются для случая неизменной статической нагрузки.

Кроме того, в случае пробоя вентиля в одном из плеч в трехфазных мостовых преобразователях в начальный момент возникает двух фазнре короткое замыкание, а затем трехфазное короткое-замыкание и ток короткого замыкания достигает 10-15-кратного значения от номинального тока вентиля, т.к. ограничивается тем же самым малым

индуктивным сопротивлением коммутации. Это в свою очередь также снижает надежность работы статического возбудителя. Таким образом, целью изобретения является улучшение энергетических показателей и повышение надежности.

В статическом возбудителе электрических машин, содержащем преобразовательный трансформатор, обмотки которого

0 расположены на трех стержнях магнитопро- вода, при этом сетевые обмотки соединены в звезду без нулевого провода, первые вентильные группы Вперед и Назад, выполненные по трехфазной мостовой схеме на

5 базе тиристоров и подключенные выводами переменного тока к цепям вентильных обмоток преобразовательного трансформатора и к первым демпфирующим RC-цепочкам, трансформатор опорного на0 пряжения, соединенный входами с выводами питающей сети, а выходом - с фильтром опорного напряжения, к которому подключена входами система импульсного фазового управления (СИФУ), высокочастотный

5 генератор прямоугольных импульсов подключен входом к источнику питания, форми- рователи импульсов . управления тиристорными группами Вперед 1 и.Назад соединены первыми входами с соответ0 ствующими выходами СИФУ, вторыми входами - с выходом высокочастотного генератора, а выходами с соответствующими входами тиристоров вентильных групп Вперед и Назад, датчик переменногото5 ка выполнен на базе однофазных трансформаторов тока, первичными обмотками каждого из которых являются шины вентильных обмоток преобразовательного трансформатора, а вторичные обмотки сое0 динены в звезду и через разделительный трансформатор и трехфазный диодный мост с заземленной анодной группой подключены к потенциометру, ползунок которого является выходным выводом датчика

5 переменного тока, датчик постоянного тока выполнен на базе шунта в цепи постоянного тока возбудителя, к выходным выводам которого подключен первый двухполупериод- ный диодный мостик с заземленной

0 анодной группой, катодная группа которого является выходным выводом датчика постоянного тока, датчик выпрямленного напряжения выполнен на базе дополнительного потенциометра, подключенного к выход5 ным выводам статического возбудителя, к выходным выводамдополнительного потенциометра подключен двухполупериодный диодный мостик с заземленной анодной группой, катодная группа которого является выходным выводом датчика выпрямленного

напряжения,согласно изобретению дополнительно снабжен шестью парами встречно-параллельно включённых тиристоров.системой управления встречно-параллельно включенными тиристорами, вторыми вентильны- ми группами Вперед и Назад, выполненными по трехфазной мостовой схеме на базе тиристоров, вторыми демпфирующими RC-цепочами, а магнитопровод преобразовательного трансформатора до- полнен четвертым стержнем, вентильные обмотки преобразовательного трансформатора выполнены из двух частей, рабочей и форсировочной, причем концы рабочей части вентильных обмоток подключены шина- ми к входным выводам вторых трехфазных вентильных мостов на базе тиристоров, входы которых подключены к соответствующим выходам формирователей импульсов группами Вперед и Назад, а начала рабочей части вентильных обмоток соединены с концами форсировочной части вентильных об- моток и через четвертые, пятые и шестые пары встречно-параллельно включенныхти- ристоров подключены к входным выводам первых трехфазных управляемых вентильных мостов, начала форсировочной части вентильных обмоток через первые, вторые и третьи пары встречно-параллельно включенных тиристоров также подключены к входным выводам первых трехфазных управляемых вентильных мостов, к которым также подключены вторые демпфирующие RC-цепочки, причем катодные группы первого и второго мостов Вперед и анодные группы первого и второго мостов Назад соединены между собой и при этом образован первый выходной .вывод, а анодные группы первого и второго мостов Вперед и катодные группы первого и второго мое- тов Назад соединены между собой и образован второй выходной вывод статического возбудителя, система управления встречно- параллельными тиристорами выполнена на основе блока контроля выходного напряже- ния, блока контроля постоянного тока, блока контроля переменного тока возбудителя, логического инвертора, пяти одновибрато- ров, первого и второго триггеров, постоянного запоминающего устройства, первого и второго дифференцирующих цепочек, двух выключателей, блока управления встречно- параллельными тиристорами, при этом блок контроля выходного напряжения содержит RC- фильтр, подключенный входом к выходному выводу датчика выпрямленного напряжения, первую ячейку гальванической развязки постоянного тока, подключенную входами к выходным выводам RC-фильтра, третью дифференцирующую цепочку, подключенную входами к выходным выводам первой ячейки гальванической развязки постоянного тока, ячейку индикатора напряжения, подключенную входами к выходным выводам третьей дифференцирующей цепочки, блок контроля постоянного тока содержит вторую ячейку гальванической развязки постоянного тока, которая подключена своим входом к выходному выводу датчика постоянного тока, первый активный фильтр, подключенный входами к выходам второй ячейки гальванической развязки постоянного тока, первый компаратор, подключенный своим входом к выходу первого активного фильтра, блок контроля перемен- ноготока содержит третью ячейку гальванической развязки постоянного тока, которая подключена своим входом к выходному выводу датчика переменного тока, второй активный фильтр, подключенный входами к выходным выводам третьей ячейки гальванической развязки постоянного тока, второй и третий компараторы, подключенные своими входами к выходу второго активного фильтра, логический инвертор своим входом подключен через ограничительный резистор и отсекающий диод к выходу первого ком.паратора, первый одновибратор входом подключен к выходу индикатора напряжения, второй одновибратор своим входом подключен к выходу первого одновибрато- ра, третий одновибратор своим первым входом подключен к инверсному выходу второго одновибратора, а вторым входом подключен через ограничивающий резистор и отсекающий диод к выходу второго компаратора, четвертый одновибратор своим входом подключен к выходу логического инвертора, пятый одновибратор своим входом подключен к выходу четвертого одно- вибратора, а первый триггер своим R-входом подключен к прямому выходу второго одновибратора, а S-входом подключен к выходу пятого одновибратора и соединен также с выходом первой дифференцирующей цепочки, которая своим входом под- .ключена к источнику питания, второй триггер своим R-входом подключен через развязывающий диод к выходу логического инвертора, а S-входом подключен к выходу третьего одновибратора и соединен также с выходом второй дифференцирующей цепочки, которая своим входом подключена к источнику питания, постоянное запоминаю- щее устройство своим первым входом подключено к выходу первого триггера, вторым входом подключено к выходу второго триггера, третьим входом подключено через ограничивающий резистор и отсекающий диод к выходу третьего компаратора, четвертым входом - к первому выключателю постоянного напряжения, а пятым - к второму выключателю постоянного напряжения, блок управления, встречно-параллельными тири- сторами содержит четвертый, пятый и шестой компараторы, шесть операционных усилителей, восемнадцать логических схем И, двенадцать ячеек усиления импульсов и двенадцать ячеек гальванической развязки переменного тока, входы четвертого, пятого и шестого компараторов подключены к соответствующим входам фильтра опорного напряжения, входы первого и второго операционных усилителей подключены к выходу четвертого компаратора, входы третьего и четвертого операционныхусилителей подключены к выходу пятого компаратора, входы пятого и шестого операционных усилителей подключены к выходу шестого компаратора, первые входы первых шести схем 1/1 подключены к выходу высокочастотного генератора, а вторые входы соответственно подключены через ограничивающие резисторы и отсекающие диоды к выходам шести операционных усилителей, первые входы нечетных схем И, начиная с седьмой, подключены к первому выходу постоянного .запоминающего устройства, а вторые входы соответственно подключены к выходам пер- BBIX шести схем И, первые входы четных схем И, начиная с восьмой, подключены ко второму выходу постоянного запоминающего устройства, а вторые их входы соответственно подключены к выходам первых тести схем И, входы нечетных ячеек усиления импульсов подключены соответственно к выходам нечетных схем И, начиная с седьмой, а входы четных ячеек усиления импульсов подключены соответственно к выходам четных схем И, начиная с восьмой, входы нечетных ячеек гальванической развязки переменного тока подключены соответственно к выходам нечетных ячеек усиления импульсов, а их выходы соответственно подключены к входам первых трех пар встречно-параллельных тиристоров, входы четных яч еек гальванической развязки переменного тока подключены соответственно к выходам четных ячеек усиления импульсов, а их выходы соответственно к входам четвертых, лятых и шестых пар встречно-параллельных тиристоров.

В заявляемом устройстве форсировоч- ный режим, который продолжается несколько секунд, создается подключением форсировочной части вентильных обмоток через первые три пары встречно-параллельно включенных тиристоров к входным выводам трехфазных мостов вентильных групп Вперед или Назад, при котором тиристоры этих групп полностью открыты, а затем по окончании форсировочного процесса .первые три встречно-параллельно включенные тиристоры отключают форсировочную

часть вентильных обмоток и через вторые три пары встречно-параллельно включенные тиристоры подключается рабочая часть вентильных обмоток к входным выводам трехфазных мостов вентильных групп Вперед или Назад. При этом происходит увеличение коэффициента трансформации преобразовательного трансформатора в три-четыре раза и снижение потребляемой реактивной мощности из сети возбудителем

во столько же раз, и тем самым улучшаются энергетические показатели устройства. Причем этот режим работы преобразователя продолжается в течение нескольких минут, например, для мощных шахтных и

подъемных машин.

Включение RC-цепочек к началам и к концам вентильных обмоток позволяет более эффективно демпфировать высокочастотные выбросы напряжений при

закрывании тиристоров вентильных групп

Вперед и Назад и тем самым повысить

качество электрической энергии в узлах

подключения статического возбудителя и

обеспечивается их электромагнитная совместимость с другими такими же статическими возбудителями.

Наличие четвертого стержня у преобразовательного трансформатора, сечение которого равно сечению основных стержней,

создает возможность обеспечивать продолжительность работы тиристоров трехфазных мостов вентильных групп Вперед и Назад в течение 1/3 части периода без применения громоздкого уравнительного

реактора в широких пределах регулирования выходного напряжения возбудителя. Кроме того, в заявляемом устройстве осуществляется глубокое ограничение аварийных токов при пробое тмристоров вентильных

групп Вперед и Назад в любом из плеч мостов за счет наличия в аварийном контуре большого сопротивления нулевой последовательности х0/м, т.к. магнитопровод четвертого стержня находится в ненасыщенном

состоянии, что позволяет существенно повысить надежность устройства.

В заявляемом устройстве при любом аварийном повышении тока в вентильных обмотках и соответственно тиристорах вентильных групп Вперед и Назад с выхода третьего компаратора блока контроля переменного тока дискретно подается сигнал на закрывание всех шести пар встречно-парал- лельно включенных тиристоров, что позволяет в течение одного периода локализовать аварийный процесс с последующим отключением возбудителя от сети и тем самым также повышается надежность работы устройства.

На фиг. 1 и 2 приведена принципиальная схема устройства.

Статический возбудитель электрических машин содержит четырехстержневой трансформатор 1 с сетевыми обмотками 2-4 и вентильными обмотками, состоящими из рабочей 5-7 форсировочной 8-10 частей, включенными последовательно между собой и своими началами через встречно- параллельно включенные 11-22 тиристоры к выводам переменного тока первых трехфазных вентильных мостов группы Вперед и Назад, собранных на базе тиристоров 23-34, а концами рабочей 5-7 части - к выводам переменного тока вторых трехфазных вентильных мостов группы Вперед и Назад, собранных на базе ти- ристоров 35-46.

Первый выходной 47 вывод статического возбудителя образован катодными группами тиристоров 23-25, 35-37 и анодными группами тиристоров 29-31, 41-43, а второй выходной 48 вывод образован анодными группами тиристоров 26-28, 38-40 и катодными группами тиристоров 32-34, 44-46.

Демпфирующие RC-цепочки 49 и 50 подключены к выводам переменного тока трехфазных вентильных мостов групп Вперед и Назад и соединены в звезду.

Система импульсно-фазового управления 51 подключена входами через фильтр 52 к трансформатору 53 опорного напряжения и своими выходами подключена к первым входам формирователей 54, 55 импульсов управления тиристорными группами Вперед и Назад, вторые входы которых подключены к высокочастотному генератору 56 прямоугольных импульсов.

Статический возбудитель содержит также датчик 57 переменного тока, датчик 58 постоянного тока, датчик 59 выпрямленного напряжения и систему 60 управления встречно-параллельно выключенными 11- 22 тиристорами. .

Датчик 57 переменного тока выполнен на основе трех трансформаторов 61-63 тока, первичными обмотками каждого из которых являются шины вентильных обмоток разделительного трансформатора 64, подключенного первичными обмотками ко вторичным обмоткам трансформаторов 61-63 тока, диодного моста 65 Лорионова, подключенного ко вторичным обмоткам разделительного трансформатора 64 и потенциометра 66, ползунок которого является выходным 67 выводом датчика 57 переменного тока.

Датчик 58 постоянного тока выполнен на основе шунта 68 в цепи постоянного тока, 5 двухполупериодного 69 мостика, анодная группа которого является выходным 70 вы- водом датчика 58 постоянного тока.

Датчик 59 выпрямленного напряжения выполнен на базе потенциометра 71, подклю0 ченного к выходным 47, 48 выводам статического возбудителя, двухполупериодного диодного 72 мостика, анодная группа которого является выходным 73 выводом датчика выпрямленного напряжения.

5 Система 60управления встречно-параллельно включенными тиристорами выполнена на основе блока 74 контроля выходного напряжения, блока 75 контроля постоянного тока, блока 76 контроля пере0 менного тока, логического 77 инвертора, пяти одновибраторов 78-82, двух триггеров 83-84, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 85, дифференцирующих цепочек 86-87, двух выключателей 88-89, блока 90

5 управления встречно-параллельно вклю- ченными тиристорами.

Блок 74 контроля выходного напряжения выполнен на основе НС-фильтра 91, подключенного входом к выходному 73 вы-.

0 воду датчика 59 выпрямленного напряжения, первой ячейки 92 гальванической развязки постоянного тока, дифференцирующей 93 цепочки, ячейки 94 индикатора напряжения,

5Блок 75 контроля постоянного тока выполнен на основе второй ячейки 95 гальванической развязки постоянного тока, подключенной входом к выходному 70 выводу датчика 58 постоянного тока, активный

0 фильтр 96, компаратор 97.

Блок 76 контроля переменного тока содержит третью ячейку 98 гальванической развязки, подключенную входом к выходному 67 выводу датчика 57 переменного тока,

5 второй активный фильтр 99, второй 100 и третий 101 компараторы. .

Блок 90 управления встречно-па рал. лельно включенными тиристорами

содержиттри компаратора 101-104,подклю0 ченные входами к выводам фильтра 52 опорного напряжения, шесть операционных усилителей 105-110, восемнадцать схем И 111-128, двенадцать ячеек 141-152 гальванической развязки переменного тока.

5

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на устройство на входах компараторов 102-103 появляются через фильтр 52 синусоидальные напряжёния, сдвинутые на 120°.

Компараторы 102-103 формируют на выходе двухполярные напряжения с реверсом с одной полярности на другую в моменты перехода опорных напряжений через нуль. Эти сигналы поступают на прямые входы операционных усилителей 105, 107, 109 и на инвертирующие входы операционных усилителей 106, 108, 110. На выходе операционных усилителей 105-110 отрицательная часть двухполяр ных сигналов срезается отсекающими диодами и формируются прямоугольные импульсы, синхронизированные с фазными напряжениями питающей сети. Эти сигналы поступают на вторые входы первых шести логических схем И 111-116, первые их входы подключены к выходу.высокочастотного генератора 56 прямоугольных импульсов. На выходе первых шести схем И 111-116 формируются прямоугольные импульсы с высокочастотным наполнением. Эти сигналы соответственно поступают на вторые входы логических схем И 117-128. На первые входы нечетных логических схем / 117, 119...127 поступает управляющий сигнал с первого выхода ПЗУ 85, а на первые входы четных логических схем И 118, 120...128 по ступает управляющий сигнал со второго.вы хода ПЗУ 85.

В первый момент времени включения устройства к питающей сети с выхода дифференцирующей цепочки 86 сигнал поступает на S-вход первого триггера 83, который через ПЗУ 85, нечетные схемы И 117, 119...127, нечетные ячейки 129, 131...139 усиления импульсов и нечетные ячейки 141, .143...151 гальванической развязки переменного тока дает разрешение на открывание первых трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров 11-16. В этот же момент с выхода дифференцирующей цепочки 87 сигнал подается на R-вход второго триггера 84, который через ПЗУ запрещает подачу отпирающихся импульсов на вторые три пары встречно-параллельно включенных тиристоров 17-22,

При этом с форсйр овочных 8-10 частей вентильных обмоток через первые три пары встречно-параллельно включенных тиристоров 11-16 напряжение подается на пер- вые трехфазные мосты вентильных групп Вперед и Назад, и тем самым устройство подготовлено к форсированному возбуждению двигателя постоянного тока.

При форсированном пуске двигателя постоянного тока, например, Вперед, по определенному закону открываются тчристоры 23-28 первого трехфазного моста и тиристоры 35-40 второго трехфазного моста вентильной группы Вперед и на выходе датчика выпрямленного напряжения появ- ляется сигнал. После прекращения нарастания напряжения на выходе статического возбудителя наступает момент, когда

dUe3

dt

0, и сигналом с выхода индикатора

напряжения 94 блока 74 контроля выходного напряжения запускается первый одно- вибратор 78, на выходе которого появится сигнал. За время выдержки первого одно- вибратора 78 напряжение на выходе статического возбудителя снижается до определенного значения. Задний фронт первого одновибратора запускает второй одновибратор 79. Сигнал с прямого выхода

второго одновибратора 79 поступает на Rвход первого триггера 83, при этом триггер 83 переключается и подает сигнал через ПЗУ 85 на закрытие первых трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров

11-16. Сигнал с инверсного выхода второго

одновибратора 79 поступает на первый вход третьего одновибратора 80, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго компаратора 100 блока 76 контроля переменного тока. Запуск третьего одновибратора произойдет через выдержку времени, за которое сигнал на прямом выходе второго одновибратора 70 принимает нулевое значение и формируется на инверсном выходе. За это время первые три пары встреч

но-параллельно включенных тиристоров 11-16 должны полностью закрываться и сигнал на выходе второго компаратора 100 блока 76 контроля переменного тока принимает нулевое значение. Сигнал с выхода третьего

одновибратора 80 поступает на S-вход второго триггера 84, который переключается и. подает сигнал через ПЗУ 85 на отпирание вторых трех пар встречно-параллельно в клю- ченных тиристоров 17-22. При этом на

выходные выводы первых трехфазных мостов вентильных групп Вперед и Назад . напряжение будет подаваться через вторые три пары встречно-параллельно включен ных тиристоров 17-22 и происходит изрлене- ние коэффициента трансформации преобразовательного трансформатора в три-четыре раза, что позволяет уменьшить потребление тока из питающей сети в три- четыре раза и этим самым достигается цель 5 повышения энергетических показателей возбудителя. В конце цикла происходит остановка двигателя. При этом для быстрого гашения поля возбуждения двигателя трехфазные мосты вентильных групп Вперед или Назад дискретно переводятся в инверторный режим и постоянный ток в цепи выпрямленного тока возбудителя за короткое время принимает нулевое значение. При этом сигнал с выхода первого компара- тора 97 блока контроля постоянного тока через логический инвертор 77 поступает на R-вход второго триггера 84 и на вход четвертого одновибрэтора 81. При этом второй триггер 84 переключается и подает сигнал через ПЗУ 85 на закрывание вторых трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров 17-22. Одновременно запускается четвертый одновибратор 81. По окончании заданной выдержки времени одновибрато- ра 81 включается пятый одновибратор 82. Передний фронт этого сигнала поступает на S-вход первого триггера 83, который через ПЗУ 85 подает сигнал на открывание первых трех пар встречно-параллельно включенных тиристоров 11-16, и тем самым устройство подготавливается к следующему циклу работы.

При аварийном повышении тока в вентильных обмотках с выхода третьего компаратора 101 блока 76 контроля переменного тока, который запускается по верхнему уровню сигнала с датчика переменного тока, дискретно подается сигнал ПЗУ 85 на закрывание всех пар встречно-параллельно включенных 11-12 тиристоров, что позволяет в течение одного полупериода локализовать аварийный процесс с последующим отключением возбудителя от питающей сети.

Наличие выключателей 88 и 89 позволяет блокировать систему автоматического пе- реключения встречно:параллельных тиристоров и работать при постоянно открытых первых 11-16 или вторых 17-22 встречно-параллельно включенных тиристоров.

Применение в схеме четырехстержне- вого преобразовательного трансформатора 1 в нормальном рабочем режиме обеспечивает параллельную работу двух трехфазных мостов вентильных групп Вперед или Назад, выполненных на тиристорах 23-28, 35-40 или 29-34,41-46 без применения громоздкого уравнительного реактора. При этом на выходе параллельно работающих мостов устанавливается выпрямленное напряжение, величина которого является средней между мгновенными значениями фазных напряжений поочередно встречно- параллельно работающих фаз вентильных обмоток. Разность мгновенных значений фазных напряжений встречно-параллельно работающих фаз вентильных обмоток составляет напряжение тройной частоты по

отношению к частоте питающей сети.

Под действием этого напряжения трой- ; ной частоты по вентильным обмоткам параллельно работающих фаз будет протекать - уравнительный ток тройной частоты, кото- : рый будет создавать потоки нулевой последовательности. Для потоков нулевой последовательности в предлагаемом преобразователе имеется путь по магнитопрово- 10 ду четвертого стержня. Благодаря этому в уравнительном контуре будет большое сопротивление нулевой последовательности х0/«, соизмеримое с сопротивлением намагничивания хц трзнсформатора 1, которое в

15 достаточной степени ограничивает уравнительный ток преобразователя, что позволяет исключить громоздкий уравнительный реактор из схемы, присущий известному статическому возбудителю (1). При этом в

20 нормальном рабочем режиме продолжительность проводимости тиристооов 23-28 и 35-40 вентильной группы Вперед или тиристоров 29-34 и 41-46 вентильной группы Назад будет составлять 120° без учета

5 угла коммутации.

В.аварийных режимах, например, при пробое тиристора в любом из плеч вентильных групп Вперед или Назад происходит однофазное короткое замыкание

о вентильной обмотки преобразовательного трансформатора 1. При этом происходит автоматическое ограничение аварийного тока, ; так как в аварийном контуре оказывается большое сопротивление нулевой последо5 вательности х0/и, благодаря наличию четвер-. того стержня в магнитопроводе, по которому замыкаются однонаправленные потоки, что приводит к повышению надежности работы предлагаемого статического

0 возбудителя.

Формула из об р е т е н и я Статический возбудитель электрических машин, содержащий преобразователь- 5 ный трансформатор, обмотки которого расположены на трех стержнях магнитопро- вода, при этом сетевые обмотки соединены в звезду без нулевого провода, первые вентильные группы Вперед и Назад, выпол- 0 ненные по трехфазной мостовой схеме на базе тиристоров и подключенные выводами переменного тока к цепям вентильных обмоток преобразовательного трансформэто- .ра и к первым демпфирующим 5 НС-цепочкам, трансформатор опорного напряжения, соединенный входами с вывода- . ми питающей сети, а выходом - с фильтром опорного напряжения, к которому подклю- чена входами система импульсного фазово- :го управления (СИФУ), высокочастотный

генератор прямоугольных импульсов подключен входом к источнику питания, формирователи импульсов управления тиристорными группами Вперед и Назад соединены первыми входами с соответствующими выходами СИФУ, вторыми

входами - с выходом высокочастотного генератора, а выходами - с соответствующими входами тиристор ов вентильных групп Вперед и Назад, датчик переменного тока выполнен на базе однофазных трансформаторов тока, первичными обмотками каждого из которых являются шины вентильных обмоток преобразовательного трансформатора, а вторичные обмотки соединены в звезду и через разделительный трансформатор и трехфазный диодный мост с заземленной анодной группой подключены к потенциометру, ползунок которого яв- ляется выходным выводом датчика переменного тока, датчик постоя иного тока выполнен на базе шунта в цепи постоянного тока возбудителя, к выходным выводам которого подключен первый двухполупериод- ччый диодный мрстих с заземленной анодной группой, катодная группа которого является выходным выводом датчика посто янного тока, датчик выпрямленного напря- женил выполнен на базе дополнительного потенциометра, подключенного к выходным выводам статического .возбудителя, к выходным выводам дополнительного потенциометра подключен второй двухполупериодный диодный мостик с-заземленной анодной группой, катодная группа которого является выходным выводом датчика выпрямленного напряжения, отличающийся тем, что, с . целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности, он дополнительно снабж еи . .шестью парами встречно-параллельно включенных тири- сторов, системой их управления, вторыми вентильными группами Вперед и Назад, выполненными по трехфазной мостовой схеме на ба.зе тиристоров, вторыми демпфирующими RC-цепбчками, а магнитопровод преобразовательного трансформатора до- полнён четвертым стержнем, вентильные обмотки преобразовательного трансформатора выполнены из двух частей, рабочей и форс ировочноЯ причем концы рабочей части вентильных обмоток подключены шинами к входным выводам вторых трехфазных вентильных мостов на базе тиристоров, входы которых подключены к соответствующим выходам формирователей импульсов группами Вперед и Назад, а начала рабочей части вентильных обмоток соединены с концами форсировочной части вентильных обмоток и через четвертые, пятые и шестые

пары встречно-параллельно включенных тиристоров подключены к входным выводам первых трехфазных управляемых вентильных мостов, начала форсировочной части

вентильных обмоток через первые, вторые и третьи пары встречно-параллельно включенных тиристоров также подключены к входным выводам первых трехфазных управляемых вентильных мостов, к которым

0 также подключены вторые демпфирующие RC-цепоч ки, причем катодные группы первого и второго мостов Вперед и анодные группы первого и второго мостов Назад соединены между собой и при этом образо5 ван первый выходной вывод,-а-анодные группы первого и второго мостов Вперед и катодныетруппы первого и второго мостов Назад соединены между собой и образован второй выходной вывод статического

0 возбудителя, система управления встречно- параллельными тиристорами выполнена на основе блока контроля выходного напряже- - ния, блока контроля постоянного тока, блока контроля переменного тока возбудителя,

5 логического инвертора, пяти одновибрато- ров, первого и второго триггеров, постоянного запоминающего устройства, первой и второй дифференцирующих цепочек, двух выключателей, блока управления встречно0 параллельными тиристорами, при этом блок контроля выходного напряжения содержит RC-фильтр, подключенный входом к выходному выводу датчика выпрямленного напряжения, первую ячейку гальванической

5 развязки постоянного тока, подключенную входами к выходным выводам НС-фильтра, третью дифференцирующую цепочку, подключенную входами к выходным выводам первой ячейки гальванической развязки по0 ст.оя-нного тока,, ячейку индикатора напряжения, подключенную входами к выходным выводам третьей дифференцирующей цепочки, блок контроля постоянного тока содержит вторую ячейку гальванической

5 развязки постоянного тока, которая подключена СБОИМ входом к выходному выводу датчика постоянного тока, первый активный фильтр, подключенный входами к выходам второй ячейки гальванической развязки по0 стоянного тока, первый компаратор, подключенный своим входом к выходу первого активного фильтра, блок контроля переменного тока, содержит третью ячейку гальванической развязки постоянного тока,

5 которая подключена своим входом к выход- ному выводу датчика переменного тока, второй активный фильтр, подключенный входами к выходным выводам третьей ячейки гальванической развязки постоянного тока, второй и третий компараторы.

подключенные своими входами к выходу второго активного фильтра, логический инвертор своим входом подключен через ограничительный резистор и отсекающий диод к выходу первого компаратора, первый одно- вибратор входом подключен к выходу индикатора напряжения, второй одновибратор своим входом подключен к выходу первого одновибратора, третий одновибратор своим первым входом подключен к инверсному выходу второго.одновибратора, а вторым входом подключен через ограничивающий резистор и отсекающий диод к выходу второго компаратора, четвертый одновибратор своим входом подключен к выходу логиче- ского инвертора, пятый одновибратор своим входом подключен к выходу четвертого

одновибратора, а первый триггер своим R- входом подключен к прямому выходу второго одновибратора, а S-входом подключен к выходу пятого одновибратора и соединен также с выходом первой дифференцирующей цепочки, которая своим входом подключена к источнику питания, второй триггер своим R-входом .подключен через развязывающий диод к выходу логического инвертора, а S-входом подключен к выходу третьего одновибратора и соединен также с выходом второй-дифференцирующей цепочки, которая своим входом подключена к ис- точнику питания, постоянное запоминающее устройство своим первым входом подключено к выходу первого триггера, вторым входом подключено к выходу второго триггера, третьим входом подклю- чено через ограничивающий резистор и отсекающий диод к выходу третьего компаратора, четвертым входом- к первому выключателю постоянного напряжения, а пятым - к второму выключателю постоянно- го напряжения, блок управления встречно- параллельными тиристорами содержит четвертый, пятый и шестой компараторы, шесть операционных усилителей, восемнадцать логических схем И, двенадцать ячеек

усиления импульсов и двенадцать ячеек гальванической развязки переменного тока, входы четвертого, пятого и шестого компараторов подключены к соответствующим входам фильтра опорного напряжения, входы первого и второго операционных усилителей подключены к выходу четвертого компаратора, входы третьего и четвертого операционных усилителей подключены к выходу пятого компаратора, входы пятого и шестого операционных усилителей подключены к выходу шестого компаратора, первые входы первых шести схем И подключены к выходу высокочастотного генератора, а вторые входы соответственно подключены через ограничивающие резисторы и отсекающие диоды к выходам шести операционных усилителей, первые входы нечетных схем Й начиная с седьмой, подключены к первому выходу постоянного за- поминающе го устройства, а вторые их входы соответственно подключены к выходам первых шести схем И, первые входы четных схем И, начиная с восьмой, подключены к второму выходу постоянного запоминающего устройства, а вторые их входы соответственно подключены к выходам первых шести схем И, входы нечетных ячеек усиления импульсов подключены соответственно к выходам нечетных схем И. начиная с седьмой, а входы четных ячеек усиления импульсов подключены соответственно к выходам четных схем И, начиная с восьмой, входы нечетных ячеек гальванической развязки переменного тока подключены соответственно к выходам нечетных ячеек усиления импульсов, а их выходы соответственно подключены к вхбдам: первых трех пар встречно-параллельных тиристоров, входы четных ячеек гальванической развязки переменного тока подключены соответственно к выходам четных ячеек усиления импульсов, а их выходы соответственно - к входам четвертых, пятых и шестых пар встречно-параллельных тиристоров.

V

t-v.

I ,1 .

А

1786618

Использование: электротехника, в частности тиристорные электроприводы шахтных подъемных машин. Сущность изобретения: устройство содержит четырех- стержневой преобразовательный трансформатор с сетевыми обмотками и вентильными обмотками, состоящими из рабочей и форсировочной частей, включенИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристор- ных электроприводах постоянного тока большой мощности.требующих форсированного возбуждения в переходных режи- мах.в частности для механизмов шахтных подъемных машин. Известен статический возбудитель электрических машин, предназначенный ных последовательно между собой. Обмотки своими началами через встречно-параллельно включенные тиристоры соединены с выводами переменного тока первых трехфазных вентильных мостов группы Вперед и Назад, собранных на .базе тиристоров.а концами рабочей части - с выводами переменного тока вторых трехфазных мосто в вентильных групп Вперед и Назад, собранных на базе тиристоров. Устройство содержит также датчик переменного тока, датчик постоянного тока, датчиквыпрямленного напряжения и систему управления встречно-параллельно включенными тиристорами. Наличие четырех- стержневогопреобразовательного трансформатора с двумя частями вентильных обмоток, рабочей и форсировочной, включенных последовательно, и шести пар встречно- параллельно включенных тмристоров с системой управления позволяет создавать кратковременный форсировочный режим, а затем автоматически переходить в рабочий режим. При этом изменяется коэффициент трансформации в 3-4 раза и во столько же раз снижается потребление реактивной мощности статическим возбудителем. 2 ил. для возбуждения гидрогенераторов, выполненный на двух группах шестифазных преобразователей, одна из групп которого работает в период форсировки, а другая в нормальном режиме. Недостатком этой системы является, во- первых, наличие громоздкого уравнительного реактора, достигающего 20% мощности самого преобразовательного у fe Vj 00 х ON 00