Устройство для управления возбуждением синхронного двигателя Советский патент 1976 года по МПК H02P7/58 H02P1/46 H02P9/14 

Изобретение касается преобразования электрической энергии, в частности относится к системам управления возбуждением синхронных двигателей в пусковых аварийных режимах. Известны схемы управления возбуждением синхронных двигателей, включающие возбуждение в функции скольжения ротора и содержащие схему измерения периода ЭДС скольжения, наведенной в обмотке ротора в пусковом режиме 1. Известна также схема управления возбуждением синхронных двигателей, содержащая релейный датчик периода скольжения 2. Однако отсутствие временной блокировки от отключения возбуждения при провороте ротора синхронного двигателя во время входа в синхронизм снижает надежность электропривода в пусковых режимах. Кроме того, в известных устройствах существует зависимость момента включения возбуждения не только от частоты скольжения, но и от амплитуды напряжения на роторе, что затрудняет «астройку устройства и делает ее зависимой от типа синхронного двигателя. Цель изобретения - повысить наделсность пуска. Это достигается тем, что параллельно выходу схемы измерения частоты скольл ения включена цепь временной блокировки, состоящая из конденсатора, щунтированного последовательно соединенными нормально закрытым контактом исполнительного реле и резистором, причем нормально открытый контакт исполнительного реле включен последовательно с конденсатором, диодом и обмоткой исполнительного реле, а анод диода соединен с другим концом обмотки исполнительного реле через резистор. На чертеже приведена схема устройства. Обмотка возбуждения 1 синхронного двигателя 2 включена на выход источника постоянного напряжения 3. В цепь обмотки возбуждения включено токовое реле 4 с герконом 5. Пусковое сопротивление 6 включено параллельно обмотке возбуждения 1 при помощи устройства 7. Схема измерения периода скольжения состоит из резистивно-емкостной цепи 8, 9, коммутирующего транзистора 10, резистора 11, стабилитрона 12, транзисторов 13 и 14, исполнительного реле 15. Цепь временной блокировки состоит из конденсатора 16, резисторов 17 и 18, диода 19, контактов 20 и 21 реле. Нормально открытый контакт 22 реле включен в цепь управления источником постоянного напряжения 3. Во время пуска двигателя 2 в обмотке возбуждения 1 наводится переменная ЭДС, период которой увеличивается с уменьщением

скольжения. На период пуска пусковое сопротивление 6 подключается к обмотке ротора 1 при помощи устройства 7. Геркон 5, управляемый током, протекающим через обмотку реле 4, срабатывает в каждый полупериод ЭДС, иаводимой в обмотке возбуждения 1. Коптакты геркопа 5 шунтируют цепь эмиттербаза транзистора 10, запирая транзистор 10 на время замыкания контактов. Обмотка реле 4 содержит количество витков, достаточное, чтобы контакты геркона 5 были замкнуты при токе в пепи 1-6 порядка нескольких ампер. Это приводит к независимости момента срабатывания геркона 5 от амплитуды тока в цепи 1-6 и устраняет необходимость градуировки схемы измерения частоты скольжения в зависимости от типа синхронного двигателя. Когда контакты геркона 5 разомкнуты, транзистор 10 открыт током базы, протекающим по цепи скольжения.

На конденсаторе 9 формируется пилообразное напряжение, крутизна нарастания которого регулируется резистором 8, а длительность и амплитуда зависят от времени замыкания контактов геркона 5 и возрастают с уменьшением скольжения. Когда амплитуда напряжения на конденсаторе 9 сравняется с напряжением пробоя стабилитрона 12, транзисторы 13 и 14 открываются, исполнительное реле 15 срабатывает и включает источник напряжения 3, подавая возбуждение в цепь ротора. При этом устройство 7 отключает пусковое сопротивление 6, контакт 20 исполнительного реле замыкается, а контакт 21 размыкается. Конденсатор 16 начинает заряжаться через резистор 18. Во время переходного режима непосредственно после момента включения возбуждения ток ротора может совершить колебание с переходом через ноль, при этом контакты геркона 5 размыкаются, конденсатор 9 разряжается через тиристор 10, и транзистор 14 запирается. Параметры зарядной цепи 18-16 выбраны такими, что к моменту окончания переходного процесса процесс заряда конденсатора 16 не окончен, и реле 15 остается включенным, даже если транзистор 14 закрыт.

По окончании переходного процесса контакты геркона 5 замыкаются под воздействием поля тока возбуждения, конденсатор 9 заряжается и реле 15 получает питание по цепи транзистора 14. Диод 19 служит для того, чтобы при открытом транзисторе 14 конденсатор 16 не разряжался. Тогда при выпадении двигателя из синхронизма в момент первого перехода тока ротора через ноль, контакты геркона 5 размыкаются, реле 15 обесточивается и возбуждение отключается. При этом конденсатор 16 быстро разряжается через контакт 21 и резистор 17. При аварийном обрыве цепи возбуждения реле 4 обесточпвается, контакты геркона 5 размыкаются и возбуждение отключается. Таким образом, устройство используется в качестве быстродействующего реле обрыва поля.

Формула изобретения

Устройство для управления возбуждением синхронного двигателя, содержащее пусковое сопротивление, релейный датчик периода

скольжения, включенный последовательно в цепь ротора, схему измерения частоты скольжения и исполнительное реле, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности пуска, параллельно выходу схемы измерения частоты скольжения включена цепь временной блокировки, состоящая из конденсатора, шунтированного последовательно соединенными нормально закрытым контактом исполнительного реле и резистором, причем

нормально открытый контакт исполнительного реле включен последовательно с конденсатором, диодом и обмоткой исполнительного реле, а анод диода соединен с другим кон цом обмотки исполнительного реле через р

зистор.

Источники информации, принятые во вш мание при экспертизе:

1. Патент США № 3539890, кл. 318-181, 1967.

2. Петелин Д. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных двигателей, М.-Л., «Госэнергоиздат, 1961, стр. 97-98.

--zz

18