Устройство для пуска и реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Советский патент 1977 года по МПК H02P9/14 H02P1/46 

Это достигается -тем, что в устройстве для пуска и реверсивноапо беощеточного возбуждения синхронной машины, содержащем совмещенный синхронно-асинхронный двигатель-возбудитель, обмотка воэбуждения синхронной части которого соединена с управляемым выпрямителем, а обмотка якоря подключена к обмотке роторй асинхронного двигателя-возбудителя и к вращающемуся выпрямителю в канале положительного возбуждения синхронной машины, асинхронный )двигатель-возбудитель, обмот ка ротора которого включена на вpaвJ aюшийся ;выпрямитель в канале отрицательного возбуждения синхронной машины, статорные обмотки асин: фонных двигателей-возбудителей соединены между собой через индивидуальные выключатели, причем их общие точки подсоединены к двухпозиционному переключателю, пусковые контакты которого подключены к .- сети переменного тока, а рабочие через управляемый преобразовательк обмотке якоря синхронной машины.

На чертеже изображена j принципиальная схема предложенного устройства.

На схеме} 1 - обмотка якоря основной синхронной машины; 2 - обмотка положительного возбуждения основной синхронной мащины; 3- обмотка отрицательного возбуждения основной синхронной машины; 4, 5 - силовые трансформаторы; 6 - вращающийся выпрямитель канала положительного возбуждения; ,7 - вращающийся выпрямитель канала отрицательного возбуждения; 8 - обмотМ ка возбуждения синхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения; 9 - защитное сопротивление; 10 - об мотка якqpя синхронного двигателя-возбудителя канала псяожительного возбуждения; 11 - обмотка ротора асинхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения; 12 - обмотка статора асинхронно го двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения; 13 - обмотка ротора асинхронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения; 14 - обмотка статора асинхронного двигателя-воэбудителя канала отрицательного возбуждения; 15 - неподвижный преобразователь; 16 - не подвижный выпрямитель; 17., 18 - выключатели каналов отрицательного и положительного возбуждения; 19 двухпозиционный переключатель; 20 - авгомагаческий регулятор возбуждения (АРВ) с системами упра&- ления неподвижным выпрямителем и непод- вижным преобразовамелем; 2 о. - входной АРВ; 22 - зход синхронизации системы управления F-JC-JI.DM. выпрямителем:

23 - вход синхронизации системы управления неподвижным преобразователем.

В данном устройстве обмотка 10 якоря синхронного двигатегч-возбудителя и обмотка 11 ротора асинхронного двигателя-возбутеля канала положительного возбуждения включены на вход вращающегося (диодного) выпрямителя 6,выход которого присоединен к обмотке 2 положительного возбуждения основной синхронной машины. Обмотку возбуждения 8 синхронного двигателя-возбудителя шунтированная защитным сопротивлениел 9, подключена к выходу неподвижного выпрямителя 16, вход которого через силовой тpaнcфopJ Iaтop 4 подключен к обмотке 1 якоря основной синхронной мащины. Обмотка 12. статора асинхронного двигателявозбудителя канала положительного возбуждения в пусковых режимах через выключатель 18 и пусковые контакты двухпозиционного переключателя 19 подключается к сети переменного тока, а в нормальных режимах через выключатель 18 и рабочие контакты переключателя 19, неподвижный преобразователь 15 и силовой трансформатор 5 эта обмотка подключается к обмот ке 1 якоря основной синхронной машины. Обмотка 13 ротора асинхронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения включена вращающегося f диодного)выпрямителя 7, выход которого присоединен к обмотке 3 отрицательного возбуждения основной синхронной машинь1. Обмотка статора 14 асинхронного двигтеля-возбудителя канала отрицательного возбуждения через соответствующий выклюь чатель подсоединяется к двухпозиционному переключателю 19, которым производятся переключения, аналогичные переключениям канала положительного возбуждения, в зависимости от режима работы основной синхронной машины.

Выход системы управления неподвижным (тиристорным) вьтрямителем присоединяется к управляющим электродам этого выпрямителя. Выход системы управления , неподвижным (симисторным) преобразователем присоединяется к управляющим электродам этого преобразователя.

При пуске основной синхронной машины обмотка|12 статора асинхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения и обмотка 14 статора асинхронного двигатеш.-возбудителяканала отрицательного возбуждения через свои выключатели 18, 17 и двухпозиционный переключатель 19 подключаются к сети переменного тока и отключаются от неподвижного преобразователя 15. В процессе разгона ротора основной синхронной MaiunHt.i управляющие сигналы на электроды неподвижного тиристорного выпрямителя 16 не подаются, и он находится в закрытом состоянии. Предположим, что при пуске в канале положительного возбуждения имеется кас- кадньй асинхронно-синхронный двигатель, а в канале отрицательного возбуждения - асинхронный двигатель. Пусковой момент образуется за счет токов, протекаюдщх в контурах обмоток 14, 13 и эквивапентного сопротивления обмотки 3 отрицательного возбуждения основной синхронной машины, приведеннсгв к стороне переменного тока диодного выпрямителя 7, обмотки 12, обмоток 11, 10 и эквивалентного сопротивления обмотки 2 положительного возбуждения основной синхронной машины, приведенного к стороне переменного тока диодного выпрямителя 6, в контуре обмотки 8 и защитного сопротивления 9. После достижения ротором подсинхронной скорости основная синхронная машина включается в сеть способом самосинхронизации. По окончании процесса синхронизации для работы основной синхронной машины в режиме положи тельного возбуждения обмотка 14 статора аси хронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения выключателем 17 от клю ается от двухпозиционного переключателя 19, который переключается в рабочее пол жение, т. е. отключает обмотку 12 статора асинхронно-синхронного двигателя-возбудите ля канала положительного возбуждения от ce ти переменного тока и подключает ее к неподвижному симисторному преобразователю 15. Одновременно с этим системы упра&ления неподвижным тиристорным выпрямителем и неподвижным симисторным прео&разоватёлем устанавливают углы регулирю- рания соответственно тиристоров и симисторов в рабочее положение для осуществления двухгруппового регулирования тока возбуждения основной синхронной машины. В статичес- ких режимах работы при положительном возбуАдении основной синхронной машины тирио торный выпрямитель 16 является рабочей группой, обеспечивая номинальную мощность в обмотке возбуждения. Симисторы неподвиж ного преобразователя 15, являющегося фор- сировочной группой, в нормальном режиме положительного возбуждения практически зак рыты и открываются АРВ и системой управления для обеспечения режимов форсирования возбуждения. Наличие рабочей и форсировойной групп вентилей позволяет получать высокий коэ({)фи1шент мощности сиЕцсронно-асинхроиного двигателя-возбудителя, более высокое использование активных материалов и за счет этого - повышенный КПД. Кроме того, наличие двухгруппового регулирования возбуждения и гальваническое разделение групп дает возможность получать повышенные потолки возбуждения и тем самым повыиать динамическую устойчивость (основной синхрон ной машины. При этом обмотки 12 и 11 сбответственно статора и ротора асиюфонной части асинхронно-синхронного двигателя-воз-i будителя, подключа1 1щие группу форсирования, имеют малую постоянную времени и обеспечи:вают высокое быстродействие в динамических режимах. Для работы ,1 машины в режиме отрицательного возбуждения обмотка 12 статора аси хронно-синхронного двигателя-возбудителя отключается выключателем 18 от двухпсхзиционного переключателя 19, который пе реводится в рабочее положение, т. е. подключает обмотку 14 статора асинхоонного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения к неподвижному симисjторному преобразователю 15. Одновреме но с этим системы управления осуществляют закрытие неподвижного тиристорного выпрямителя 16 и открытие до заданного уровня неподвижного симисторного преобразователя 15. Форсирование возбуждения осуществляется полным открытием симис- торного преобразователя 15. Двухгрупповое регулирование в режиме отрицательного возбуждения не является необходимостью, так как этот режим сравнительно редок с эксплуатационной точки зрения, Одним из основных положительных качеств устройства является возможность гашения поля в обмотке возбуждения основной синхронной машины. Гашение поля при работе мащины в режиме положительного возбуждения| осуществляется переводом неподвижного тиристорного вьшрямитеяя 16 в инверторный режшу с одновременным включением выключате хя 17 ц полным |открытие |1неподвижного симис- торного преобразователя 15 для создания максимальньис отрицательных ампер-витков с целью компенсации рабочих положительных ампер-внтков возбуждения. При работе машины в режиме отрицательного возбуждения гашение поля осуществляется- полным закрытием симисторного преобразователя 15 с одновременным папным открытием Henojfiвижного тиристорного выпрямителя 16 для создания максимальных-положительных ампер-витков с целью компенсации рабочих отрицательных ампер-витков возбуждения.