Устройство для защиты синхронного двигателя Советский патент 1980 года по МПК H02H7/08 H02K29/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в элек роприводах с использованием бесконтак ньж синхронных двигателей. В бесконтактных синхронных двигате лях (БСД) с возбудителем переменного тока и вращающимся выпрямительным мостом контроль наличия возбуждения не может быть выполнен с помощью простых .средств, например реле, подключенного к выводам обмотки возбуждения двигателя, так как обмотка не имеет выводов во внешнюю цепь двигателя. Однако контроль наличия возбуждения БСД необходим, так как при потере или ре ком уменьшении тока возбуждения БСД из-за выхода из строя полупроводниковых вентилей или по другим причинам двигатель переходит в режим недовозбуждения, потребляет большой ток из сети, имеет низкую перегрузочную способность и может выпасть из синхрони ма или выйти из строя из-за перегрева Ввиду того, что основной причиной потери или резкого уменьшения тока возбуждения является выход из строя полупроводниковых вентилей, расположенных на валу двигателя, известные устройства контроля возбуждения осуществляют контроль исправности вентилей во время работы двигателя. Известно устройство для контроля работы вращакщегося выпрямителя, работающее По принципу индукционного селективного измерения токов в параллельных с диодами цепях 1. В комплекс входят индуктивные датчики и ,полупроводниковая схема, включающая усилитель, счетчик импульсов а также сигнализирующее устройство. Главными недостатками этого устройства являются сложность, громоздкость и малая надежность, обусловленная тем, что одна часть устройства расположена на роторе двигателя, а другая - на стационарной части установки. Известно также устройство, где для защиты синхронного двигателя используется электромагнитная муфта, установленная между двигателем и механизмом 2 . Обмотка возбуждения муф-. ты подключена непосредственно к напряжению сети. Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату .

Недостаток ycxpofijTsa состоит в том, что оно сложно и не обеспечивает контроль возбуждения двигателя. Это снижает надежность электропривода

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности.

Это достигается тем, что в устройстве для защиты синхронного двигатвля, содержащем обмотку возбуждения, подключенную к диодному мосту, который подсоединен к ротору возбудителя электрическую муфту, установленную между двигателем и механизмом, датчик скорости на валу механизма, причем выход последнего соединен со схемой управления силовым контактором, обмотка управления муфты подсоединена параллельно обмотке возбуждения двигателя.

Такое подключение обмотки управления муфты исключает необходимость в отдельном источнике питания с соответствующей аппаратурой управления и осуществляет бесконтактный токопровод к обмотке управления муфты.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема бесконтактного синхронного двигателя с подключенным элементом управления муфтой; на фиг. 2 - структурная схема поясняюща принцип действия устройства защиты БСД от аварийных режимов при потере возбуждения.

Статор бесконтактного синхронного двигателя 1 подключен к сети переменного тока через силовой контактор 2. Возбудитель конструктивно объединен с синхронным двигателем 1 и располагается под общим с ним кожухом. Возбудителем бесконтактного синхронного двигателя 1 является трехфазная асинхронная машина 3, обмотка статора которой подключена к вторичной обмотке дроссель-трансформатора 4. Первичная обмотка дроссель-трансформатора 4 включена в цепь статора двигателя 1. С помощью такой схемы осуществляется автоматическое регулирование тока статора возбудителя - асинхронной машины 3, а следовательно, и тока возбуждения БСД в функции величины и фазы тока статора двигателя 1 (фазовое компаундирование).

Обмотка ротора возбудителя 3 подключена через выпрямительный мост 5 к обмотке 6 возбуждения двигателя 1.

Обмотка управления муфты 7 подсоединена параллельно обмотке воз-.буждения б двигателя 1.

На валу механизма 8 (см. фиг. 2) расположен датчик 9 скорости, электрический сигнал от которого поступает на промежуточное реле 10. Реле 10 имеет контакт в цепи катушки силового контактора 2, с, помощью которого двигатель отключается от сети.

При незначительных изменениях в схеме автоматического регулирования возбуждения вместо асинхронного возбудителя может быть применен синхронный возбудитель или кольцевой вращающийся трансформатор.

При потере или резком уменьшении напряжения питания обмотки возбуждения 6, соответственно исчезает или резко уменьшается напряжение питания обмотки управления муфты 7, следствием чего является уменьшение сил сцепления между ведомой и ведущей частями муфты 7, скорость вращения механизма 8 уменьшается. Скорость вращения механизма контролируется датчиком 9 скорости, который в случае падения скорости вращения механизма, ниже определенного предела, выдает сигнал 5 на промежуточное реле 10, контакт

которого имеется в цепи силового контактора 2 и происходит отключение двигателя от сети.

При выпадении двигателя из синхронизма в случае, если нагрузка на валу превышает перегрузочную способность двигателя 1, уменьшается скорость вращения всего электропривода, схема защиты срабатывае.т таким же образом, и двигатель отключается от сети. Повторный пуск двигателя 1 выявлйет причину его отключения. Если двигатель 1 был отключен из-за потери возбуждения, то повторный запуск механизма не состоится, так как мах- нитный поток в муфте 7 будет недостаточным для полного сцепления ведомой и ведущей частей муфты,Если же двигатель 1 был отключен из-за того, что нагрузка на валу больше максимального момента двигателя 1, то механизм может быть запущен, если нагрузка на валу будет снижена. На время пуска двигателя 1 схема его отключения, рабо.тающая по сигналу от .датчика скорости, должна быть заблокирована. Двигатель 1 запускается в асинхронном режиме, на статор возбудителя - асинхронной машины 3 напряжение не подается, и соответственно обесточены обмотка 6 возбуждения двигателя 1 и обмотка управления муфты 7. Поэтому крутящий момент двигателя не передаете на вал механизма и механизм остается неподвижным. При переводе двигателя 1 в синхронный режим возбудитель асинхронная машина 3 подключается к сети, получает питание обмотка б возбуждения и обмотка управления муфты 7, в результате чего двигатель 1 втягивается в синхронизм,и автоматически производится наброс нагрузки.

Таким образом, устройство упрощается за счет обмотки управления муфты, подключенной параллельно обмотке возбуждения, а за счет исключения дополнительного выпрямительного устройства и осуществляется контроль работоспособности цепи возбуждения синхронной машины.

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного двигателя, содержащее обмотку возбуждения, подключенную к диодному мосту, который подсоединен к ротору возбудителя, электрическую муфту, установленную между двигателем и механизмом, датчик скорости, установленный на валу механизма, причем выход последнего соединен со схемой управления силовым контактором, отличающееся

тем, что, с целью упрощения и повышения надежнбсти, обмотка управления муфты подсоединена параллельно обмотке возбуждения Двигателя,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.патент ФРГ № 1.232.252, кл. 21 d Т 27.07.67.

2.Барков Н. Н. Электропривод летательных аппаратов, М., Машинострое0ние, 1967, с. 380-390.