Устройство для возбуждения синхронногодВигАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02P1/50 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления синхронными электроприводами, и может быть использована во всех областях применения синхронного электропривода, например в металлургической и горнорудной промышленности.

Известно устройство для возбуждения синхронного двигателя, в котором в разрядный резистор соединен с обмоткой возбуждения через параллельно-встречное включение тиристора и неуправляемого диода, а отключение выпрямителя на период асинхронного разгона обеспечивается выключенным состоянием тиристоров в одном из плеч выпрямителя. Определение момента окончания режима асинхронного разгона и необходимые переключения в устройстве осуществляются специальным реле подачи возбуждения, которое реагирует на частоту тока ротора в режиме асинхронного разгона 1.

Указ-анному устройству присущи следующие недостатки. Момент включения выпрямителя, т. е. подачи возбуждения на двигатель, не согласуется с определенным положением ротора относительно поля статора, что не позволяет оптимизировать режим вхождения двигателя в синхронизм. Включение возбуждения При произвольном положении ротора относительно поля статора приводит к излишним колебаниям, к толчкам тока и динамическим нагрузкам при вхождении двигателя в синхронизм. Поскольку момент включения выпрямителя не синхронизирован с определенной полярностью ЭДС в роторной обмотке, то в случае совпадения момента включения выпрямителя с периодом противоположного по полярности напряжения в цепи ротора это приведет как к резким броскам тока, так и вращающего момента двигателя.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для возбуждения синхронного двигателя, обмотка возбуждения которого через первый управляемый ключ соединена с выпрямителем, содержащее разрядный резистор, подключенный через диод и тиристор параллельно обмотке возбуждения двигателя, блок измерения частоты скольжения и фазового положения ротора относительно поля статора, включающий конденсатор, подсоединенный через резистор к стабилизированному источнику питания и шунтированный вторым управляемым ключом, вход которого подсоединен к датчику частоты скольжения ротора, например к обмотке возбуждения, причем общая точка конденсатора и резистора через пороговое устройство и третий

управляемый ключ соединена с управляющим ВХОДОМ первого ключа 2.

Недостаток устройства состоит в его сложности из-за большого количества ключей.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительным диодом, а упомянутый тиристор соединен с общей точкой разрядного резистора и диода через дополнительный диод, выполняя этим самым функции второго управляемого ключа.

На чертеже изображена схема предложенного устройства, где синхронный двигатель 1 подсоединен к клеммам питания 2 и 3 через первый ключ на тиристоре 4, третий управляемый ключ выполнен на тиристоре 5, а второй - на тиристоре 6, который вместе с диодом 7 подключает разрядный резистор к обмотке возбуждения синхронного двигателя 8. Конденсатор 9 через прецизионный резистор 10 соединен сб стабилизированным источником 11 питания.

Кроме того, вход тиристора 5 соединен через стабилитрон 12 с конденсатором 9. Схема содержит дополнительные диоды 13,

14и импульсный трансформатор 15. Работает устройство следующим образом. Включение двигателя 1 и выпрямителя в цепи возбуждения, подающего напряжение на клеммы 2 и 3 происходит одновременно. Но обмотка возбуждения двигателя отключена от выпрямителя, так как тиристор 4 закрыт и может открыться лищь при открывании тиристора 5. Поэтому обмотка возбуждения двигателя через встречно-параллельно включенные тиристор 6 и диод 7 оказывается подсоединенной к разрядному резистору 8. В период непроводящего состояния тиристора 6 конденсатор

9заряжается через прецизионный резистор

10от стабилизированного источника 11 питания. Пока частота ЭДС в роторе достаточно велика, промежутки времени закрытого состояния тиристора 6 малы, конденсатор 9 не успевает зарядиться до напряжения, достаточного для открывания тиристора 5 через стабилитрон 12. Начавщий заряжаться конденсатор 9 периодически разряжается через открывающийся тиристор 6. Когда же ротор достигнет подсинхронной частоты вращения, временные промежутки закрытого состояния тиристора 6 увеличатся до достижения напряжением на конденсаторе 9 величины, достаточной для открывания тиристора 5. Открываясь, тиристор 5 через импульсный трансформатор

15в его анодной цепи обеспечивает подачу сигнала открывания тиристора 4 и шунтирование цепи управляющего электрода тиристора 6, что приводит к подключению выпрямителя к обмотке возбуждения двигателя при запертом тиристоре 6 в цепи разрядного резистора 8 и нужном по условиям вхождения двигателя в синхронизм расположении полюсов статора и ротора, например южного полюса поля ротора под северным полюсом поля статора. Этим обеспечивается благоприятный режим синхронизации, уменьщение толчков тока двигателя и колебаний как частоты вращения, так и

качаний ротора. Немаловажным является и то, что в период луска и в моменты переключений никаких нежелательных коммутационных цепей и вызванных ими дополнительных токов через вентили не возникает. Так, например, отключен полностью в асинхронном разгоне выпрямитель, а его включение происходит при запертом тиристоре в цепи разрядного резистора, и ток выпрямителя через эту цепь никогда не

проходит. Такой режим облегчает работу вентилей и повышает надежность устройства. К тому же описанный порядок работы устройства происходит без каких-либо дополнительных устройств и датчиков, например специальных реле подачи возбуждения.

Упрощение устройства достигается за счет объединения на тиристоре 6 функций двух ключей: шунтирующего конденсатор

и подключающего обмотку возбуждения к гасящему резистору.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения синхронного двигателя, обмотка возбуждения которого через первый управляемый ключ соединена с выпрямителем, содержащее разрядный резистор, подключенный через дяод и

тиристор параллельно обмотке возбуждения двигателя, блок измерения частоты скольжения и фазового положения ротора относительно поля статора, включающий конденсатор, подсоединенный через резистор к

стабилизированному источнику питания и шунтированный вторым управляемым ключом, вход которого подсоединен к датчику частоты скольжения ротора, причем общая точка конденсатора и резистора через пороговый элемент и третий управляемый ключ соединена с управляющим входом первого управляемого ключа, отличающееся тем, что, с целью упрощения, устройство снабжено дополнительным диодом, а указанный тиристор соединен с общей точкой разрядного резистора и диода через дополнительный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петелин Д. П. Автоматическое управление синхронными электродами.-М.: Энергия, 1968, с. 158.

2. Патент Великобритании № 1217564, кл. Н 2J, 1970.