Устройство для возбуждения электрической машины Советский патент 1981 года по МПК H02P9/14 H02P7/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления током возбуждения электрических мсШ1ин, преимущественно для регулирования синхронных двигателей малой и средней мощности. Известно устройство для возбуждения электрической машины, содержащее однофазный ненасыщенный линейный дрос сель, однофазный подмагничиваемдй трансформатор тока и корректор напряженияНедостатком этого устройства является низкая точность регулирования большой вес и габариты. Известно также устройство для управления возбуждением электрических машин, которое содержит дроссель, дат чик тока и корректор напряжения, осу ществляющий электрическое суммироваиие сигналов 2. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является устройство для возбуждения электрической машины, содержание суммирующий транс форматор, на магнитопроводе которого размещены обмотка напряжения и токовая обмотка, соединенные с фазными выводами якорных обмоток электрической машины, однофазный полууправляекый мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого подключен к фазным выводам якорной цепи электрической машины, а выход постоянного тока - к обмотке воэбуяздения, блок управления тиристорами полууправляемого мостового выпрямителя, вход которого связан с выходом суммирующего трансформатора, а выход - с цепями уп равления тиристорами 3J. Недостатком этого устройства является большая сложность схемы управления, содержащей большое количество полупроводниковых элементов, дополнительных ИСТОЧНИКОВ питания, развязывающих устройств и т.д. Цель изобретения - упрощение устройства. Цель достигается тем, что в предложенное устройство дополнительно введены два диода и RC-цепочка, а блок управления тиристорами полууправляемого мостового выпрямителя выполнен и на двух герконёос, при этом обмотки управления размещены иа магнитопроводе суммирунадего трансформатора, каждая из них зашунтирована диодом, контакты герконов включены между анодом и управляющим электродом тиристоров полууправляемого мостового выпрямителя, а обмотка напряжения суммирукадего трансформатора подключена к выводам якорной цепи электрической машины через КС-цепь.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства} на фиг. 2 - векторная диагрг1мма МДС обмоток суммирующего трансформатора; на фиг. 3 - эпюры МДС при изменении токов в обмотках суммирующего трансформатора.

Устройство для возбуждения электрической машины состоит из суммирующего трансформатора 1, на магнитопроводе которого расположены токовая обмотка 2, обмотка напряжения 3 и обмотки 4 и 5 управления герконами 6 и 7, замкнутые на диоды 8 и 9. Контакты герконов включены между анодами и управляющими электродами тиристоров 10, 11, образующих совместно с диодами 12 и 13 полууправляемый однофазный мостовой вцпрямитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения 14 электрической машины, например электродвигателя 15. Обмотка напряжения 3 суммирующего трансформатора подключена к фазным выводс1М якорной цепи электрической машины 15 через фазовращающую цепочку 16, выполненную в виде последовательно соединенных резистора 17 .и конденсатора 18, На фиг. 2 .и 3: F(2- МДС от тока в обмотке 2; э МДС от тока в обмотке 3, Ту- суммарная МДС управления , Тф МДС,.при.которой срабатывают герконы; Одг Og, Ос векторы напряжений якорной обмотки электрической машины, Ч. - угол сдвига между векторами Од и Fv угол открытия тиристоров 10 и 11.

Работает устройство для возбуждения электрической машины, в качестве которой использован синхронный электродвигатель, следукядим образом.

Переменное трехфазное напряжение сети прикладывается к клеммам А, В, С, О электродвигателя 15. Одновременно с этим питание получает мостовой выпрямитель и обмотки управления 2 и 3.

Величина постоянного напряжения на выходе выпрямителя регулируется путем управления углом открытия тиристоров 10 и 11. Этот процесс осуществляется герконами б и 7 управление которыми производится магнитным полем обмоток 4 и 5. Момент включения герконов определяется величиной и фазой суммарной МДС управления обмоток 3 и 2.

На фиг. 2 и 3 показано, как происходит регулирование угла открытия тиристоров при изменении нагрузки электродвигателя 15/ Ха актеризуемой двумя параметрами pj. 3 связанными с напряжением и током двигателя. Так для одних значений этих параметров угол открытия тиристоров, соответствующий точке пересечения характеристик и Fy , равен d , а при другом значении этих параметров Oh уменьшается до oi . Аналогичным образом регулирование угла oL может осуществляться путем изменения величины и фазы обоих МДС Fg и Ря.

Для согласования момента включения герконов с полупериодами напряжения положительной полярности на тиристорах

0 обмотки 4 и 5 замкнуты на диоды 8, 9. При этом включение герконов происходит в пределах полупериода напряжения одной полярности под действием пульсирующего электромагнитного поля этих обмоток..

5 Внешний вид выходных характеристик регулйтора определяется фазовым сдвигом векторов Fg и Fg относительно дйуг друга и относительно напряжения Од на тиристорах 10, 11. Поэтому

0 чтобы получить требуемую форму выходной характеристики, обмотки 2 и 3 необходимо включить в соответствующие фазы питающей сети. Наличие в цепи обмотки 3 фазовращающей цепочки 16

5 позволяет производить подрегулировку величины и фазы МДС этой обмотки и устанавливать начальный угол открыти тиристоров, соответствующий холостому ходу электродвигателя 15.

Предложенное устройство позволяет

создать простую и. надежную схему управления при сохранении высокой точHOd H регулирования, а также позволяет использовать устройство в каче- стве регулируемого источника питания

5 в неавтоматическом режиме при отключенной обмотке 2.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения электрической машины, содержащее суммирующий трансформатор, на магнитопроводе которого размещена обмотка на, пряжения и токовая обмотка, соединенные с фазными выводами якорных обмоток электрической машины, однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого подключен к фазным выводам якорной

цепи электрической машины, а выход постоянного тока - к обмотке возбуждения, блок управления тиристорами полууправляемого мостовбго выпрямителя, вход которого связан с выходом

5 суммирующего трансформатора, а выходс цепямр управления тиристоров, о т личающееся тем, что, с целью упрощения устройства, дополнительно введены два диода и RC-цепоч0 ка, а блок управления тиристорами выполнен на двух герконах, при этом обмотки управления герконов расположены на магнитопроводе суммирующего трансформатора и каждая из них за5 шунтирована диодом, контакты герконов включены между анодом и управляющим электродом тиристоров полууправляемого мостового выпрямителя, а обмотка напряжения суммирующего трансформатора подключена к выводам якорной цепи электрической машины через RC-цепь,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 231653, кл. Н 02 Р 9/14, 1968.

2.Максимов Ю.И. и др. Эксплуатация судовых синхронных генераторов, М,, 5 Транспорт, 1969, с. 134-135.

3 Максимов Ю.И. и др. Эксплуатация пудовых синхронных генераторов. М,, Транспорт, 1976, с. 125.

1%

Йиг«7