Регулятор возбуждения для электрических машин переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P9/30 

I

Изобретение относится к электроте.хнике и может быть использовано для регулирования оборотов электродвигателей или частоты электромашинных преобразователей, а также регулирования напряжения син.хронных генераторов.

По основному авт. св. jYo748776 известен регулятор возбуждения для электрических машин переменного тока, содержаш.ий выходной усилитель, выполненный в виде двухтактного транзисторного ключа с токовыми трансформаторами в цепи положительной обратной связи, каждый из которых снабжен управляющей обмоткой, измерительный орган, вход которого подключен к фазам якорной обмотки электрической машины, и источник питания, к выходу которого через выходной усилитель подключена обмотка возбуждения электрической машины. Токовые трансформаторы снабжены обмотками синхронизации, соединенными между собой встречно-последовательно и через RC-цепочку подключенными к фазам якорной обмотки электрической машины, управляющие обмотки токовых трансформаторов через развязывающие диоды соединены параллельно между собой и через эмиттерноколлекторный переход управляющего транзистора подключены к источнику питания, а выход измерительного органа подключен к управляюще.му входу управляющего транзистора. При пуске двигателя управляющий транзистор открыт и ток в обмотке возбуждения равен нулю, при этом пусковой ток якоря максимальный 1.

При достижении частоты вращения близкой к номинальной сигналом от измерительного органа частоты управляющий транзистор должен быть закрыт, но за счет пос10тоянной времени заряда цепочки обратной связи управляющий транзистор остается открыты.м и. следовате,тьно. ток в об.мотке возбуждения двигателя равен нулю, частота вращения увеличивается выше номинальной

15 и увеличивается пусковой ток якоря, 4Ti:i .iщает работу щеточно-коллскториого y.ia и потребителей, т. е. снижает падежносгь.

Це,тьк) изобретения является повышение надежности устройства за счет мс11ьп;ен11я заброса частоты при пуске двигате,;я.

20

Постав,1енная це,пь достигается тех:, что в устройство дополнительно введены последовательная RC-цепь, коммутатор п резистор, при этом крайние выводы RC-цепи подключены между базой и коллектором управляющего транзистора, а точка соединения резистара и конденсатора RC-цепи соединена с «минусом источника питания через дополнительный резистор и коммутатор.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема регулятора возбуждения.

Регулятор содержит измерительный орган частоты 1, соединенный с входом управляющего транзистора 2, который подключен через развязывающие вентили 3 и 4 к управляющим обмоткам 5 и 6 токовых трансформаторов 7 и 8. Обмотка возбуждения 9, охваченная шунтирующим вентилем 10, подключена через транзисторные ключи 11 и 12 к источнику питания. В выходную и входные цепи транзисторов ключей 11 и 12 включены коллекторные обмотки 13 и 14 и обмотки 15 и 16 токовых трансформаторов 7 и 8. Синхронизирующие обмотки 17 и 18 токовых трансформаторов через RC-ueпочку 19 подключены встречно-последовательно к источнику регулируемого неременного напряжения. Между коллектором и базой транзистора 2 включена дополнительная RC-цепочка из конденсатора 20 и резистора 21. К точке соединения конденсатора 20 и резистора 21 подключен резистор 22, который через коммутирующий элемент 23 соединен с «минусом источника питания. Коммутирующий элемент 23 управляется управляющим блоком 24.

Регулятор возбуждения работает следующим образом.

В начальный мо.мент пуска транзистор 2 открыт сигналом с измерительного органа частоты 1, при этом напряжение на конденсаторе 20, равное напряжению на переходе коллектор-база транзистора 2, мало, ток в управляющих обмотках 5 и 6 максимальный, сердечники токовых трансформаторов 7 и 8 насыщены, силовые транзисторы 11 и 12 закрыты. Ток через обмотку возбуждения 9 двигателя равен нулю. Коммутирующий элемент 23 в начальный момент замкнут. Происходит заряд конденсатора 20 по цепи: плюс источника, обмотки 5 и 6, диоды 3 и 4, конденсатор 20, резистор 22, коммутирующий элемент 23, минус источника. Напряжение на конденсаторе 20 растет, а следовательно, и напряжение коллектор-база транзистора 2 растет. Транзистор 2 начинает яодзапираться, уменьщается ток через управляющие обмотки 5 и 6. Транзисторы 1 1 и 12 начиинают работать в ключевом режиме с малым коэффициентом заполнения,

появляется ток в обмотке возбуждения 9 двигателя, и пуск двигателя происходит плавно, без заброса.

По истечении определенного времени, которое определяется оптимальным запус.. ком, управляющий блок 24 отключает коммутирующий элемент 23, и заряд конденсатора 20 прекращается. В нормальном режиме работы конденсатор 20 и резистор 21 выполняют функции гибкой отрицательной обратной связи, а управление транзистором 2

осуществляется от измерительного органа частоты 1. Постоянную времени заряда конденсатора 20 определяет резистор 22. В качестве коммутирующего элемента 23 и управляющего блока 24 можно использовать реле, которое шунтирует пусковое сопротивление якорной обмотки при двухступенчатом пуске двигателя.

Оптимальный запуск происходит при токе через обмотку возбуждения двигателя, равном номинальному. При этом снижаются

5 на 30% пусковые амперсекунды якорной обмотки двигателя и практически отсутствует заброс по частоте, что повышает надежность работы регулятора.

Формула изобретения

Регулятор возбуждения для электрических машин переменного тока по авт. св. № 748776, отличающийся тем, что, с целью

35 повышения надежности, дополнительно введены последовательная RC-цепь, коммутатор и резистор, при этом выводы RCцепи подключены между базой и коллектором управляющего транзиистора, а точка соединения резистора и конденсатора RC40 цепи, соединена с «минусом источника питания через дополнительный резистор и коммутатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 748776, кл. Н 02 Р 9/30, 27.12.78.