Устройство для возбуждения бесщеточной синхронной машины Советский патент 1982 года по МПК H02P9/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ БЕСЩЕТОЧНОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования возбуждения синхронных машин, в частности генераторов, с целью стабилизации их выходного напряжения.

Известно устройство для бесщеточного регулирования возбуждения синхронных генераторов, содержащее возбудитель - обращенную синхронную машину, к якорной обмотке которой подключен управляемый выпрямитель, питающий обмотку возбуждения управляемого генератора. Сигналы управления для вращающегося выпрямителя формируются с помощью специального генератора управления 1.

Недостатками этого устройства являются необходимость передачи управляющих сигналов через воздушный зазор, а также сложность определения момента выработки управляющего сигнала особенно при изменении в щироких пределах режимов генератора (скорость вращения, величина и характер нагрузки).

Известна также бесконтактная система возбуждения синхронных машин, в которой применен специальный генератор управления, якорная обмотка которого через формирователи импульсов подключена к управляющим электродам тиристоров вращаюш:егося выпрямителя. Плавность регулирования осуществляется путем фазового сдвига

выходного напряжения генератора управления, для чего изменяется величина и направление токов в двух парах взаимно перпендикулярных обмоток возбуждения 2. Недостатками данного устройства являются относительная сложность генератора управления и регулятора напряжения, невозможность обеспечения режима самовозбуждения управляемого синхронного генератора, а также необходимость усложнения схемы при работе в широком диапазоне изменения скоростей вращения, приводного вала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для возбуждения бесщеточной синхронной ма20 шины, содержащее синхронный возбудитель, якорные обмотки которого через двухполупериодный полууправляемый вращающийся выпрямитель с тиристорами в одной группе соединены с обмоткой возбуждения основной синхронной машины, а управляющие электроды тиристоров подключены к катодам разделительных диодов, аноды которых объединены, и вспомогательную синхронную машину, установленную на одном валу с возбудителем, причем якорные обмотки вспомогательной синхронной машины выполнены магнитно независимыми от якорных обмоток возбудителя, и с числом фаз равным числу фаз для якорных обмоток возбудителя, расположены на роторе и подключены к дополнительному двухполупериодному мостовому выпрямителю, выходы постоянного тока которого соединены с нагрузочным резистором 3.

Недостатком известного устройства является сложная схема источника модулирующего сигнала, наличие на роторе специального фильтра, выделяющего высокочастотную составляющую сигнала управления, а также наличие специального ключа для коммутации цепей управления тиристорами.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что плюсовой вывод дополнительного выпрямителя подключен к анодам тиристоров, а минусовой вывод дополнительного выпрямителя соединен с общей точкой анодов разделительных диодов.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Возбудитель представляет собой обращенную синхронную мащину, в пазы статора которой уложены две обмотки возбуждения Г и 2, а на роторе - две якорные обмотки 3 и 4, обмотка 3 вспомогательной синхронной машины и обмртка 4 якоря возбудителя магнитно не связанные друг с другом и выполнены с одинаковым числом фаз.

Якорная обмотка 4 подключена к обмотке 5 возбуждения основного генератора через управляемый выпрямитель 6. Обмотка 3, рассчитанная на меньшую мощность, подключена к нагрузочному резистору 7 через дополнительный выпрямитель 8 и служит для получения напряжения управления. Разделительные диоды 9 предназначены для формирования импульсов управления тиристорами анодной группы выпрямителя 6. Устройство для возбуждения бесщеточной синхронной машины работает следующим образом.

Сигнал об изменении выходного напряжения -основного генератора поступает на обмотку 1 возбуждения. При этом на резисторе 7 с якорных обмоток 3 через выпрямитель 8 выделяется напряжение управления, которое поступает на разделительные диоды 9, где происходит сравнение его с линейными напряжениями, питающими силовой выпрямитель 6,.и формируются сигналы управления, поступающие на тиристоры выпрямителя 6. Следовательно, изменение

напряжения обмотки 1 возбуждения приводит к изменению моментов открытия тиристоров, т. е. происходит фазовое управление выпрямителем 6, что приводит к изменению напряжения на обмотке 5 возбуждения. Постоянная времени канала управления может быть выполнена значительно меньше постоянной времени силовой цепи, что объясняется повыщенной полюсностью, меньщей мощностью и, следовательно, больщ-ими конструктивными возможностями повышения быстродействия этого канала. Такое устройство не чувствительно к изменениям скорости приводного вала, так как сигналы управления тиристорами вращающегося выпрямителя 6 формируются непосредственно напряжением, питающим выпрямитель. Такой возбудитель позволяет осуществлять режим самовозбуждения управляемого генератора без применения посторонних источников электропитания. Для этого достаточно отключить обмотку 1 возбуждения, при этом управляющие электроды тиристоров выпрямителя 5 оказываются подключенными через диоды 9 и сопротивление 7 к своим анодам, что обеспечит тиристорам диодный режим

работы. JФормула изобретения

Устройство для возбуждения бесщеточной синхронной машины, содержащее синхронный возбудитель, якорные обмотки которого через двухполупериодный полууправляемый вращающийся выпрямитель с тирисо торами в одной группе связаны с обмоткой возбуждения основной синхронной машины, а управляющие электроды тиристоров подключены к катодам разделительных диодов, аноды которых объединены, и вспомогательJ ную синхронную мащину, установленную на одном валу с возбудителем, якорные обмотки вспомогательной синхронной мащины выполнены магнитно независимыми от якорных обмоток возбудителя и с числом фаз, равным числу фаз якорных обмоток возо будителя. расположены на роторе и подключены к дополнительному двухполупериодному мостовому выпрямителю, выходы постоянного тока которого соединены с нагрузочньш резистором, отличающееся те.м, что, с целью упрощения, «плюсовой вывод дополнительного выпрямителя подключен к анодам тиристоров, а «минусовой вывод дополнительного выпрямителя соединен с общей точкой анодов разделительных диодов.

oИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3682628, кл. Н .02 Р 9/14, 1974.

2.Рубинраут А. М. Бесконтактная система возбуждения синхронных электрических машин с управляемыми кремниевыми вентилями. - «Электричество, № 5, 1965.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2725159/24-07, кл. Н 02 Р 9/14, 1979.

Ы

s

«

f

5

АДА

1

I

L