Устройство для возбуждения бесконтактной синхронной электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02P9/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

БЕСКОНТАКТНС СИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в алект рическом приводе с синхронными машинами и в системах возбуждения электрических машин.

Известно устройство для возбуждения синхронной машины от управляемого полупроводникового преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуз дения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмотки, создающей встречное поле tl .

Однако наличие дополнительной обмотки и схемы ее питания усложняет электрический привод.

Известно устройство для возбуждения синхронного электродвигателя от тиристорного преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуждения достигается переводом тиристорного преобразователя в инверторный режим, при котором в цепь обмотки возбуждения вводится встречная ЭДС, а пусковые режимы и зашита обмотки от nepeHanj -,

ЖЕний в этих режимах достигается применением пускозащитной цепи, составленной из встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резистором 2 .

Однако режим форсированного гашения поля возбуждения в этом устройстве не может быть осуществлен при корот-, ких замыканиях, сопровождающихся глубокой посадкой напряжения или его исчезновением ( отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины). Необходимость контроля наличия тока в пускозащитной цепи перед синхронизацией во юбежание перегрева разрядного резистора током возбудителя снижает надеж ность схемы и усложняет систему.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для возбуждения бесконтактной синхронной электрической машины, содержащее управляемый преобразователь, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения узел гашения поля, вьшолненный в виде последовательно соединенных между собой конденсатора и racsnuero тиристора, анод которого соединен с минусовым выводом преобразователя, а свободный вывод конденсатора с плюсовым выводом преобразователя, блок управления вентилями преобразователя, связанный с блоком управления гасящим тиристором, имеющим замыкающий выходной контакт, цепь из зарядного резистора и зарядного диода, соединенные последовательно между собой, при этом анод диода подключен к общей точке соединения конденсатора и гасящего тиристора, а свободный вывод резистора подключен к минусовому выводу управляемого преобразователя, а также последовательно соединенные между собой защитный диод и разрядный резистор пускозашитной цепи, причем один вывод разрядного резистора соединен с плюсовым выводом управляемого преобразователя, а второй вьгаод подключен к катоду защитного диода 3 В этом устройстве процесс гашения магнитного поля достигается путем коле бательного разряда конденсатора, вклк чаемого гасящим тиристором с автономHbiN-r источником отпирающего сигнала, на обмотку возбуждения синхронного электродвигателя. Пусковые режимы и защита обмотки возбуждения от перенапряжений в этих режимах достигаются применением пускозашитной цепи, состав ленной из встречно-параллельно включен ных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резистором, что усложняет устройс-гео. Кроме того необходим контроль наличия тока, протекающего через тиристор пускозашитной цэпи перед синхронизацией и в наличие специального автономного источника отпирающего сигнала для управления гасящим тиристором. Пель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель, достигается тем, что дополнительно введены последовательно соединенные межпу собой диод, резистор и стабилитрон, при этом диод и стабилитрон включены встречно по отношению орут к другу, анод стабшштр на через замыкающий контакт ключа блока управления гасяшим. тиристором соединен с управл5псш1нм электродом га сящего тиристора, а аНод дополнительно заеденного диода соединен с минусовым выводом управляемого преобразователя. 74 анод защитного диода пускозащитной цепи подключен к общей точке соединен кия конденсатора и тиристора узла гашения поля. На чертеже представлена прт1шшиальная электрическая схема устройства для возбуждения бесконтактной синхронной электрической машины. Устройство для возбуждения бесконтактной синхронной электрической машины с обмоткой 1 возбуждения содержит управляемый преобразователь 2, выход которого подключен к обмотке возбуждения 1. К плюсовому выводу преобразователя 2 подключен вывод коммутирующего конденсатора 3, последовательно с которым включен гасящий тиристор 4, анод которого соединен с минусовым выводом преобразователя 2, Конденс атор 3 и тиристор 4 образуют узел гашения поля возбуждения синхронной машины. Параллельно обмотке 1 возбуждения включена цепь из последовательно соединенных между собой зарядного диода 5, за- рядного резистора 6, защитного диода 7 и разрядного резистора 8, Диоды 5и7 объединены между собой анодами и общая точка соединений юс анодов подключена к общей точке соединения конденсатора 3 и тиристора 4. Свободные выводы резисторов 6 и 8 подключены соответственно к минусовому и плюсовому вьгоодам преобразователя 2. Управление преобразователем 2 производится от блока 9 управления вентилями преобразователя, а управление гасящим тиристором 4 от блока 1О. Управлs ющий электрод тиристора 4, через последовательную цепочку, состоящую из замыкающего, контакта ключа 11 блока 10 стабилитрона 12, резистора 13 и диода 14 соединяется с минусовым вьгоодом преобразователя 2. Между блоками 9 и 1О имеется функциональная. связь. Предварительно заряженный конденсатор 3 узла гашения поля предназначен для прерывания тока управляемого преобразователя .2, форсированного снижения его величины в контуре возбуждения и используется как автономный источник отпирающего сигнала для управления гасяшим тиристором 4 при нормальных и аварийных режимах гашения поля, а также как элемент пускозащитной цепи. Диод 14 Предназначен для устранения разр5ша перезаряженного конденсатора 3 через управляющий переход гасяшего тиристора 4. Токоограничивающий резистор 13 ог раничивает степень разряда конденсатора 3 при подаче управляющего сигнала на гасяший тиристор 4. Стабилитрон 12 ограничивает напряжение на управл5пощем электроде гасящего тиристора 4. Ключ 11 блока 10 управления гасяшим тиристором может быть вьшолнен в виде контакта электрического аппарата, а также с использованием герконов или бесконтактных элементов. Устройство работает следующим образом. На время асинхронного запуска синхронной машины с-нкмакгся управляющие импульсы с вентилей преобразователя 2 блоком 9, а ключом 11 блока Ю за- мьпсается цепь управления гасящим тиристором 4. Одна полуволна пускового тока от ЭДС обмотки возбуждения замыкается через гасящий тиристор 4 и конденсатор 3, защунтированный диодом 7 и резистором 8, а другая - замыкается через коммутирующий конденсатор 3, пускозарящные диод 5 и резистор 6, обеспечивая предварительный заряд конденсатора 3. Кроме того, заряд конденсатора 3 происходит при включении управляемого преобразователя 2 через диод 5 и резистор 6. При достижетгаи подсинхронной скорости ключ 11, управляемый от блока 1О, размыкает цепь управления тиристором 4, а блок 9 подает управл5пощие импульсы на ве1;тили преобразователя 2, в результате чего двигатель втягивается в синхронном. Форсированное гашение магнитного , поля осуществляется следующим образом С помощью блока 9 снимаются управ ляющие ИМПУЛЬСЫ с преобразователя 2, а блок 10 замыкает ключ 11 в цепи управления гасящего тиристора 4 и на управляющий электрод последнего поступает отпирающий сигнал от предваритель но заряженного кноденсатора 3 по цепи плюсовая обкладка конденсатора 3 - обмотка возбуждения 1 - диод 14 - токо- ограничивающий резистор 13 - стабилитрон 12 - ключ 14 - управляющий элек род гасящего тиристора 4 - минусовая обкладка конденсатора 3. Происходит включение racsuuero тиристора 4 и, кроме того, запирание преобразователя 2 с управляемыми вентилями, а колебательны заряд конденсатора 3 обеспечивает форсированное снижение тока в контуре, образованного плюсовой обкладкой конденс&тора 3, обмоткой возбулэдения 1, гасящим тиристором 4, минусовой обкладкой конденсатора 3, в результате чего происходит перезаряд коммутирук щего конденсатора 3. Перезаряженный котщенсаТор 3 выключает гасящий тиристор 4 и перезаряжается по двум контурам. а) плюсовая обкладка перезаряженного конденсатора 3 - диод 7 - разрядный резистор 8 - минусовая обклагхка конденсатора 3; 5) плюсовая обкладка перезаряженного конденсатора 3 - пускозарядные диод 5 и резистор 6 - обмотка возбуждения 1минусовая обкладка конденсатора 3, что приводит к изменению направления тока в обмотке возбуждения 1, сопровождак щееся устранением остаточной ЭДС обмотки статора. Желаемый характер переходного процесса и степень конденсации остаточной ЭДС обмотки статора, а также скорость затухания обратного тока в обмотке возбуждения, достигают ся выбором величины сопротивления резисторов 8 и 6 или исключением последнего. Токоограничивающий резистор 13 может быть исключен при низких значениях ЭДС ротора в момент запуска. В этом случае роль токоограниЧиваюшего резистора вьтолняет обмотка возбуждения синхронного электродвигателя. Таким образом, пусковые режимы бесконтактной синхронной машины обеспечиваются пускозащитной цепью, в качестве которой применены элементы гашения поля. Форсированное гашение поля возбуждения достигается колебательным разрядом конденсатора узла гашения поля, включаемого гасящим тиристором, управляемым от предварительно заряженного конденсатора узла гашения поля, на обмотку возбуждения синхронной машины, а желаемая степень устранения остаточной ЭДС обмотки статора - путем обрат кого разр5ща этого же конденсатора. Применение предлагаемого устройства для возбуждения бесконтактной синхронной машины позволяет использовать. полууправляемые тиристорные возбудители, исключить пускозащитяую цепь и систему управления последней, снизить величины динамического и термического значения токов КСФО7ХОГО замыкания за счет сокращения времени гашения магнитного поля машины, что приводит к снижению стоимости и массогабаритных показателей возбуди.тельных устройств и коммутирующей аппаратуры. Формула изобретения Устройство для возбуждения бесконтактной синхронной электрической машины, содержащее управляемый преобразователь, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения, узел гашения поля, выполненный в виде последователгг но соединенных конденсатора н гасящего тиристора, анод которого соединен с минусовым выводом преобразователя, а свободный вывод конденсатора - с пяюсовым выводом преобразователя, блсж управления вентилями преобразователя, связанный с блсжом управления гасящим тиристором, снабженным на выходе замыкающим контактом, зарядную иепъ из заредного резистора н сзарадного диода, соединенных последовательно, анод зарвдного диода подключен к общей точке соединения конденсатора и гасящего тнристора, а свободный вывод зарядного резистора подключен к минусовому выаояу преобразователя, защитный диоД и разрядный резистор пускозащитной цепи, один вывод разрядного резистора соединен с плюсовым выводом преобразовате- ля,а яругой вьгеоа соединен с катоаом защит 17 ного диода, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него дополнительно введены последовательно соединенные между собой диод, резистор и стабилитрон, причем диод и стабилитрон включены встречно по отношению друг к другу, анод стабилитрона через замыкающий контакт ключа блока управления гасящим тиристором соединен с с управляющим электродом гасящего тиристора, а анод дополнительно введенного диода соединен с минусовым выводом управляемого преобразователя, анод защитного диода пускозащитной цепи, подключен к общей точке соединения конденсатора и тиристора узла гащения поля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Ns 2ОО5679, 1979. 2.Соколов М. М. Автоматизированный электропривод общепромьшшенных механизме®. М., Энергия, 1976, с. 391393. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2802679/24-О7, кл. Н 02 Р 9/12, 1979.

.

-. 9

10

-с-ьип

а It

л е

7