Бесконтактный синхронный электропривод с устройством для гашения поля возбуждения Советский патент 1982 года по МПК H02P9/12 

(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПОЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с синхронными электрическими машинами, преимущественно для электроприводов средней и большой мощностей, а также может быть использовано в системах регулирования тока возбуждения для синхронных генераторов.

Известен бесконтактный, синхронный электропривод с управлением системы возбуждения синхронной машины от управляемого полупроводникового преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмотки, создающей встречное поле 1.

Наличие дополнительной обмотки и схемы ее. питания усложняет электрический привод.

Известен другой бесконтактный синхронный электропривод с питанием системы возбуждения 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 2.

Однако режим форсированного гашения поля возбуждения в этой схеме не может быть осушествлен при коротких замыканиях, сопровождающихся глубокой посадкой напряжения или его исчезновением (из-за

5 отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины). В другом электроприводе с питанием обмотки возбуждения от управляемого источника постоянного тока гашение поля

Q возбуждения достигается путем введения в цепь обмотки возбуждения встречной ЭДС от емкостного элемента, составленного из двух последовательно соединенных конденсаторов и управляемого вспомогательным тиристором 3.

15 Наличие дополнительного источника для зарядки первого конденсатора усложняет устройство и снижает его надежность, а шунтирование второго конденсатора стабилитроном или подобным ему устройством замедляет процесс гашения поля возбуждения. Управление же вспомогательным тиристором от падения напряжения на дополнительном резисторе, включаемом последовательно с обмоткой возбуждения синхронной машины, также усложняет устройство и увеличивает потери электроэнергии. Управление вспомогательным тиристором от якоря электрической машины требует дополнительного преобразовательного устройства, что также ведет к усложнению схемы, а при внутренних коротких замыканиях якоря устройство оказывается неработоспособным.. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бесконтактный синхронный электропривод с устройством для гашения поля возбуждения, содержащий синхронную электрическую машину, обмотка возбуждения которой подключена к выходу симметричного полупроводникового управляемого мостового преобразователя, вход переменного тока которого снабжен выводами для подключения к фазам питающей сети, группу разделительных диодов, аноды которых снабжены выводами для подключения к тем же фазам питающей сети, а катоды объединены и подключены к аноду гасящего тиристора, коммутирующий конденсатор, один из выводов которого соединен с плюсовым выводом преобразователя, блок управления преобразователем и блок управления гасящим тиристором, связанные между собой и соединенные с блоками управления преобразователя и гасящего тиристора 4. Недостатком этого электропривода является низкая надежность, вызванная большими временами гашения поля возбуждения, большими пусковыми токами, а большая величина емкости коммутирующего конденсатора увеличивает габариты электропривода. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены форсирующий конденсатор и диод, при этом форсирующий конденсатор включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора и катодом гасящего тиристора, а дополнительный диод включен анодом к общей точке соединения коммутирующего и форсирующего конденсаторов, а катодом к минусу преобразователя.„Кроме того, поставленная цель-достигается тем, что дополнительно введены два резистора, один из которых включен параллельно форсирующему конденсатору, а другой - последовательно в цепь дополнительного диода. На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные схемы соединений элементов, составляющих электропривод. Обмотка 1 возбуждения синхронной машины получает питание от симметричного мостового управления преобразователя 2, вход переменного тока которого снабжен выводами для подключения к фазам питающей сети. Группа разделительных диодов 2 снабжена выводами для подключения к указанным фазам питающей сети. Катоды диодов 3 указанной группы объединены, и подключены к аноду гасящего тиристора 4. Синхронный электропривод содержит последовательно соединенные между собой коммутирующий конденсатор 5 и форсирующий конденсатор 6. Свободный вывод конденсатора 5 соединен с плюсовым выводом преобразователя 2, а свободный вывод форсирующего конденсатора - с катодом гасящего тиристора 4. Анод дополнительного диода 7 соединен с точкой соединения указанных конденсаторов 5 и 6, а катод диода 7 - с минусовым выводом преобразователя 2. Управление преобразователем 2 производится от блока 8 управления, связанного с блоком 9 управления гасящим тиристором 4. Блок 9 подключен к управляющему электроду гасящего тиристора через ключ 10 и токоограничивающую цепь П. Через ключ 10 и токоограничивающую цепь 11 .управляющий электрод гасящего тиристора связан с плюсовым выводом преобразователя 2. Электропривод работает следующим образом. Запуск электрической машины проводят обычным образом. При этом от преобразователя 2 производят заряд коммутирующего конденсатора 5 через диод 7. В этом режиме ключ 10 размыкает токоограничивающую цепь 11 гасящего тиристора 4, а блоком 8 подают импульсы на управляемые вентили преобразователя 2. Для гашения магнитного поля блоком 8 снимают управляющие импульсы с вентилей преобразователя 2. Одновременно блок 9 ключом 10 замыкает цепь 11 гасящего тиристора 4, и на управляющий электрод последнего поступает включающий сигнал от предварительно заряженного коммутирующего конденсатора по цепи плюсовая обкладка конденсатора 5 - ключ 10 -токоограничивающая цепь 11 - управляющий электрод тиристора 4 - форсирующий конденсатор 6 - минусовая обкладка конденсатора 5. При включении гасящего тиристора 4 происходит запирание катодной группы управляемь1х вентилей преобразователя 2 по цепи плюсовая обкладка конденсатора 5 - проводящие вентили преобразователя 2 - один из разделительных диодов 3 - гасящий тиристор 4 - форсирующий конденсатор 6 - минусовая обкладка конденсатора 5. После запирания катодной группы управляемых вентилей происходит резкое уменьшение тока в контуре гашения, образованном обмоткой 1 возбуждения, проводящими вентилями анодной группы преобразователя 2, одним из разделительных диодов 3, тиристором 4 - последовательно соединенными конденсаторами 6 и 5, обмоткой 1 возбуждения.

При достижении током в контуре гашения нулевого значения выключается гасящий тиристор 4, и запираются управляемые вентили анодной группы. Перезаряженный конденсатор 5 разряжается на обмотку 1 возбуждения, что приводит к изменению направления тока в последней, сопровождающегося устранением остаточной ЭДС обмотки статора.

Желаемая степень компенсации остаточной ЭДС обмотки статора и скорость затухания обратного тока в обмотке 1 возбуждения достигается включением разрядного резистора 12 (от 0,5 Ом до десятков Ом) между катодом шунтирующего диода и минусовым зажимом преобразователя 2 (фиг. 2).

Для разряда конденсатора 6 последним зашунтирован высокоомным вспомогательным резистором 13 (от 0,2 кОм до 10 кОм).

Таким образом, гашение магнитного поля синхронной мащины достигается путем разряда предварительно заряженного коммутирующего конденсатора на катодную группу управляемых вентилей при снятых импульсах управления с преобразователя, с последующим увеличением сопротивления контура гашения за счет последовательного соединения конденсаторов, и обратного разряда коммутирующего конденсатора на обмотку возбуждения синхронной машины.

Выполнение электропривода по данному изобретению позволяет повысить быстродействие процесса гашения поля и упростить устройство, снизить величины динамического и термического значений токов короткого замыкания за счет сокращения времени гашения магнитного поля синхронной машины, что приводит к уменьшению стоимости и массогабаритных показателей устройств гашения поля и коммутационной аппаратуры.

Формула изобретения

тем, что, дополнительно введены два резистора, один из которых включен параллельно форсирующему конденсатору, а другой - последовательно в цепь дополнительного диода.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

4.Авторское свидетельство СССР № 744892, кл. Н 02 Р 9/12, 1978.