Электропривод с синхронной машиной Советский патент 1982 года по МПК H02P9/12 

1 . Изобретение относится к электрот.ех нике, а более точно к эяектриС|ескому приводу с синхронными, машинами, и может быть использовано во всех отрасля народного хозяйства, где применяется этот тип электрической машины. Известен электропривод с питанием синхронной машины от управляемого полупроводникового преобразователя напряжения, в которой гашение поля возбуждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмотки, создающей, встречное поле 1. Однако наличие дополнительной обмотки и схемы ее питания усложняет электрический привод. Известен другой бесконтактный элек тропривод с питанием синхронного элек тродвигателя от тиристорного преобразователя напряжения, в которой гашение поля возбуждения достигается переводом тиристорного преобразователя в инверторный режим, при котором в цепь обмотки возбуждения вводится встречная ЭДС, а пусковые режимы и защита обмотки возбуждения от перенапряжения 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 коротких замыканиях, сопровождающихся глубокой посадкой напряжения или его исчезновением (из-за отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины). Кроме того, доведение тока возбуждения в этой схеме до нулевого значения при высоких остаточных ЭДС обмотки статора не устраняет протекания токов короткого замыкания в-случае внутренних повреждений обмотки статора. Необходимость контроля наличия тока в пускозащитной цепи перед синхронизацией во избежание перегрева разрядного резистора током возбудителя снижает надежность схемы и усложняет элект ропривод. Наиболее близким техническим решением к изобретению является электропривод с синхронной машиной, содержащий преобразователь с управляемыми вентилями, подключенный к обмотке воз буждения, узел .гашения поля, подключенный параллельно,, обмотке возбуждения и выполненный в виде цепи, состоя щей из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и гасящего тиристора, с подключенным к общей точке гасящего тиристора и конденсатора анодом дополнительного диода, ка тод которого .последовательно через за рядный резистор соединен с минусовымвыводом,преобразователя, с присоединенной к управляющему электроду гасящего тиристора через ключ блока управ ления гасящим тиристором токоограничивающей цепью, второй вывод которой соединен с минусовым зажимом преобразователя, и блок управления преобразователем, к выходу которого подключены блок управления гасящим тиристором и блок управления тиристором пускозащитной цепи, соединенный с управляющим электродом тиристора пускозащитной цепи З. Недостатком известного электропривода является то, что пусковые режимы и защита обмотки возбуждения от перенапряжений в этих режимах достигается применением специальной пускозащитной цепи, составленной из встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резистором, Наличие пускозащитной цепи усложняет устройство и снижает его надежность. Целью изобретения является упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что тиристор пускозащитной цепи включен встречно-параллельно дополнительному диоду узла гашения поля. На чертеже приведена принципиальная схема электропривода. Обмотка 1 возбуждения синхронной машины подключена к входу управляемого преобразователя 2. Параллельно обмотке 1 включен узел гашения поля воз буждения, состоящий из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 3 и гасящего тиристора t. Дополнительный диод 5 и резистор 6 вклю чены между одним из выводов конденсатора 3 и минусом преобразователя 2. Встречно-параллельно диоду 5 включек тиристор 7 пуско-защитной цепи.Управление преобразователем 2 осуществляется от блока 8, имеющего функциональную связь с блоком 9 управления гасящим тиристором и блоком 10 управления тиристором 7. Блок 9 соединен с ключом 11, который через токоограничивающую цепь 12 подключен к минусу преобразователя 2. Предварительно заряженный коммутирующий конденсатор 3 узла гашения поля предназначен для прерывания тока преобразователя 2, форсированного снижением т0ка в обмотке 1 .возбуждения, и используется как независимый источник: отпирающего сигнала для управления гасящим Т1 ристором при нормальных аварийных режимах, а также как элемент пускозащитной цепи. Работа электропривода происходит следующим образом,. На время аЬинхронного запуска синхронного электродвигателя снимаются управляющие импульсы с управляемых вентилей преобразователя 2 блоком 8, а ключ 11 блока 9 размыкает цепь уп- , равления гасящим тиристором 4. Одна полуволна пускового тока от ЭДС обмотки возбуждения замыкается через зарядный резистор 6, тиристор 7 пускозащитной цепи, управляемый от блока 10, и коммутирующий конденсатор 3, а другая - замыкается через коммутирующий конденсатор 3, дополнительный диод 5 и зарядный резистор 6 узла гашения поля, обеспечивая предварительный заряд конденсатора 3. Кроме того, заряд конденсатора 3 происходит при включении управляемого преобразователя 2 через дополнитель ный диод 5 и зарядный резистор 6. При достижении ротором подсинхронноЙ скорости блок 10 снимает сигнал с защитного тиристора 7, а блок 8 подает управляющие импульсы на катодную группу вентилей преобразователя 2,., что приводит к появлению тока в обмотке возбуждения и втягиванию двигателя в синхронизм. Форсированное гашение магиитного поля осуществляется следующим образом: с помощью блока 8 снимаются управляющие импульсы с преобразователя 2, блок 9 замыкает ключ 11 в цепи управления гасящего тиристора k. При замыкании ключа 11 на управляющий электрод гасящего тиристора k поступает отпирающий сигнал от предварительно заряженного конденсатора 3 по цепи: плюсовая обкла/тка конденсатора 3 обмотка 1 Возбуждения - токоограничивающая цепь 12 - ключ 11 управляющий электрод гасящего тиристора k - минусовая обкладка конденсатора 3- Происходит вкл чение гасящего тиристора 4. После включения гасящего тиристора k происходит запирание преобразователя 2 с управляемыми вентилями, а колебательный разряд конденсатора 3 обеспечивает форсированное снижение тока в контуре, образованного плюсовой обкладкой конденсатора 3 обмоткой 1 возбуждения, гасящим тиристором t, минусовой обкладкой конденсатора 3, в результате чего происходит перезаряд коммутирующего конденсатоПерезаряженный конденсатор 3 выклю чает гасящий тиристор 4 и разряжается по контуру: плюсовая обкладка конденсатора 3 - дополнительный диод 5 - за рядный резистор 6 - обмотка 1 возбуждения - минусовая обкладка конденсатора 3, что приводит к изменению направления тока в обмотке 1, сопровождающегося устранением остаточной ЭДС обмотки статора. Желаемая степень ком пенсации остаточной ЭДС обмотки стато ра, скорость затухания обратного тока в обмотке возбуждения и приемлевые пусковые режимы достигаются выбором величины сопротивления зарядного резистора. Таким образом, пусковые режимы син хронного электродвигателя обеспечиваются пуско-защитным тиристором и элементами узла гашения поля: коммутирующим конденсатором, дополнительным диодом и зарядным резистором. 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 синхронного электродвигателя, а устранение остаточной ЭДС обмотки статора - путем обратного разряда этого же конденсатора. Применение системы возбуждения поз воляет использовать полууправляемые тиристорные возбудители, упростить пуско-защитную цепь, снизить величины динамического и термического значений токов короткого замыкания за счет сокращения времени гашения поля машины, что приводит к снижению стоимости и массогабаритных показателей возбудительных устройств и коммутирующей аппаратуры. Форму л а изобретения Электропривод с синхронной машиной, содержащий преобразователь с управляемыми вентилями, подключенный к обмотке возбуждения, узел гашения поля, подключенный параллельно обмотке возбуждения и выполненный в виде цепи, состоящей из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и гасящего тиристора, с подключенным к общей точке гасящего тиристора и коммутирующего конденсатора анодом дополнительного диода, катод которого последовательно через зарядный резистор соединен с минусовым выводом преобразователя с присоединенной к управляющему электроду гасящего тирйстора через ключ блока управления гасящим тиристором токоограничивающей цепью, второй вывод которой-соединен с минусовым зажимом преобразователя, и блок управления преобразователем, к которому подключены блок управления гасящим тиристором и блок управления защитным тиристором пускозащитной цепи, соединенный с управляющим электродом тиристора пускозащитной цепи, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, тиристор пускозащитной цепи подключен встречно-параллель-, но дополнительному диоду узла гашения поля. Источники -информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 2005679, кл. 21 , 1973, 2.Соколов М. М. Автоматизированный электропривод общепромыишенных механизмов. М., Энергия, 1976, с. 391393. 3.Авторское свидетельство СССР о заявке № 2802679/2 -07, л. Н 02 Р 9/12, 1979.