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

(5) ЭЛЕКТРОПРИВОД С СИНХРОННОЙ МАШИНОЙ

1

Изобретение относится к электротехнике, а более точно к электрическому приводу с синхронными машинами и к системам возбуждения, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется этот тип электрической машины.

Известен электропривод с синхронной машиной от управляемого полупроводникового преобразователя напряжения , в котором гашение поля возбуждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмотки, создающей встречное поле I.

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

Известен также электропривод с бесконтактной системой возбуждения синхронного электродвигателя 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 перенапряжений в этих режимах достигается применением пускозащитной цепи, составленной из встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резистором .

Однако режим формированного гашения поля возбуждения в этой схеме не может быть осуществлен при коротких замыканиях, сопровождакхцихся глубокой посадкой напряжения или его исчезновением (из-за отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины). Необходимость контроля наличия тока в пускозащитной цепи перед синхронизацией во избежание перегрева разрядного резистора током возбудителя снижает надежность схемй и усложняет систему . Наиболее близким техническим решением к изобретению является электропривод с синхронной машиной, содержащий преобразователь с управляемыми вентилями, подключенный к обмотке возбуждения, узел гашения пол состоящий из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и гасящего тиристора, с подключенны к общей точке гасящего тиристора и конденсатора анодам зарядного диода, катод которого последовательно через разрядный резистор соединен с минусовым зажимом преобразователя с подключенной к управляющему электроду гасящего тиристора токоограни чивающей цепью, второй вывод которой через ключ блока управления гас щим тиристором соединен с плюсовым зажимом преобразователя, блок управ ления вентилями преобразователя, к которому подключен блок управления гасящим тиристором и диод пускозащитной цепи, катодом соединенный с плюсовым зажимом преобразователя З Недостатком известного устройства является наличие автономного источника отпирающего сигнала, что усложняет эксплуатацию устройства и снижает его надежность. Необходимость контроля наличия тока, протекающего через тиристор пускозащитно цепи, перед синхронизацией, усложняет электропривод. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение электропривода. Поставленная цель достигается те что в устройство дополнительно введ конденсатор, один из выводов которо го соединен с анодом диода пускозащитной цепи, а другой вывод - с к тодом зарядного диода узла гашения поля. На чертеже приведена принципиаль ная схема электропривода. Обмотка 1 возбуждения синхронного электродвигателя подключена к вы водам управляемого преобразователя 2. Параллельно обмотке 1 возбуждения подключен узел гашения поля, со тоящий из коммутирующего конденсато ра 3 и гасящего тиристора k, к като ду которого подключен зарядный диод 5. Диод 6 пускозащитной цепи м посл

довательно соединенный с ним дополнительный конденсатор 7 соединяются к катодам зарядного диода 5 и через

сопротивления обмотки ротора.

Величина емкости дополнительного конденсатора 7 может быть равна. разрядный резистор 8 с минусовым выводом преобразователя 2. Управление преобразователем 2 осуществляется от блока 9 управления, который функ ционально связан с блоком 10 управления гасящим тиристором Ч. Выход блока 10 через ключ 11 и токоограничивающую цепь 12 соединен с управляющим электродом гасящего тиристора Л. Предварительно заряженный коммутирующий конденсатор 3 узла гашения поля предназначен для прерывания тока преобразователя 2, формированного снижения тока в обмотке 1 возбуждения и используется как автономный (независимый) источник отпирающего сигнала для управления гасящим тиристором ц при нормальных и аварийных режимах, а также как элемент пускозащитной цепи о Дополнительно введенные диод 6 и конденсатор 7 исполь - зуются как элементы пускозащитной ц епи. Электропривод работает следующим образом. На время асинхронного запуска синхронного электродвигателя снимаются управляющие импульсы с управляемых вентилей преобразователя 2 блоком 9, а ключ 11 блока 10 размыкает цепь упуправления гасящим тиристором 4. Одна полуволна пускового тока от ЭДС обмотки возбуждения замыкается через разрядный резистор 8, дополнительный конденсатор 7 и диод 6, а другая замыкается через коммутирующий конденсатор 3, зарядный диод 5 и разрядный резистор 8, обеспечивая предварительный заряд конденсатора 3. Кроме того, заряд конденсатора 3 происходит при включении управляемого преобразователя 2 через зарядный диод 5 и разрядный резистор 8. При достижении подсинхронной скорости блоком 9 подаются управляющие импульсы на вентили преобразователя 2, в результате чего в обмотке возбуждения появляется TOI, и ротор двигателя втягивается в синхронизм. Для увеличения входного момента синхронного двигателя дополнительный конденсатор 7 может быть шунтиро- : ван дополнительным резистором, включенным параллельно конденсатору 7, величина которого принимается равной от 0,5 до 5 величин активного больше или меньше величины емкости коммутирующего конденсатора 3. Форсированное гашение магнитного поля осуществляется следующим образом. С помощью блока 9 снимаются управляющие импульсы с преобразователя 2, блок 10 замыкает ключ 11 в це пи управления гасящего тиристора k и на управляющий электрод последнего поступает отпирающий сигнал от предварительно заряженного конденса тора 3 по цепи: плюсовая обкладка конденсатора 3 ключ 11 - токоограничивающая цепь 12 - управляющий электрод гасящего тиристора k - минусовая обкладка конденсатора 3. Происходит включение гасящего тирис тора k. После включения гасящего тиристора k происходит запирание преобразователя 2 с управляемыми вентиля ми , а колебательный разряд конденсатора 3 обеспечивает формированное снижение тока в контуре, образованного плюсовой обмоткой конденсатора 3, обмоткой 1 возбуждения, гасящим тиристором 4, минусовой обкладкой, конденсатора 3 в результате чего происходит перезаряд, коммутирующего конденсатора 3. Перезаряженный конденсатор 3 выключает гасящий тиристор k и разряжается по двум контурам: а) плюсовая обкладка конденсатора 3 зарядный диод 5 дополнительные конденсатор 7 и диод 6 минусовая обкладка конденсатора 3 б ) плюсовая обкладка конденсатора 3 зарядный диод 5 - разрядный резисто 8 - обмотка 1 возбуждения - минусовая .обкладка конденсатора 3. Распределение токов по этим контурам зависит от параметров схемы. Формированное снижение тока в обмотке 1 возбуждения синхронного эле тродвигателя происходит по контуру, образованному обмоткой 1 возбуждения, разрядным резистором 8, конден сатором 7, диодом 6, обмоткой 1 возбуждения, в который вводится встреч ное напряжение заряженного конденсатора 7. При достижении током в об мотке 1 возбуждения нулевого значени заканчивается процесс гашения поля возбуждения синхронного электродвигателя.Таким образом, пусковые режимы синхронного электродвигателя обеспечиваются последовательно соединен ными дополнительно введенными диодом и конденсатором и элементами узла гашения поля: коммутирующим конден сатором, зарядным диодом и разрядный резистором. Формированное гашение поля возбуждения достигается колебательным разрядом конденсатора узла гашения поля, включаемого гасящим тиристором,, управляемым от предварительно заряженного конденсатора узла гашения поля, на обмотку воабуждения синхронного электродвигателя с последующим введением в контур обмотки возбуждения встречной ЭДС в виде напряжения перезаряженного -коммутирующего конденсатора и нанапряжения заряженного дополнительно введенного конденсатора. Применение системы возбуждения позволяет использовать полууправляe ыe тиристорные возбудители, упростить пускозащитную цепь и исключить систему управления последней, снизить динамического и термического значений токов короткого замыкания за счет сокращения времени гашения поля машины, что приводит к снижению стоимости и мдссогабаритных показателей возбудительных устройств и коммутирующей аппаратуры. Формула изобретения Электропривод с синхронной машиной, содержащий преобразователь с управляемыми вентилями, подключенный параллельно обмотке возбуждения, узел гашения поля, выполненный в виде цепи, состоящей из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и гасящего тиристора, с подключенным к общей точке гасящего тиристора и конденсатора анодом зарядного диода, катод которого последовательно через разрядный резистор соединен с минусовым зажимом преобразователя, с подключенной к управляющему электроду гасящего тиристора токоограничивающей цепью, второй вывод которрй череа ключ блока управления гасящим тиристором соединен с плюсовым зажимом преобразователя, блок управления вентилями, преобразователя, к которому подключен блок управления гасящим тиристором и диод пускозащитной цегм, катодом соединенный с плюсовым зажимом преобра7

зователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежно сти и упрощения, дополнительно введен конденсатор, один из выводов ко торого соединен с анодом диода, пускозащитной цепи, а другой вывод - с катодом зарядного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9610948

5 механизмов. М., Энергия, 1976, с. 391-393.

,кл. Н 02 Р 9/12, 1979,