Электропривод Советский патент 1982 года по МПК H02P9/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрическом приводе с синхронными машинами, применяемом во всех отраслях народного хозяйства, где требу ется этот тип электрической машины. Известен электропривод с бесконтактной системой возбуждения син ронной машины от управляемого полу проводникового преобразователя напряжения, в которой гашение поля во буждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмот ки, создающей встречное поле 1. Однако наличие дополнительной обмотки и схемы ее питания усложняет электрический привод. Известен другой электропривод с бесконтактной системой возбуждения синхронного электродвигателя от тиристорного преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуждения достигается переводом тиристорного преобразователя в инверторный режим, при котором в цепь об мотки возбуждения вводится встречная ЭДС, а пусковые режикы и защита обмотки возбуждения от перенапряжений в этих режимах достигается применением пускозащитной цепи, составленной из встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резистором Г2 . Однако режим форсированного гашения поля возбуждения в этом устройстве не может быть осуществлен при коротких замыканиях, сопровождающихся глубокой .посадкой напряже чия или его исчезновением (из-за отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины). Кроме того, доведение тока возбуждения до нулевого значейия при высоких остаточных ЭДС обмотки статора не устраняет протекания токов короткого закыкания в случае внут3ренних повреждений обмотки статора. Необходимость контроля наличия тока в пускозащитной цепи перед синхронизацией во избежание перегрева разряд ного резистора током возбудителя снижает надежность схемы и усложняет ее. Наиболее близким техническим решением к изобретению является электропривод, содержащий синхронный элек-Ю

тродвигатель, преобразователь с управляемыми вентилями, выход которого соединен с выводами обмотки возбуждения синхронного электродвигателя, группу разделительных диодов, аноды которых подключены к входу переменного тока преобразователя, а катоды объединены между собой, узел гашения поля возбуждения, выполненный в виде последовательно соединенных меж- 20

ду собой гасящего тиристора и конденсатора, один из выводов которого подключен к катоду гасящего тиристора, а свободный вывод соединен с плюсовым выводом преобразователя, диод, анод которого соединен с катодом гасящего тиристора, а катрд через пускозарядный резистор подключен к минусовому выводу преобразователя, и блоки управления преобразователем и гасящим тиристором, связанные между собой и управляющими цепями тиристоров преобразователя и гасящего тиристора.

Пусковые режимы и защита обмотки воз(5уждения от перенапряжений в этих режимах достигается применением пускозащитной цепи, составленной из, встречно-параллельно включенных тиристоров,, соединенных последовательно с разрядным резистором 3.

Однако автономный источник отпирающего сигнала для управления гасящим тиристором усложняет эксплуатацию устройства.

Кроме .ТОГО, наличие пускозащитной цепи усложняет устройство, снижае его надежность и увеличивает потери при пуске.

Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введен конденсатор, один из выводов которого подключен к общей точке соединения катодов разделительных диодор, а.другой вывод с анодом гасящего тиристора и катодом диода.

ра, а управляющий вход замыкаю1чего ключа связан с выходом блока управления гасящим тиристором.

На чертеже представлена принципиальная схема электропривода.

Обмотка 1 возбуждения синхронного электродвигателя подключена к выводам постоянного тока управляемого преобразователя 2, к фазам переменпа дополнительных диодов 3. Общая точка соединения диодов 3 через дополнительный формирующий конденсатор 4 подключена к узлу гашения поля, состоящему из коммутирующего конденсатора 5 и гасящего тиристора 6, встречно-параллельно которому включен диод 7, катод которого через пускоразрядный резистор 8 соединен с минусом преобразователя 2. Управление преобразователем 2 производится от блока 9, имеющего функциональную связь с блоком 10 управления гасящим тиристором. Выход блока 10 соединен с управляющим входом замыкающего ключа 1, который одним из своих выводов соединен с управляющим электродом тиристора 6, а другим - через токоограничивающую цепь 12 с диодами 3.

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 замыкает цепь управления гасящим тиристором 6. При подаче питающего напря ения на статор синхронного электродвигателя одна полуволна пускового тока от ЭДС обмотки возбуждения замыкается через пускозарядный резистор 8, тиристор 6, управляемый по цепи обмотки 1 возбуждения - резистор 8 - конденсатор S Ц - токоограничивающая цепь 12 ключ 11 - управляющий переход тиристора 6 - конденсатор 5 - обмотка 1 возбуждения - и коммутирующий кон5Кроме того, поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены зам кающий ключ и токоограничивающая цепь, включенные последовательно, между собой, причем свободный вывод токоограничивающей цепи подключен к общей точке катодов разделительных диодов, свободный вывод замыкающего ключа соединен с управляющим электродом гасящего тиристоного тока которого подключена групденсатор 5, a другая - через коммутирущий конденсатор 5, зарядный ди од 7 и резистор 8, обеспечивая пред варительный заряд конденсатора 5. Кроме того, заряд конденсатора 5 происходит при включении управляемо го преобразователя 2 через диод 7 и резистор 8. При достижении ротором подсинхро ной скорости блок 10 ключом 11 сни.мает сигнал с гасящего тиристора 6, а блок 9 подает управляющие импульс на вентили преобразователя 2, что приводит к появлению тока в обмотке 1возбуждения и втягивание двигателя в синхронизм. При этом конденсатор Ц заряжается через разделительные диоды 3 и резисторы 8 с указанной на чертеже полярностью напряжения. Выбором величины емкости конденсатора 5 и сопротивления резистора 8 оптимизируют пусковые режимы синх ронного электродвигателя. Форсированное гашение магнитного поля достигается следующим образом. Блоком 9 снимаются управляющие импульсы .с преобразователя 2, а бло 10 замыкает ключ 11 в цепи управления гасящим тиристором 6. При замыкании ключа 11 на управляющий электрод гасящего ти ристора 6 поступает отпирающий сигнал отпредварительно заряженного конденсатора по цепи: плюсовая обкладка конденсатора - токоограничивающая цепь 12 - ключ 11 - управляющий электрод гасящего тиристора 6 - диод 7 - мин совая обкладка конденсатора 4. Происходит включение гасящего тиристора 6, что приводит к запиранию катод ной группы вентилей преобразователя 2и форсированному снижению тока и контура, образованного обмоткой 1 возбуждения, вентилями анодной груп пы преобразователя 2 одним из разделительных диодов 3, конденсатором Л, тиристором 6, конденсатором 5. При достижении током нулевого зна чения в указанном контуре, перезаряженный коммутирующий конденсатор 5 запирает гасящий тиристор 6 и анодную группу вентилей преобразователя 2 и разряжается на обмотку 1 возбуждения через диод 7 и резистор 8, что приводит к изменению направления тока в обмотке 1, сопровождающегося устранением остаточной ЭДС обмотки статора. Желаемая степень компенсации остаточной ЭДС обмотки статора и .скорость затухания обратного тока в обмотке возбуждения достигается выбором сопротивления резистора 8. Желаемое быстродействие процесса гашения магнитного поля достигается выбором величины емкости конденсатора А, которая может быть равна, больше или меньше емкости конденсатора 5, т.е. емкость форсирующего конденсатора А лежит в пределах от 0,05 до 3 значений емкостей коммутирующего конденсатора 5. Остаточный заряд с конденсатора 4 снимают высокоомным резистором (0,5-5 кОм) путем шунтирования этого конденсатора. Таким образом, пусковые режимы синхронного электродвигателя обеспечиваются коммутирующим конденсатором, встречно-параллельно включенными зарядным диодом и гасящим тиристором, что позволяет оптимизировать по быстродействию запуск двигателя за счет емкостной компенсации индуктивностей синхронной машины. Форсированное гашение поля возбуждения достигается колебательным разрядом коммутирующего конденсатора при введении в контур гашения встречного напряжения форсирующего конденсатора на обмотку возбуждения синхронного электродвигателя, а устранение остаточной ЭДС обмотки статора - путем обратного разряда коммутирующего конденсатора на обмотку возбуждения. Применение предлагаемой системы возбуждения позволяет упростить устройство, снизить величины динамического и термического значений токов короткого замыкания за счет сокращения времени гашения поля машины, что приводит к снижению стоимости, увеличению КПД и снижению массогабаритных показателей возбудительных устройств и коммутирующей аппаратуры. Формула изобретения 1. Электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, преобразователь с управляем 1ми вентилями, выход которого соединен с выводами обмотки возбуждения синхронного электродвигателя, группу разделительных одов, аноды которых подключены к входу переменного тока преобразоваеля , а катоды объединены между со