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

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

Известен синхронный электропривод с бесконтактной системой возбуждения от управляемого полупроводникового преобразователя напряясения, 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 также синхронный электропривод с бесконтактной системой 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 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.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является синхронный электропривод с устройством для гашения обмотки возбуждения, содержащий синхронную электрическую машину, вывода обмотки возбуждения которой подключены к выходу постоянного тока управляемого преобразователя, вход переменного тока которого предназначен для подключения к фазам питающей сети, разделительные диоды по ««слу фаз питающей сети, аноды каждого из которых предназначены для подключения к одной

:из фаз питающей сети, а катоды объединены в общую точку, пуско-защитную цепь, состоящую из встречнопараллельно соединенных тиристора и диода, соединенных последовательно с разрядшлм резистором и подключенную параллельно обмотке возбуждения, узел гашения поля, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и гасящего тиристора, управляющий электрод которого подключей к выходу блока управления гасящим тиристором, причем свободный вывод конденсатора подключен к общей точке соединения катодов тиристоров управляемого преобразователя, анод гасящего тиристора соединен с общей точкой объединения катодов разделительных диодов, а к катоду гасящего тиристора подключен анод вспомогательного диода, блок управления тиристорами управляемого преобразователя, функционально свя занный с блоком управления, гасящим тиристором и блоком управления тиристором пуско-защитной цепи 3,

В этом устройстве для обеспечения надежного запирания гасящего тиристора колебательным разрядом конденсатора необходимо обеспечить определенное соотношение параметров схемы. Однако при этих соотношениях параметров невозможно оптимизировать одновременно и процесс гашения поля, и обеспечить удовлетворительные пусковые режи1 ы электропривода,

Компромиссный выбор параметров cxeNttj в какой-то мере удовлетворяющий требованиям процесса пуска и процессам формированного гашения поля может привести к нарушению условия запирания гасящего тиристора, что приводит к закорачиванию обмотки возбуждения накоротко элементами схемы и исключению гашения, при отсутствии которого возрастает длительность процесса гашения поля, и увеличивается объем повреждений синхронной машины в аварийном режиме, что снижает надежность устройства. Шунтирование перезаряженного конденсатора вспомогательным диодом и диодом пускозащитной цепи вызывает значительные электродинамические нагрузки, опасные для элементов схемы, что также ведет к снижению надежности устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введен разделительный конденсатор, включенный между катодом вспомогательного диода и точкой соединения разрядного резистора с диодом и тиристором пускозащитной цепи.

Кроме того, введены двсэ дополнительных резистора, первый из которых подключен параллельно разделительному конденсатору, а второй включен последовательно между точкой включения разделительного конденсатора к разрядному резистору и точ кой объединения тиристора и диода п ско-защитной цепи.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схем электропривода.

Устройство содержит синхронную машину с обмоткой 1 возбуждения, выводы которой подключены к выходу постоянного тока управляемого преобразователя 2, выполненного на тиристорах. Аноды разделительных диодов 3, число которых равно числу фаз питающей сети, подключены к фазам питающей сети. Вход переменного тока управляемого преобразователя 2 также

0 подключен к фазам питающей сети.

Катоды разделительных диодов объединены и подключены к аноду гасящего тиристора 4, последовательно с которым соединен конденсатор 5 узла

5 гашения, а свободный вывод конденсатора 5 подключен к общей точке катодов тиристоров преобразователя 2. Катод вспомогательного диода б соединен с одним выводом разделительно0 ° конденсатора 7, свободный вывод которого связан с точкой соединения тиристора 8, диода 9, включенных встречно-параллельно, образующих пуско-защитную цепь и разрядного резистора 10. Пуско-защитная цепь

и резистор соединены последовательно и подключены паргшлельно обмотке возбуждения.

Устройство содержит блок 11 управления вентилями преобразователя,

0 блок 12 управления гасящим тиристором 4 с автономным источником отпирающего сигнала и блок 13 управления тиристором 8 пускозащитной цепи. Между блоками 11, 12 и 13 имеется 5 функциональная связь.

Резистор 14 (фиг. 2) подключен параллельно разделительному конденсатору 7, а резистор 15 включен последовательно в пуско-защитную

0 цепь между точкой соединения тиристора 8 и диода 9 и точкой подключении конденсатора 7 к разрядному резистоРУ 10.

45 Величина емкости разделительного конденсатора 7 в 1,3-3 раза должна превышать величину емкости кокиутирующего конденсатора 4.

Устройство работает следующим

образом.

Пусковые режиг«л синхронного электропривода обеспечивсиотся разрядным резистором 10, диодом 9 и тиристором 8, управляемым от блока 13. Одновременно от обмотки 1 возбуждения происходит заряд конденсаторов 5 и 7 через диод 6 и разрядный резистор 10 с указаиной на фиг. 1 полярностью напряжения. Кроме того, заряд конденсаторов 5 и 7 происхоQ включении управляемого преобразователя 2.

Формированное гашение магнитного поля осуществляется следующим образом. С помощью блока 11 снимаются управляющие импульсы с преобразователя 2, одновременно подается сигнал на блок управления гасящим тиристором 4. При включении гасящего тирис тора 4 замыкается цепь конденсатора 5 и встречным током последнего чере соответствующий разделительный диод и гасящий тиристор 4 принудительно запираются управляемые вентили преобразователя 2. После запирания вен тилей преобразователя 2 колебательный разряд конденсатора 5 форсированно снижает величину тока в конту ре, образованном плюсовой обкладкой конденсатора 5-обмоткой возбуждения 1-вентилями анодной группы преобразователя 2-группой разделительных диодов 3-гасящим тиристором 4 и минусовой обкладкой конденсатора 5, в результате чего происходит колебательный перезаряд конденсатора 5. До момента полного перезаряда конденсатора 5 блоком 12 снимается управляющий сигнал с гасящего тирис тора 4. Перезаряженный конденсатор 5 положительным потенциалом выключает гасящий тиристор 4 и разряжает ся через диод б, разделительный конденсатор 7 и диод 9 пуско-защитноП цепи. Окончательное затухание тока происходит в контуре гашения, образованном обмоткой возбуждения 1, разрядным резистором 10 и диодом 9v Согласно второму варианту (фиг. для уменьшения электродинамических нагрузок на элементы схемы при шунтировании перезаряженного конденсатора 4 включен вспомогательный резистор 14 между точкой подключения разделительного конденсатора 7 и пуско-защитной цепи и общей точкой соединения тиристора 8 и диода 9. Величина сопротивления вспс 4огательного резистора 14 составляет от 0,5 до 3 значений активного сопр тивления обмотки возбуждения, а суммарное сопротивление резисторов в пуско-за1дитной цепи лежит в пределах 5-10 значений гистивиого сопротивления обмотки ротора. Для снятия заряда с разделительного конденсатора 7 после окончания п юцесса ггшения поля возбуждения последний шунтируется дополнительным резистором 15 {0,2-5 кОм). Таким образом, синхронный электропривод с бесконтактным устройством для гашения поля возбуждения позволяет форсированно осуществлять процесс гашения магнитного поля синхронной машины, возбуждаемой от преобразователя с управляемоли вентилями, путем колебательного разряда конденсатора, включаемого гасящим тиристором с автономным источником отпирающего сигнала на обмотку возбуждения синхронной машины. Изобретение позволяет повысить надежность процесса гашения поля возбуждения, снизить величину динa шческого и термического значений токов короткого замикания за счет сокращения времени гашения поля, что приводит к повьшению надежности работы электропривода, уг.1еныиению стоимости и массогабаритных показателей устройств гашения поля и коммутационной аппаратуры. Формула изобретения 1.Синхронный электропривод с устройством для гашения поля обмотки возбуждения, содержащий синхронную электрическую машину, выводы обмотки возбуждения которой подключены к выходу постоянного тока управляемого преобразователя, вход переменного тока которого предназначен для соединения с питакяцей сети, разделительные диоды по числу фаз питаююэй сети, аноды каждого иэ которых подключены к одной из фаз питающей сети, а катоды объединены в общую точку, пуско-защитиую цепь, состоящую из встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, соединенных прследовательно с разрядным резистором и подключенную параллельно об14отке возбуждения, узел гашения поля, состоящий из последовательно соединенных конденсатор и гасящего тиристора, управляющий электрод которого подключен к выходу блока управления гасящим тиристором причем свободный вывод конденсатора подключен к общей точке соединения катодов тиристоров управляемого преобразователя, анод гасящего тйриотора соединен с общей точкой объединения катодов разделительных диодов, а к катоду гасящего тиристо- ра подключен анод вспомогательного диода, блок управления тиристорами преобразователя, функционально связанный с блоком управления гася Ь(им тиристором, и блок управления тиристором пуско-защитной цепи, отличающийся тем, что, с целью повьшеиия надежности, дополнительно введен разделительный конденсатор, вюиоченный между катодом вспомогательного диода и точкой соединения разрядного резистора и тиристором пуско-зашитной цепи. 2.электропривод по п. 1, отличающийся тем/ что вве/сены два дополнительных резистора, перьый из которых подключен параллельно разделительному конденсатору.

а второй включен последовательно между точкой включения разделительного конденсатора к разрядному резистору и точкой объединения тиристора и диода пуско-защитной цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 2005679, кл. 21 d 1, 1973,

2.Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М., Энергия, 1976,

с. 391-393.

3.Авторское свидетельство СССР 744892, кл. Н 02 Р 9/12, 1978.