Система возбуждения для электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02P9/14 

(5) СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования тока возбуждения электрических машин, .. преимущественно для электрических машин транспортных средств. По основному авт. св. № из вестна система возбуждения для элект рической машины, которая содержит главный генератор и подвозбудитель, расположенные на общем валу. Якорная обмотка главного генератора подключена к нагрузке через выпрямитель а его обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой возбуждения подвозбудителя через регулятор тока возбуждения, вход которого соединен с якорными обмотками под возбудителя Cl . Недостатком известной системы возбуждения является сложность, вызванная тем, что для размагничивания обмотки возбуждения главного генератора необходимо иметь дополнительный выпрямитель, включенный встречно с источником возбуждения, причем для обеспечения во зможности протекания обратного тока диоды выпрямителя обычно шунтируются резисторами . Введение дополнительных резисторов, шунтирующих выпрямитель, приводит к увеличению рассеиваемой на возбуждение генератора в тормозном режиме мощности, а также сопряжено с определенными сложностями по размещению дополнительных мощных резисторов на транспортном объекте, особенно на грузовом автомобиле и т.п. Использование шунтирующих транзисторов с соответствующей схемой управления значительно усложняет систему возбуждения и снижает ее надежность. -.Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в систему возбуждения для электрическои машины введен токоограничивающий резистор, включенный между BToptiiM выводом обмотки возбуждения главного генератора и вторым выводом источника подвозбуждения.

Кроме того, в систему возбуждени вводится управляемый ключ, включенный междуНокоограничивающим резистором и вторым выводом источника подвозбуждения.

Управляемый ключ выполнен на полпроводниковых приборах.

Причем управляемый ключ может быть выполнен в виде однотиристорно го прерывателя постоянного тока, ил в виде вентилей, соединенных между собой, точка соединения которых подключена к обмотке возбуждения главного генератора.

Управляемый ключ может быть выполнен и кбнтактным.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема системы возбуждения для электрической машины; на фиг. 2 и 3 - варианты подключения обмоток возбуждения к источнику подвозбуждения.

Система возбуждения для электрической машины содержит главный генератор 1 (фиг. 1) и подвозбудитель 2, расположенные на одном валу. Якорная обмотка 3 главного ге-. нератора подключена к нагрузке, например через выпряжтель .0бмотКЗ 5 .возбуждения главного генератора включена последовательно с обмоткой 6 возбуждения лодвозбудителя через регулятор 7 тока возбуждения, вход которого соединен с якор. ныни обмотками 8 подвозбудителя. Регулятор 7 тока возбуждения в случае применения в качестве подвозбудителя синхронной машины выполнен в виде управляемого выпрямителя, к выходу которого подключен шунтирующий АНОД Э. В цепь обмоток возбуждения включены токоограничиваюцие резисторы 10 и 11. Последовательно с резистором 11 включен управляемый ключ 12, предназначенный для размыкания цепи размагничивания полюсов главного генератора 1. Управление ключом 12 производится OJ датчика 13 постоянного тока и датчика I постоянного напряжения через блок 15 управления в тормозном режиме.

В случае использования в качестве источника подвозбуждения электрическои машины постоянного тока или аккумуляторной батареи бескойтактный ключ 12 состоит из тиристора 16 (фиг. 2), анод которого соединен со средней точкой коммутирующего дросселя 17, включенного последовательно с одним из выводов коммутирующего конденсатора 18, с другим выводом которого соединен катод тиристора 16. Диод 19 включается последовательно в общую цепь ключа 12.

При использовании в качестве источника подвозбуждения машины пере- . менного тока с выпрямителем 20, последний подключен по переменному току к тиристорам 21, на базе которых выполнен ключ 12. Тиристоры 21 для улучшения возможности выключения дополняется коммутирующим 22 и подзаipядным 23 ти| исторами, а также LCKOHjypOM коммутации.

Система возбуждения работает следующим образом.

При переходе в режим торможения регулятор тока возбуждения (РТВ) запирается, ток возбуждения в цепи обмотки 5 спадает, включается ключ 12 и за счет протекания тока размагничивания остаточное напряжение на зажимах главного генератора снижается до нуля (или пренебрежиМО малой величины).. В это время производятся необходимые переключения в силовой схеме и к выходу постоянного тока главного генератора подключаются соответственно, соединенные между собой обмотки возбуждения тяговых двигателей.

При недостаточно большой величине сопротивления токоограничивающего резистора., 11, ключ 12 может находиться во включенном состоянии лишь до тех пор, пока напряжение на выходе главного генератора (датчик Н напряжения) или ток (через датчик 13 тока) не станут равными нулю (или близкими нулю). После этого во избежание перемагничивания системы возбуждения главного генератора, ключ 12 должен быть включен. Повторное включение ключа 12 должно производиться в случае, если в процессе регулирования тока возбуждения в тормозном режиме значение тока на выходе (через датчик 13) больше значения уставки, подаваемой на блок 15 управления и при запертом РТВ более не снижается. При выполнении подвоэбудителя в виде источника постоянного тока и при выполнении ключа 12 (фиг.-2), токоограничивающий резистор 11 може отсутствовать. В случае, если источник подвозбуждения и,цявляется источником переменного тока (фиг. 3), необходимо включать выпрямитель 20, который может быть выполнен по нулевой или мостовой схеме. В последнем случае он содержит анодную и катодную груп ющем числу фаз источника Ц,д. К моменту подключения обмоток во буждения тягового двигателя к главному генератору напряжения на его выходе равно нулю, что контролируется датчиком напряжения, который при снижении напряжения до нуля запирает ключ 12. а при повышении напряжения свыше минимального значения Ц вновь включает ключ 12, Поэтому в интервале времени, пока цеаь выхода главного генератора остается разомкнутой, возможен режим работы ключа 12, при котором он находится во включенном или выключенном состоянии. После подключения обмоток возбуждения тягового двигателя в цепи через датчик тока начинает протекать ток Зр,.. Если этот ток больше уставки, то при выключенном РТВ . включается ключ 12. При снижении тока д ниже значения тока уставки ключ 12 запирается. Дальнейшее увеличение тока З ддостигается импульсным включением РТВ, пока значение тока «. не превысит значение уставки . После этого регулятор 7 тока возбуждения запирается, и с некоторой выдержкой времени, если ток через датчик 31 не снизится до знаме ния тока уставки, вновь включается ключ 12. Таким образом, в диапазоне очень малых токов возбуждения главного генератора, необходимых при электрическом торможении тягового двигателя, возможно плавное регулирование возбуждения главного генератора как в сторону увеличения, та и в сторону снижения тока ЗВАДО нуля. Систему возбуждения главного генератора в тормозном режиме можно значительно упростить, если выбрать значение активного сопротивления то корграничивающего резистора 11 таки образом, чтобы ток, протекающий по обмотке 5 возбуждения , размагиииивал систему возбуждения главного генератора до нуля или до величины, близкой к нулю во всех режимах работы. В этом случае, если значение активного сопротивления резистора 11 в три и более раз больше активного сопротивления обмотки b возбуждения, ключ 12 может оставаться включенным и при отпирании РТВ 7 в течение всего тормозного режима работы главного генератора. Поэтому инерционность ключа 12 делается несущественной, и он может быть заменен на контактный. В качестве ключа 12 могут быть использованы любые свободные контакты реле тормозного режима, блокировочные контакты контроллера для режима торможения или. контактора тормозного режима. При этом датчики 13 и и блок 15 управления для осуществления тормоз,ного режима не нужны. Если для данного генератора ток размагничивания системы возбуждения весьма мал и зн ачение сопротивления резистора 11 в 10-15 раз и более превышает активное сопротивление об -ютки 5 возбуждения, ключ 12 может отсутствовать. Тогда и в тяговом , и в тормозном режимах работы главный генератор будет работать от нулевого начального напряжения. В этом случае датчики 13 и И и блок 15 управления в тормозном режиме использоваться не будут. Таким образом,в. предлагаемой системе возбуждения не ис пользуются дополнительные резисторы в цепях обмоток возбуждения тягового двигателя или в цепи возбуждения главного генератора и высоковольтные разделительные подключающие контакторы. Это упрощает -размещение электрооборудования на подвижном транспортном устройстве и повышает надежность системы возбуждения, особенно в условиях работы на автономной транспортной машине при повышенной загрязненности и запыленности, при тряске, и ударах. изобретения 1. Система возбуждения для электрической маиины по авт. св. № , отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, система возбуждения снабжена т.окоограничивающим резистором, включенным между вторым выводом обмотки возбуждения и вторым,..выводомисточника подвозбуждения.

k. Система по п. 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что управляемый

ключ выполнен в виде однотиристорного прерывателя постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I 1. Авторское свидетельство СССР № 9 42233, кл. Н 02 Р 9/1,

f( 5 lA

2О

фиг.д