Устройство бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя Советский патент 1982 года по МПК H02K11/00 H02K19/38 H02H3/08 

(5) УСТРОЙСТВО БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ БЕСЩЁТОЧНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ

. 1 - Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесщеточным системам возбуждения мощных турбогенераторов, и может найти применение в устройствах автоматики и защиты бесщеточного возбудителя тур богенератора. Известно устройство бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя, содержащее электромагнитные датчики тока, расположенные на непод вижной части возбудителя вблизи шин переменного тока, помещенных в откры тые пазы шихтовг нного сердечника на валу возбудителя и соединяющих фазные ветви обмотки якоря с мостовым выпрямителем, в плечах которого последовательно анодным и катодным вен тилям включены предохранители, и вне возбудителя электронную аппаратуру, регистрирующую по отсутств «) тока, в шинах вышедшие из строя вентияиСО. В таком устройстве бесконтактного контроля шины переменного тока располагаются на шихтованном сердечнике с обратным чередованием фаз в порядке их следования вблизи электромагнитг ного датчика тока. При вращении якоря направление .тока в следующих друг . за другом вблизи электромагнитного датчика тока шинах поочередно изменяется на противоположное. Из-за больших размеров шин у периферии сердечника и открытия/паза сердечника, равное диаметру поперечного сечения шин при большом их количестве, которое обычно и имеет место, проявляется, значительное взаимное влияние магнитных- полей между соседними шинами. При этом количество импульсов ЭДС, нав:одимых в электромагнитных датчиках тока оказывается вдвое меньше количества шин переменного тока, а при отсутствии тока в какой-либо шине вследствие выхода и;з строя вен398тиля и срабатывания предохранителя, количество импульсов не уменьшается, а лишь несколько искажается форма соответствующего импульса. Указанный недостаток усложняет схему элект ронной аппаратуры и не исключает возможность ложных срабатываний устройства бесконтактного контроля при выходе из строя нескольких вентилей или изменения режимов работы возбуди Ю Известно также устройство бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя, содержащее электромагнитные датчики тока, расположенные на неподвижной части возбудителя вблизи шин переменного -тока, соединяющих фазные ветви обмотки якоря с мостовым выключателем, в плечи которого после-, довательно с анодным и катодным вентилями включены предохранители, и электронную аппаратуру, расположенну вне возбудителя, регистрирующую отсутствие тока в шинах вышедшего из строя вентиля Г 21. jL J В этом устройстве бесконтактного контроля количество импульсов ЭДС, наведенных в электромагнитных датчиках тока, соответствует числу и взаиморасположению шин переменного тока только при токах, составляющих номинального значения тока возбудителя. При изиенении нагрузки возбудител выше указанного предела насыщается сталь сердечника в области закрытых, пазов. Магнитное поле от токов шин вытесняется .за периферию сердечника При этом возрастает взаимовлияние магнитных полей между ближайшими соседними шинами. Оно проявляется в том, что при отсутствии тока в какой-либо шине, размещенной в открытом или закрытом пазу, общее количество -импульсов (вдвое меньшее общего числа шин, наведенной в электромагнитных датчиках тока ЭДС не изменяется, а лишь несколько искажаетс форма соответствующего импульса.; Уст ройство бесконтактного контроле характеризуется сложностью схемы элект ронной аппаратуры регистрации вышедших- из строя вентилей, повышенной конструктивной сложностью, и в реаль ных режимах работы бесщеточного возбудителя не обладает высокой надежностью срабатывания. 1 Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности. Поставленная цель достигается тем, что шины переменного тока выполнены с прямоугольным поперечным сечением и обращены своей узкой гранью в сторону рабочей поверхности электромагнитных датчиков тока. На фиг.1 схематически изображено устройство бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя; на фиг,2 и 3 - изображения предлагаемых сечений шин переменного тока и конфигурация магнитного поля в плоскости их сечения. Шины 1 переменного тока с прямоугольным сечением рас.полагаются на вращающемся валу возбудителя, как обычно,с обратным чередованием фаз в порядке их следования при вращении якоря возбудителя, направление вращения указано стрелкой. Своей узкой гранью шины 1 обращены в сторону рабочей поверхности электромагнитных датчиков 2 тока. Электронная аппаратура 3 регистрации вышедших из строя вентилей располагается вне возбудителя и имеет выход во внешние цепи, например, к схемам автоматики и защиты. Сечение шин 1 переменного тока (фиг.З) обеспечивает большую концентрацию магнитного поля вокруг своей заостренной части (в сравнении с сечением фиг.2), поэтому является п редпочт итель ным. При вращении якоря возбудителя . формирование импульса наведенйой ЭДС в обмотке электромагнитного датчика 2 тока происходит в узкой угловой зоне, соответствующей высокой концентрации магнитного поля около узкой грани шины 1 переменного тока. За пределами этой зоны магнитное поле быстро ослабевает и поэтому каждая перемещающаяся вблизи датчика 2 тока шина 1 наводит в обмотке последнего, соответствующий ей импульс ЭДС, образуя за один оборот якоря возбудителя последовательность импульсов, количество которых равно числу проводящих ток шин переменного тока. При такой конструкции, шин 1 магнитное поле концентрируется около узкой грани и стальной сердечник как дополнительное средство формирования поля оказывается не нужным, При этом промежутки между шинами 1 увеличиваются, что уменьшает взаимное влияние магнитного поля соседних шин 1 и позволяет получить от элект. ромагнитных датчиков тока последовательность импульсов наведенной ЭДС, количественно соответствующих числу и взаиморасположению проводящих ток шин 1 переменного тока и ис ключить возможность ложных срабатываний устройства бесконтактного конт роля как в случае выхода из строя нескольких вентилей вращающегося выпрямителя, так и в случае изменени режимов работы возбудителя. Устройство бесконтактного контрол применяется,как правило, в бесщеточны системах возбуждения мощных турбогенераторов, поэтому обеспечение высокой надежности его срабатывания позволяет предотвратить отключение средствами защиты всего энергетического блока по лричине ложных срабаты ваний устройства и тем самым исключить большие потери в выработке электроэнергии из-за простоя оборудования и избежать большого экономического ущерба. Формула изобретения Устройство бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя, содержащее 11 электромагнитные датчики тока, расположенные на неподвижной части возбудителя вблизи шин переменного тока, соединяющих фазные ветви обмотки якоря с мостовы м выпрямителем, в.. плечи которого последовательно с ,анодным и катодным вентилями BKiio чены предохранители, и электронную аппаратуру, расположенную вне возбудителя, регистрирующую отсутствие, тока в шинах вышедшего из строя вентиля, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, шины переменного тока выполнены с прямоугольным поперечным сечением и обращены своей узкой гранью в сторону рабочей поверхности электромагнитных датчиков тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электротехническая промышленость. Сер. Электрические мамины, ып. 3/371, . 2.Авторское свидетельство СССР 65503 кл. Н 02 К 11/00, 1976.

Во d//fur(/e

f/f/ri/

/ J

Фиг. д