Устройство для управления фототиристорами вращающегося выпрямителя возбудителя

 

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФОТОТИРИСТОРАМИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ВОЗБУДИТЕЛЯ, содержащее связанные с валом фотоприемники , выполненные в виде коллекторных световодов, число приемных окон которых равно числу плеч выпрямителя, и связанные со статором сигнальные элементы, выполненные в виде излучателей, число которых равно числу пар полюсов Р возбудителя и которые расположены с возможностью оптического контакта с приемными окнами световодов через воздушный зазор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено устройством синхронизации и генераторами накачки и запуска в количестве, равном числу излучателей , выход каждого из генераторов подключен к излучателю, управляющий вход каждого генератора подключен к одному из выходов устройства синхронизации, а фотоприемники расположены равномерно в пределах угла, равного 360°-. (Л 00 00 00 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736755/24-07 (22) 04.05.84 (46) 30.10.85. Бюл. № 40 (72) Г, Г. Павлов и В. А. Пономарев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621.313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 311340, кл. Н 02 К 19/36, 1969.

-.Патент США № 3821619, кл. 318 — 138, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 525219, кл. Н 02 Р9/14,,1973. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ФОТОТИРИСТОРАМИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ВОЗБУДИТЕЛЯ, содержащее связанные с валом фотоприемники, выполненные в виде коллекторных,.SUÄÄ 1188829 А 5ц 4 Н 02 К 19/36 световодов, число приемных окон которых равно числу плеч выпрямителя, и связанные со статором сигнальные элементы, выполненные в виде излучателей, число которых равно числу пар полюсов P возбудителя и которые расположены с возможностью оптического контакта с приемными окнами световодов через воздушный зазор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено устройством синхронизации и генераторами накачки и запуска в количестве, равном числу излучателей, выход каждого из генераторов подключен к излучателю, управляющий вход каждого генератора подключен к одному из выходов устройства синхронизации, а фотоприемники расположены равномерно

Щ в пределах угла, равного 360

1!88829

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство синхронизации выполнено в виде датчика, число связанных со статором чувствительных элементов которого равно числу излучателей, а число связанных с валом сигнальных элементов равно числу фотоприемников, причем сиг1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в электрических машинах с вращающимися фототиристорными выпрямителями возбуждения, Цель изобретения — повышение наде ж ности устрой ства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема бесщеточного возбудителя с вращающимся фототиристорным выпрямителем; на фиг. 2 — устройство управлен ия фототиристорами вращающегося выпрямителя возбудителя; на фиг. 3 то же, сечение в поперечной плоскости на фиг. 2; на фиг. 4 — схема устройства управления фототиристорами вращающегося выпрямителя в совмещенном положении одного из неподвижных излучателей с одним из вращающихся приемных окон в момент передачи импульса управления; на фиг. 5 — временные диаграммы следования световых импульсов управления фототиристорами вращающегося выпрямителя, поступающих через вращающиеся приемные окна устройства управления; на фиг. 6— временные диаграммы следования импульсов, поступающих на неподвижные излучатели; на фиг. 7 — устройство синхронизации, предназначенное для согласования работы устройства управления с напряжением, питающим вращающийся выпрямитель.

Устройство управления фототиристорами 1 вращающегося выпрямителя 2 возбудителя 3 содержит связанные с валом 4 фотоприемники, выполненные в виде коллекторных световодов 5, число приемных окон 6 † которых равно числу плеч выпрямителя 2, и связанные со статором 12 сигнальные элементы, выполненные в виде излучателей 13 — 18, число которых равно числу пар полюсов P возбудителя 3 и которые расположены с возможностью оптического контакта с приемными окнами

6-11 световодов 5 через воздушный зазор.

Устройство управления снабжено устройством 19 синхронизации и генератора5 !

О

З0 нальные элементы расположены равномерно в пределах угла 360 — —.

° o P-1

Р

3. Устройство по пп.! и 2, отличающееся тем, что излучатели размещены в обойме, укрепленной с возможностью поворота в пределах двойного полюсного деления возбудителя.

2 ми .20 накачки и запуска в количестве, равном числу излучателей.

Выход каждого из генераторов 20 накачки и запуска подключен к излучателю, управляющий вход каждого генератора накачки и запуска подключен к одному из выходов устройства 19 синхронизации, а фотоприемники расположены равномерно в пределах угла равного 360 — — . оP

P

Устройство 19 синхронизации выполнено в виде датчика, число связанных со статором 12 чувствительных элементов 21 которого равно числу излучателей, а число связанных с валом 4 сигнальных элементов 22 равно числу фотоприемников, причем сигнальные элементы 22 расположены. равномерно в пределах угла 360 — —. Излучао Р-1

P тели и чувствительные элементы размещены в обоймах 23, укрепленных с возможностью поворота в пределах двойного полюсного деления возбудителя 3.

Устройство управления на фиг. 1 — 7 соответствует конкретным условиям, заключающимся в том, что якорь 24 синхронного генератора имеет трехфазную обмотку, вращающийся выпрямитель 2 — мостовую схему выпрямления, частота вращения якоря составляет п=25 об/с (1500 об/мин), а частота напряжения якоря !д = 150 Гц.

Число пар полюсов Р= — "— = =6.

1я 150 и 25

Устройство управления содержит по числу плеч вращающегося выпрямителя 2 шесть приемных окон, каждое со своим коллекторным световодом, разветвляющимся на параллельные фототиристоры 1 каждого плеча, укрепленные на валу 4.

Неподвижные излучатели 13 — 18 в количестве Р= „=6, каждый со своим я генератором 20 накачки и запуска, расположены в обойме 13, в плоскости, перпендикулярной оси вала 4, и распределены равномерно по окружности с зазором относительно вращающихся приемных окон 6 коллекторных световодов 5.

1188829

Вращающиеся приемные окна 6 — 11 расположены на валу 4 в поперечной плоскости концентрично его оси и распределены равномерно в пределах угла

360 — = 300 .

Для значений частот 1я = 150 Гц и

n = 25 об/с одному периоду напряжения якоря (т. е. 360 эл. град.) соответствует поворот вала на 60 геометрических. Для мостовой схемы выпрямления на каждый период изменения напряжения якоря требуется шесть импульсов управления, следующих равномерно с интервалом в

60 эл. град., и этому интервалу соответствует поворот вала на 10 геометрических.

Как видно из фиг. 2 и 3 оптическая связь между приемными окнами 6-11 вращающихся коллекторных световодов 5 и неподвижными излучателями 13 — 18 осуществляется только в те моменты времени, когда при вращении они поочередно через каждые 10 геометрических совмещаются в пары.

На схематическом изображении передачи световых импульсов (фиг. 4) неподвижные излучатели 13 — 18 расположены в одной плоскости равномерно через 60 геометрических, а вращающиеся приемные окна 6 — 11 расположены в той же плоскости равномерно через 50 геометрических в секторе круга 300 .

На фиг. 4 зафиксирован момент, когда вращающееся приемное окно 6. в положении совмещено с неподвижным излучателем 13 и осуществляется передача первого импульса управления в течение первого периода изменения напряжения якоря 24, условно отсчитываемого от изображенного фиксированного момента.

Второй импульс управления в этом периоде передается через 60 эл. град. (т. е. через 10 геометрических поворота вала 4), когда вращающееся приемное окно 6 совмещается с неподвижным излучателем 14.

Последний шестой импульс управления в этом периоде напряжения якоря 24 передается при повороте вала 4 на 50 геометрических, когда вращающееся приемное окно 6 совмещается с неподвижным излучателем 18.

При дальнейшем повороте вала 4 на

10 геометрических начинается второй период изменения напряжения якоря 24, вращающееся приемное окно 6 совмещается теперь уже с неподвижным излучателем 14, от которого передается первый импульс управления второго периода, и вообще с каждым последующим периодом напряжения якоря 24 одноименные импульсы управления передаются от последующих неподвижных излучателей.

50 55

Изображенным на фиг. 5 и 6 импульсам присвоены номера излучателей 13 в 18 и приемных окон 6 — 11, через которые эти импульсы проходят, поочередно вступая в оптический контакт.

Как видно из фиг. 5, по коллекторным световодам 5 каждого из вращающихся приемных окон 6 — 11 импульсы управления следуют равномерно по одному на период изменения напряжения якоря 24 (или для принятых выше условий по шесть равномерно следующих импульсов на оборот вала), а импульсы управления, соответствующие соседним вращающимся приемным окнам 6, смещены друг относительно друга на 60 эл. град.

Для обеспечения равномерных последовательностей импульсов управления, передаваемых на вращающиеся коллекторные световоды 5, на неподвижные излучатели 13 — 18, как показано на фиг. 6, за один оборот вала 4 должны поступать импульсы в виде серии, в пределах которой они следуют равномерно, а с каждым последующим оборотом вала 4 между сериями импульсов следуют паузы.

Таким образом, порядок следования импульсов на временной диаграмме, соответствующей любому из неподвижных излучателей 13 — 18, повторяет порядок совмещения вращающихся приемных окон

6 — 11 с данным неподвижным излучателем при поочередном образовании оптической связи в процессе вращения вала 4.

Импульсы, подаваемые на неподвижные излучатели 9, должны поступать в моменты совмещения их с вращающимися приемными окнами. Поэтому устройство управления фототиристорами враща1ощегося выпрямителя должно работать совместно с устройством 19 синхронизации, которое является задающим для генераторов 20 накачки и запуска.

Устройство 19 синхронизации (фиг. 7) содержит чувствительные элементы 21, равномерно и концентрично расположенные вокруг вала 4, их сигнальные элементы 22, расположенные на валу 4 концентрично и равномерно в пределах секторного угла, равного тому секторному углу, в котором равномерно размещены на валу 4 приемные окна 6 в 11 с коллекторными световодами 5 и который для принятых выше конкретных условий в отношении схемы обмотки якоря возбудителя, схемы выпрямления, частоты вращения и частоты напряжения якоря составляет 300 геометрических.

Действие устройства 19 синхронизации заключается в том, что при вращении вала 4 в чувствительных элементах 21 при поочередном прохождении мимо них сигнальных элементов 22 за каждый оборот вырабатываются серии импульсов синхро1188829 низации с последующей паузой, причем количество импульсов в серии равно числу сигнальных элементов 22, которое соответствует числу плеч вращающегося фототиристорного выпрямителя 2. Порядок следования импульсов в серии повторяет порядок прохождения сигнальных элементов 22 мимо чувствительных элементов 21, а интервалы между импульсами синхронизации соседних чувствительных элементов соответствуют для принятия выше условий

60 эл. град.

1188829

Тгеом оо ою Аыа

/!б г ом

Фиг.5

TzpoM геок

7ггом

У

1188829

Составитель А. Санталов

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес

Заказ 6751 55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4