Бесщеточный возбудитель синхронной машины

 

Изобретение относится к системам контроля возбуждения мощных синхронных электрических машин. Цель изобретения - повышение точности контроля . Устройство содержит расположенные на валу якорь, выпрямитель и устройство контроля, выполненное в виде шихтованного сердечника с пазами с помещенными в них щинопроводами, соединяюш.ими обмотку якоря с плечами выпрямителя, в которых последовательно вентилям включены предохранители. На корпусе возбудителя установлены два электромагнитных датчика тока, магнитопровод каждого датчика имеет паз и обмотку. Магнитопровод датчиков тока выполнен с дополнительным пазом на поверхности , обращенной к сердечнику, в котором расположена активная сторона обмотки датчика. Устройство обеспечивает высокую точность контроля неисправных вентилей вращающихся выпрямителей , что предотвращает развитие аварии в случае превьшения предельно допустимого числа выходов из строя вентилей. 4 ил., i (Л to 4 СО

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 Н 02 К 11/00

Щ(F Afp z р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втоескоьь свидкткпьствь

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3749452/24-07 (22) 07.06.84 (46) 15.04.86. Бюл. У 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (72) В.А.Пономарев и В.В.Надеждин .(53) 621.313(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 655034, кл. Н 02 К 11/00, 1976.

Электротехническая промышленность.

Электрические машины, вып. 3(37), 1974. (54) БЕСЩЕТОЧНЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к системам контроля возбуждения мощных синхронных электрических машин. Цель изобретения — повышение точности контроля. Устройство содержит расположенные на валу якорь, выпрямитель

„„SU„„1224912 А и устройство контроля, выполненное в виде шихтованного сердечника с пазами с помещенными в них шинопроводами, соединяющими обмотку якоря с плечами выпрямителя, в которых последовательно вентилям включены предохранители. На корпусе возбудителя установлены два электромагнитных датчика тока, магнитопровод каждого датчика имеет паз и обмотку.

Магнитопровод датчиков тока выполнен с дополнительным пазом на поверхности, обращенной к сердечнику, в котором расположена активная сторона обмотки датчика. Устройство обеспечивает высокую точность контроля неисправных вентилей вращающихся выпрямителей, что предотвращает разви-. тие аварии в случае превышения предельно допустимого числа выходов из строя вентилей. 4 ил.

1224912

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно, к системам контроля возбуждения преимущественно мощных синхронных электрических машин, и может быть использовано в устройствах контроля и защиты их бесщеточного возбудителя.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На фи-. 1 схематически изображено 10 устройство бесконтактного контроля бесточного возбудителя с электромаг" нитными датчиками тока, имеющими двухпазовый, в качестве примера, Шобразный магнитопровод,, на фиг. 2 — 1с; электромагнитные датчики тока с двухпазовым магнитопроводом, расположенные с зазором относительно вращающегося стального шихтованного сердечника; на фиг. 3 — изображены временные 2О диаграммы ЭДС P. и Реактивных сторон обмотки датчика тока и временная диаграмма их суммарного значения — ЭДС Ог импульса сигнала, соответствующих одиночной шине с током, а также врегленные диаграммы оцного периода изменения фазных токов L, I.g, L . выпрямителя, на фиг. 4 изображена временная диаграмма последовательности импульсов Р одного из датчиков тока за один оборот вала возбудителя.

Устройство для контроля содержит два датчика тока 1 с магнитопроводом с двумя пазами 2 каждый, в которых

34 размещены обе активные стороны измерительной обмотки 3. На вращающемся валу возбудителя расположен шихтованный серцечник 4, имеющий пазы 5 с помещенными в них шинопроводами 6, соединяющими трехфазную обмотку

40 якоря с плечами мостового выпрямителя: в которых последовательно вентилям включены предохранители, Датчики тока .. установлены неподвижно с зазором относительно вращающегосяшихтованного сердечника 4. Угловое положение датчиков 1 фиксировано на неподвижной части возбудителя по совпадению времени следования шинопровода 6 с интервалом времени протекания по нему тока, равного выпрямленному. Угол между датчиками равен 180 эл.град.

Устройство содержит также блок регистрации 7 вышедших из строя вентилей.

Пазы 5 сердечника и пазы 2 магнитопровода токового датчика 1 выполнены в ниде узких прорезей, при этом угол между прорезями пазов 2 датчика тока 1 выполнен меньше половины угла между соседними шинопроводами б.

Устройство работает следующим образом.

В каждой активной стороне обмотки

3 датчика тока 1 наводится импульс

ЭДС вращения, аналогичный тому, что и в обмотке датчика с однопаэовым магнитопроводом, а результирующий импульс ЭДС вращения обмотки, определяемый, как обычно, алгебраическим ,сложением ЭДС активных сторон в направлении обхода по контуру обмотки, в амплитуде может,достигать двойной величины амплитуды импульса ЭДС одной активной стороны.

Иестоположение амплитуды импульса на оси:времени соответствует при вращении сердечника 4 с шинопроводами

6 мгновенному положению проводящ и шины напротив середины рабочей поверхности магнитопровода датчика тока 1 так, что в последовательности импульсов сигнала датчика тока 1 число импульсов за один оборот вала возбудителя равно числу шинопроводов 6 на вращаюшемся сердечнике 4, а полярность импульсов характеризует направление тока в шинопроводах б. Отсутствие тока в шинопроводе 6 на вращающемся сердечнике 4 характеризуется в последовательности импульсов с. г:ала датчика тока 1 отсутствием соответствующего импульса.

Таким образом, импульсный сигнал используемого датчика тока 1 с двухпазовым магнитопроводом однозначно отображает состояние вентильных цепей вращающегося выпрямителя.

Для уменьшения помех в составе сигнала датчика тока 1, как в виде обратных выбросов импульсов ЭДС вращения, так и в виде импульсов ЭДС трансформации, при следовании шино" проводов 6 в порядке их размещения на врашающемся сердечнике с минималь„о ным углом между ними в 6v электрических и обратным чередованием фаз токов пазы 2 на вращающемся сердечнике 4 и на рабочей поверхности магнитопровода датчика тока 1 выполнены с открытием в виде узких прорезейшлицов, а угол 1э между шлицами пазов на рабочей поверхности #BI нитопровода датчика тока меньше половины дугового угла с . между соседними шинопрово" дами 6.

На временных диаграммах фиг. 3 одиночный импульс Р „ соответствует

1224912

15

50 перемещающейся вблизи датчика така шине с выпрямленным током положительной полярности. В соседних шинах протекают токи t. и 1 противоположной полярности, изменяющиеся в момент формирования импульса. Форма импульса на временной диаграмме фиг.3 соответствует конфигурации магнитопровода датчиков тока 1 и вращающегося сердечника 4, изображенных на фиг. 2.

Отношение амплитуды импульса В к его обратному выбросу практически легко обеспечивается численно равным

8 — 10 путем подбора уменьшенных значений угла Р между шлицами пазов по отношению к неизменному по величине углуоС дуги рабочей поверхности магнитопровода датчика тока.

Изображенная на фиг. 4 последовательность импульсов Р,1 соответствует

l8 шинопроводам 6, соединяющим вращающийся мостовой выпрямитель с трехфазной, с шестью параллельными ветвями, обмоткой якоря обращенного синхронного генератора возбудителя,час" тота напряжения которого по отношению к частоте вращения кратна трем.

Отсутствие некоторых импульсов в их последовательности (на фиг. 4 в качестве .примеуа двух) означает,что соответетвующие плечи выпрямителя с неисправными вентилями разомкнуты с помощью последовательных вентилям предохранителей, а в соединенных с этими плечами шинопроводах 6 отсутствуют соответствующие полупериоды тока.

Устройство для бесконтактного контроля бесщеточного возбудителя обеспечивает высокую точность контроля неисправных вентилей вращающегося выпрямителя и обладает существенно повышенной эксплуатационной надежностью функционирования, что дает большой экономический эффект при эксплуатации в составе бесщеточных систем возбуждения турбогенераторов мощностью 1000 ИВт на атомных электростанциях. Простой мощного энергоблока из-за его останова по ложному срабатыванию устройства бесконтакт20

45 ного контроля может за минимальное время, необходимое для подготовки последующего пуска, привести к недоотпуску 16-20 млн КВтч электроэнергии.

Кроме того, в результате точного и автоматического срабатывания устройства бесконтактного контроля оказывается возможным предотвратить развитие аварии в случае превышения предельно допустимого числа выходов из строя вентилей вращающихся выпрямителей.

Формула изобретения

Бесщеточный возбудитель синхронной машины, содержащий расположейные на валу якорь, выпрямитель и устройство для бесконтактного контроля, выполненное в виде шихтованного сердечника с пазами с помещенными в них шинопроводами, соединяющими обмотку якоря с плечами выпрямителя, в которых последовательно вентилям включены предохранители, два установленных на корпусе возбудителя с зазором относительно вращающегося сердечника с шинами электромагнитных датчиков тока, магнитопровод каждого из которых имеет паз и размещенную в пазу обмотку, и угловое положение которых на неподвижной части возбудителя фиксировано, а угол между ними равен

180 эл.град, и блок регистрации .вышедших из строя вентилей, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, магнитопровод датчиков тока выполнен с. дополнительным пазом на рабочей поверхности, обращенной к вращающемуся сердечнику, в котором расположена активная сторона обмотки датчика, при этом пазы на вращающемся сердечнике и магнитопроводе датчиков тока выполнены в виде узких прорезей, угол между прорезями пазов магнитопровода датчиков тока выбран меньше половины дугового угла между соседними шинопроводами.

1224912 дз Внвшмое

"/

Составитель B.Íèêàíîpîâ

Редактор Н.Горват Техред И.Попович Корректор М. Демчик

Заказ 1959/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Г

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная,4