Высоковольтный вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является ноЕИчИнепие надежности. Указанная цель достигается тем, что в высоковольтный вентильный электродвигатель введены счетчик (С) 19 по модулю т, два логических ключевых элемента (ЛКЭ) 21 и 22, а узел 16 гаи1ения тока снабжен дополнительным входом, подключенным к нервому выходу ЛКЭ 22. Второй выход ЛКЭ 22 соедннен с узлом 17 формирования бестоковой паузы. Первый вход ЛКЭ 22 подключен к выходу нульоргана 12 и первому входу С 19. Выход С 19 соединен с первым входом узла 16 гашения тока, а второй вход С 19 - с выходом ЛКЭ 21. Первый вход ЛКЭ 21 подключен через формирователь 20 нмнульсов к выходу блока 8 управления выпрямиto (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.Я0,» 1309239 А 1 (5ц 4 Н 02 P 6 02, Н 02 К 29 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ9РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф,иг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841348/24-07 (22) 08.01.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Криворожский горно-рудный институт (72) В. Н. Десятнюк, Д. И. Родькин, В. Д. Гуров и Е. И. Комисаренко (53) 62-83:621.313.392 (088.8) (56) Родькин Д. И. и др. Особенности режима пуска вентильного двигателя со звеном постоянного тока: В сб. ВНИИЭМ «Электрические машины, исследования электромаг нитных, тепловых и механических процессов».

Л., 1980, с. 116 — 125.

Невелев Л. И., Кричевский E. И. и Эпштейн И. И. Ряд комплектных тиристорных электроприводов переменного тока серии П4ВН на базе вентильного двигателя. — Электротехническая промышленность. Сер. «Электроприводы», 1982, вып. 1 (99), с. 16. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в высоковольтный вентильный электродвигатель введены счетчик (С) 19 по модулю т, два логических ключевых элемента (ЛКЭ) 21 и 22, а узел 16 гашения тока снабжен дополнительным входом, подключенным к первому выходу ЛКЭ 22.

Второй выход ЛКЭ 22 соединен с узлом !7 формирования бестоковой паузы. Г!ервый вход ЛКЭ 22 подключен к выходу нульоргана 12 и первому входу С !9. Выход

С 19 соединен с первым входом узла 16 гашения тока, а второй вход С !9 — - с выходом ЛКЭ 21. Первый вход ЛКЭ 21 подключен через формирователь 20 импульсов к выходу блока 8 управления выпрями1309239 телем 6. Второй вход ЛКЭ 22 связан с выходом датчика 14 положения ротора синхронного двигателя 1. Введение указанных блоков обеспечивает прерывание выпрямленного тока на межкоммутационном интервале работы низковольтного зависимого инИзобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным вентильным электродвигателям с низковольтными преобразователями частоты, и может быть использовано для пуска мощных высоко- 5 вольтных синхроннных машин, питаемых от низковольтных преобразователей частоты со звеном постоянного тока.

Цель изобретения — — повышение надежности работы высоковольтного вентильного электродвигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема высоковольтного электродвигателя; на фиг. 2 — блок-схема счетчика по модулю m, при m=6; на фиг. 3 — то же, при т=12; на фиг. 4 -- блок-схема пер- 15 вого логического ключевого элемента; на фиг. 5 — блок-схема второго логического ключевого элемента.

Высоковольтный вентильный электродвигатель (фиг. 1) содержит высоковольтную синхронную машину 1, якорная обмотка которой подключена через силовой высоковольтный согласующий трансформатор 2 к выходунизковольтного m-фазного зависимого инвертора 3, силовой вход которого через датчик 4 тока и дроссель 5 соединен с выходом низковольтного m-фазного выпрямителя 6, силовой вход которого через другой силовой высоковольтный согласующий трансформатор 7 подключен к высоковольтной сети переменного тока, блок 8 управления выпрямителем 6, вход которого подключен к выходу блока 9 регулирования тока, к первому входу которого подключен выход задатчика 10 тока, к второму входу — - первый выход узла 11 управления пуском, а к третьему входу — выход датчика 4 тока.

К выходу датчика 4 тока подключен нуль- 35 индикатор 12. Первый вход блока 13 управления зависимым инвертором 3 соединен с выходом датчика 14 положения ротора, второй вход — с вторым выходом узла ll управления пуском, третий выход которого соединен с входом блока 15 управления возбудителем. При этом вспомогательный выход блока 13 управления зависимым инвертором подключен к первому входу узла 16 гашения тока, к второму входу которого подключен второй выход узла

11 управления пуском, к первому входу ковертора 3 с частотой, исключающей насыщение высоковольтного согласующего трансформатора. Введение ЛКЭ 22 исключает бестоковые паузы в момент прерывания выпрямленного тока. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл. торого подключен выход узла 16 гашения тока. К второму входу узла 11 управления пуском подключен выход узла 17 формирования бестоковой паузы, а к третьему входу узла 1! — выход датчика 18 частоты вращения. Кроме того, электродвигатель содержит также счетчик 19 по модулю m, формирователь 20 импульсов, первый 21 и второй 22 логические ключевые элементы.

Узел 16 гашения тока снабжен дополнительным входом, который подключен к первому выходу второго логического ключевого элемента 22, второй выход которого подключен к узлу 17 формирования бестоковой паузы, а вход блокировки подключен к выходу нуль-индикатора 12 и соединен с первым входом счетчика 19, выход которого соединен с первым входом узла 16 гашения тока, а второй вход подключен к выходу первого логического ключевого элемента 21, основной вход которого подключен через формирователь 20 импульсов к выходу блока 8 управления выпрямителем, а вход блокировки подсоединен к выходу узла 16 гашения тока, при этом основной вход второго логического ключевого элемента 22 связан с выходом датчика 14 положения ротора.

Счетчик 19 по модулю m (фиг. 2 и 3) содержит двоично-десятичный счетчик 23 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 24 логических преобразований, первый вход которого дополнительно соединен с вторым счетным входом двоично-десятичного счетчика 23 импульсов, установочный и первый счетный входы которого являются соответственно первым и вторым входами счетчика 19 по модулю m, а выход блока 24 логических преобразований является выходом счетчика 19 по модулю m.

Блоки логических преобразований 24 и 25 (фиг. 2, 3), а также блоки логических ключевых элементов 21 и 22 (фиг. 1, 4 и 5) выполнены на логических элементах И-НЕ.

Высоковольтный вентильный электродвигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии синхронная машина (фиг. 1) обесточена. При поступлении команды «Пуск» с IIQMQIIlüþ задатчика 10 тока задается требуемый уровень

1309239

Номер Управля- Выходы двоично-десятичного счет- Выход Примеч сигна- ющий чика счетчика сигнал ла

2 4 8 по модчлю

0 0

0

0

0 тока в звене постоянного тока преобразователя, который контролируется датчиком 4 тока и регулируется блоком 9. Блоки управления выпрямителем 8 и инвертором 3 через соответствующие усилители импульсов обеспечивают установку требуемых углов управления и опережения управления, а также очередность перекоммутации тиристорных групп выпрямителя 6 и инвертора 3 в соответствии с заданными исходными параметрами и режимом работы. Необходимый уровень тока возбуждения синхронной машины 1 обеспечивается возбудителем и его блоком 15 управления.

В связи с тем, что при пуске вентильного электродвигателя, а также при работе

его в режиме малой частоты вращения (ь(0,5а ) величина противо-ЭДС синхронной машины недостаточна для осуществления естественной коммутации тиристоров зависимого инвертора 3, производится искусственная их коммутация путем кратковременного перевода выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим по сигналам датчика

14 положения ротора с помощью блоков: узла 11 управления пуском, узла 16 гашения тока, узла 17 формирования бестоковой паузы и нуль-индикатора 12. Так как частота следования сигналов датчика 14 положения ротора жестко связана со скоростью вращения ротора двигателя 1, то при пуске и в режиме малой скорости возможно насыщение силового согласующего трансформатора 2 постоянным током. Для исключения указанного явления осуществляют искусственное прерывание тока в звене постоянного тока с помощью блоков: формирователя 20, первого 21 и второго 22 логических ключевых элементов

10 и счетчика 19 по модулю in, а также с помощью блоков 12, 17, 11 и 16, обеспечивающих управление выпрямителем 6 и инвертором 3.

На выходе формирователя 20 импульсов формируется последовательность импульсов, 15 образующихся при поступлении на его вход сигналов управления с выхода блока 8 управления выпрямителем 6, которые через основной вход логического ключевого элемента 21 поступают на первый счетный вход счетчика 19 по модулю и.

Счетчик 19 по модулю т=6 (фиг. 2), выполненный, например, на двоично-десятичном счетчике 23 импульсов и блока логических элементов И-НЕ, работает следующим образом.

2д При поступлении управляющего сигнала на счетный вход счетчика изменяется состояние его выходов, которое приведено в таблице.

1309239

Продолж. таблицы

Управля- Выходы двоично-десятичного счет- Выход Примеч. ющий чика счетНомер сигнасигнал чика по модулю ла

1 (О) 1 (при п1=6) 10

1 1 0 1 0 (при тп=12) 12

0 0 0 1 1 1

После прохождения шестого сигнала формирователя 20 импульсов (при т=6) на выходе счетчика 19 появляется логическая единица, которая, попадая на вход узла 16 гашения тока, запускает его в работу.

Узел 16 гашения тока, воздействуя «ерез узел 11 управления пуском на блок 8 управления выпрямителем 6, переводит выпрямитель 6 в глубокий инверторный режим.

Узел 16 своим выходным сигналом блокирует также выход логического ключевого элемента 21 (фиг. 5), исключая попадание сигналов формирователя 20 на счетный вход счетчика 19.

После спадания тока в звене постоянного тока до величины 1,i(0,051, „ срабатывает нуль-индикатор 12, который своим выходным импульсом воздействует через второй логический ключевой элемент 22 на узел 16 гашения тока, дает команду на снятие гашения тока и перевод выпрямителя 6 в режим выпрямления.

Одновременно выходной импульс нуль-индикатора 12 поступает и на установочный вход двоично-десятичного счетчика 23 (фиг. 2), возвращая его в исходное состояние и процесс снова повторяется.

При срабатывании датчика 14 положения ротора его управляющий импульс поступает. на вход блока 13 управления инвертором и на основной вход логического ключевого элемента 22. В результате блокируется первый выход последнего (фиг. 4) и подготавливается к работе его второй зыход, а от блока 13 управления инвер45 тором запускается узел 16 гашения тока.

Своим выходным сигналом узел 16 воздействует через узел 11 на блок 13 управления выпрямителем и дает команду на перевод выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим. Узел 16, воздействуя на блокирующий вход первого логического ключевого элемента 21, исключает подачу управляющих импульсов на счетчик 19.

После перевода выпрямителя 6 в глубокий инверторный режим и спадания тока до величины (0,05 1д„срабатывает нуль-индикатор 12, который своим выходным импульсом возвращает счетчик !9 в исходное состояние и через логический блок 22

1309239

Формула изобретения запускает узел 17 формирования бестоковой паузы. Узел 10 определяет длительность бестоковой паузы, необходимой для восстановления вентильной прочности тиристора инвертора 3. Задним фронтом своего выходного импульса узел 17 формирования бестоковой паузы дает команду узлу 11, узлу 16 гашения тока и блоку 13 управления инвертором на снятие гашения тока, на перевод выпрямителя в режим выпрямления и на перекоммутацию тиристоров инвертора 3. После снимаются блокировки с выходов логических ключевых элементов 21 и 22 и счетчик 19 снова включается в работу.

При достижении частоты вращения

>0,05ь по сигналу датчика 18 скорости блокируются первый и второй входы узла управления пуском и инвертор 3 переводится в режим естественной коммутации тиристоров.

При m= — 12 (фиг. 3) устройство работает аналогично, только счетчик 19 срабатывает после прохождения двенадцатого счетного сигнала формирователя 20 импульсов.

Таким образом, введение в высоковольтный вентильный электродвигатель дополнительной цепи из последовательно соединенных формирователя 20 импульсов, первого логического ключевого элемента 21 и счетчика 19 по модулю m обеспечивает прерывание выпрямленного тока на межкоммутаторном интервале работы низковольтного mфазного зависимого инвертора 3 с частотой, исключающей насыщение силового высоковольтного согласующего трансформатора, а введение второго логического ключевого элемента 22 исключает бестоковые паузы в моменты прерывания выпрямленного тока, что повышает надежность работы высоковольтного вентильного электродвигателя.

1. Высоковольтный вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, якорная обмотка которой подключена через силовой высоковольтный согласующий трансформатор к выходу низковольтного т-фазного зависимого инвертора, силовой вход которого через датчик тока и дроссель соединен с выходом низковольтного фазного выпрямителя, силовой вход которого предназначен для подключения через другой силовой высоковольтный согласующий трансформатор к высоковольтной сети переменного тока, блок управления выпрямителем, вход которого подключен к выходу блока регулирования тока, к перво5

50 чу входу которого подключен выход задатчика тока, а к второму входу — — первый выход узла управления пуском, к третьему входу блока регулирования тока — выход датчика тока, к которому подключен вход нуль-индикатора, блок управления зависимым инвертором, первый вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, второй вход блока управления зависимым инвертором — с вторым выходом узла управления пуском, третий выход которого соединен с входом блока управления возбудителем, вспомогательный выход блока управления зависимым инвертором подключен к первому входу узла гашения тока, к второму входу которого подключен второй выход узла управления пуском, h первому входу которого подключен выход узла гашения тока, к второму входу узла управления пуском — выход узла формирования бестоковой паузы, а к третьсму входу узла управления пуском -- выход датчика частоты вращения, отлинтощипс я тем, что, с целью повышения надежности работы, введены счетчик по модулю и, формирователь импульсов, первый логический ключевой элемент с двумя входами и второй логический ключевой элемент с двумя входами и двумя выходами, а узел гашения тока снабжен дополнительным входом, который подключен к первому выходу второго логического ключевого элемента. второй выход которого подключен к узлу формирования бестоковой паузы, первый вход второго логического ключевого элемента IIo;Iключен к выходу нуль-индикатора и соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с первым входом узла гашения тока, а второй вход указанного счетчика подключен к выходу первого логического ключевого элемента, первый вход которого подключен через формирователь импульсов к выходу блока управления выпрямителем, а второй вход подсоединен к выходу узла гашения тока, при этом второй вход второго логического ключевого элемента связан с выходом датчика положения ротора.

2. Электродвигатель по и. 1, отлинакни,ийся тем, что введен блок логических преобразований, а счетчик по модулю и выполнен в виде двоично-десятичного счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока логических преобразований, первый вход которого дополнительно соединен с вторым счетным входом двоично-десятичного счетчика. установочный и первый счетный входы которого являются соответственно первым и вторым входами счетчика по модулю m. а выход блока логических преобразований является выходом счетчика по модулю и.

1309239

22 !

1

Составитель М. Сон

Редактор Н. Ьобкова 1 екред И. Верее Корректор Л. Пилипенко

;Заказ 14:!7Я2 I ираж 661 11одписное

I31IHI41II I 1 осударствснного комитета СССI по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- -35, Рву нская наб., д. 4!5

Производств Illlo-ïîëèãðàôè÷cñêîå Ilp(дириятие, г. Ужгород, ул, Проектная. 4