Синхронный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным синхронным машинам с неподвижными обмотками возбуждения. Цель изобретения - упрощение системы компаундного возбуждения и повышение надежности за счет снижения напряжения на коммутируемых тиристорах. Синхронный электропривод содержит синхронную машину с якорной обмоткой 1, фазные выводы которой предназначены для подключения к источнику переменного напряжения, а система возбуждения состоит из шунтовой 2 и сериесной 3 обмоток с числом катушек, равным числу фаз этого источника, двух групп вентилей 4, 5 и тиристора 6. Обе обмотки системы возбуждения размещены соосно на общем магнитопроводе. Устройство обеспечивает симметричное распределение нагрузки по фазам и двухполупериодное выпрямление тока возбуждения при использовании выпрямителя с числом вентилей, равным числу фаз источника переменного напряжения. Выключение обмотки возбуждения достигается без отключения выводов обмоток сериесной 3 и шунтовой 2 от источника питания. В процессе пуска электродвигателя достигается снижение величины пусковых токов и напряжения на тиристоре 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 9/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2 I ) 4279240/24-07 (22) 07.07.87 (46) 07.01.90. Бюл. I (71) Физико-энергетический институт

АН ЛатвССР (72) В.П. Безруков (53) 621,313.322(088.8) (56) Патент Японии У 49-38890, кл. 55 С 2, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 337898, кл. Н 02 Р 9/14, 1970. (54) СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным синхронным машинам с неподвижными обмотками возбуждения, Цель изобретения — упрошение системы компаундного возбуждения и повышение надежности за счет снижения напряжения на коммути-. руемых тиристорах. Синхронный электропривод содержит синхронную машину с якорной обмоткой 1, фазные выводы

„„SU,„, 1534746 A 1

2 которой предназначены для подключения к источнику переменного напряжения, а система возбуждения состоит из шунтовой 2 и сериесной 3 обмоток с числом катушек, равным числу фаз этого источника, двух групп тиристоров 4,5 и тиристора 6. Обе обмотки системы возбуждения размещены соосно на общем магнитопроводе, Устройство обеспечивает симметричное распределение нагрузки по фазам и двухполупериодное выпрямление тока возбуждения при использовании выпрямителя с числом вентилей, равным числу фаз источника переменного напряжения. Выключение обмотки возбуждения достигается без отключения выводов обмоток сериесной 3 и шунтовой 2 от источника питания, В процессе пуска электродвигателя достигается снижение величины пусковых токов и напряжения на тиристоре 6. 1 ил.

1534746

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным синхронным машинам с неподвижными обмотками возбуждения (ОВ1, используемым преимущественно в приводе с циклической нагрузкой, например в приводе нефтепромысловых станков-качалок.

11ель изобретения — упрощение и повышение надежности за счет снижения напряжения на комму ируемых тиристорах, На чертеже изображена принципиальная электрическая схема синхронного электропривода.

Синхронный электропривод содержит синхронную машину с якорной обмоткой

1, фазные выводы которой предназначены для подключения к источнику пере 20 менного напряжения,а система возбуж-! дения составлена из шунтовой 2 и сериесной 3 обмоток с числом катушек, равным числу фаз этого источника, причем одноименные выводы катушек шунтовой обмотки 2 соединены вместе, двух групп тиристоров 4 и 5 и тиристора 6. Обе обмотки системы возбуждения размещены соосно на общем магнитопроводе, общая точка первой группы тиристоров 4, соединенных по схеме полумостового выпрямителя, подключена к одному выводу тиристора 6, второй вывод которого соединен с общей точкой катушек шунтовой обмотки 2, при этом свободные выводы тиристоров

4 подключены к свободным выводам катушек этой обмотки, предназначенным для подключения к упомянутому источ— нику переменного напряжения, каждая

40 катушка сериесной обмотки 3 одним выводом соединена с фазным выводом якорной обмотки 1, а другим — со свободным выводом этой обмотки, соединенной пО схеме треугольника при 4 этом вторая группа составлена из тп— ристоров 5, которые шунтируют катушки . с åðHåñHîé обмотки 3.

Электропривод работает следующим образом, 50

В исходном положении тиристоры 5 и 6 выключены и ротор машины неподвижен, Пуск машины осуществляется подкл1 1ением разных выводов A,В,С якорной обмотки 1 и выводов шунтовой

55 обмотки ? к источнику переменного напряжения.

В период пуска переменный ток сознает B р,lã:òl"lêå статора машины вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение ротор, а, в системе возбуждения в это время происходят следующие процессы, При выключенных тиристорах 5 и 6 обе группы выпрямителей отключены от обмоток 2 и 3 и распределение токов в этих катушках таково, что суммарное значение МДС катушек в каждой обмотке в этот период равно нулю. Вследствие этого магнитное поле возбуждения отсутствует и ротор машины под действием асинхронного вращающегося момента разгоняется до подсинхронной частоты вращения.

В процессе асинхронного вращения ротора в катушках ОВ наводится ЭДС, при этом, поскольку якорные обмотки l соединены в треугольник, катушки обмотки 3 оказываются замкнутыми между собой последовательно и нагруженными на сопротивление якорной обмотки 1.

Переменный ток, циркулирующий в цепи обмоток с частотой скольжения, создает в якорной обмотке 1 и ОВ 3 пульсирующее магнитное поле, которое не приводит к появлению тормозного момента. Наличие катушек обмотки 3 в цепи тока якоря увеличивает фазисе сопротивление якорной обмотки, что приводит к снижению пусковых токов машины. При этом, поскольку. магнитное поле ОВ компенсировано, индуктивная составляющая сопротивления катушек

2 и 3 отсутствует и в цепи переменного тока они ведут себя, как активное сопротивление.

В катушках щунтовой обмотки 2, которые не имеют фазового сдвига в пространстве, а их одноименные выводы соединены вместе, ЭДС не создает разности потенциалов на выводах ОВ 2, подключенных к источнику переменного напряжения и, соответственно, не возникают токи, которые замыкаются через этот источник питания, По отношению к тиристору 6 катушки обмотки 2 подключены параллельно, поэтому при пуске машины к закрытому переходу этого тиристора прикладывается напряжение, мгновенное значение которого равно сумме U6 =Б (m-1)/m+1, где U — напряжение источника питания, 1 — ЭЛС, наводимая в одной катушке, m — число катушек.

При подсинхронной частоте вращения ротора на управляющие электроды тиристоров 5 и 6 подают открывающие импульсы и катушки 2 и 3 щунтируются

5 153 тиристорами 4 и 5. После коммутации тиристоров катушки ? и 3 образуют короткозамкнутые контуры, в которых протекают токи, обусловленные источником переменного напряжения и ЭДС самоиндукции катушек. Полярность этих

/ токов сохраняется неизменной во времени, поэтому ЩС обмоток 2 и 3 создает в магнитолроводе индуктора постоянное поле возбуждения. В результате этого в машине возникает синхронизирующий момент и происходит втягивание ротора в синхронизм.

Расположение обмоток 2 и 3 соосно на общем магнитопроводе позволяет получить в индукторе 1ЩС возбуждения, равную сумме F< =Fö+F, где F — МДС шунтовой обмотки 2, Р— ИДС сериесной обмотки 3. Величина суммарной МДС в режиме холостого хода манинк (величина тока в якорной обмотке Т„=О) равна Р, а с увеличением нагрузки возрастает пропорционально току якоря и соответствует сумме мгновенных значений токов во всех катушках обмоток 2 и 3.

Анализ режима работы системы возбуждения показывает, что Аорма токов в цепи тиристора 6 характерна для токов в цепи нагрузки, подключенной к выходу многофазного мостового выпрямителя, вход которого подключен к источнику напряжения. Это свидетельствует о том, что предложенная схема системы возбуждения позволяет получить данный режим путем подключения

ОВ к полумостовому выпрямителю, числО вентилей в котором вдвое меньше, Выполнение ОВ 2 с числом катушек, равным числу фаз источника переменного напряжения, позволяет распределить нагрузку по фазам и снизить напряжение на выводах ОВ, поскольку величина приложенного к катушке напряжения в зависимости от числа Фаз составляет (m-1)/m от линейного напряжения источника. б

4746 6

Гелератор кй режим работы синхрон5

25

Использование тиристора 5 в качестве ключа управления пуском электродвигателя позволяет наиболее просто организовать схему управления этим ключом, поскольку для открытия тиристора достаточно подать на его управ" ляющий электрод один открывающий импульс, после чего открытое состояние тиристора поддерживается постоянным током в цепи этого тиристора. лои манили отличается от описанного тем, что отсутствует процесс асинхронного вращения ротора. тиристоры

5 и 6 в этом случае не принимают участие в работе системы возбуждения и поэтому общая точка .ОВ 2 может быть соединена r обшей точкой тиристоров 4, а тиристоры 5 выполнены на диодах.

Кроме того, изобретение обеспечивает симметричное распределение нагрузки по фазам и двухиолупериодлое випряиление тока возбуждения при использовании выпрямителя с числом вентилей, равным числу Лаз источника питания, выключение ОВ без отключения выводов обмотки от ис очника питания, а в процессе асинхронного пуска снижение величины пусковых токов и напряжения на тиристорах.

Формула изобретения

Синхронный электропривод, содержащий синхронную машину, фазные выводы якорной обмотки которой предназначены для подключения к источнику переменного напряжения, две группы дополнительных обмоток по числу фаз якорной обмотки, вкполняющие соответственно роль нунтовой и сериесной в системе возбуждения синхронной маниHlf одни выводы группы нунтових обмоток объединенк в общую точку, две группы вклрямительных схем, связанных с дополнительными обмотками, и тиристоры, отличающийся тем, что, с целью упрог ения и повышения надежности за счет снижения напряжения на коммутируемых тиристорах, обе группы дополнительных обмоток размещены соосно на общем магнитопроводе и являются непосредственно обмотками возбуждения, одна группа выпрямительных схем выполнена в виде полумостового выпрямителя, нулевой вывод которого соединен с тиристором, второй вывод которого соединен с общей точкой группы нунтових обмоток, свободные выводы которых соединены со свободными выводами полумостового выпрямителя и предназначены для подключения к упомянутому источнику переменного напряжения, вторая группа дополнительных обмоток соединена одними выводами с вторкмп пкводами якорних обмоток, первые акчодк которых соеди1534746

Составитель В, Тарасов

Техред М.Дидык Корректор H Король

Редактор А. Иандор

Заказ 56 Тираж 444 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

11роизводственно-издательский комбинат "Латент", г.Ужгород, ул. 1 агарина, 101 иены по схеме треугольника с вторыми выводами второй группы дополнительНых обмоток, при этом вторая группа выпрямительной схемы составлена иэ тиристоров, которые шунтируют дополнительные обмотки второй группы.