Электропривод переменного тока

 

Использование: в системах возбуждения синхронных электроприводов. Сущность: анодная группа вентилей мостового выпрямителя 1 выполнена на тиристорных ключах, шунтирующий тиристор 10 включен встречно-параллельно второму 8 управляющему тиристорному ключу, пусковой узел 4 выполнен а виде индукционного элемента, составленного из трех дисковых коаксиальных катушек 18,19,20, размещенных в массивных ферромагнитных корпусах. Катушки 18, 19 включены между собой последовательно согласно, а катушки 18,20 - последовательно-встр&чно для создания повышенного привнесенного в обмотку 2 возбуждения синхронного двигателя 3 сопротивления за счет потерь в массивных ферромагнитных корпусах. 3 ил.

С0103 СОВЕТСК! Л

СОЦИ ЛЛИСТИ 1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s))s Н 02 Р 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779286/07 (22) 09.01.90 (46) 30.10.92. Бюл. Ь)г 40 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им, М.И.Арсеничева (72) С.В.Колычев и В,6.Низимов (56) Лищенко А.И. Бесконтактные синхронные машины с автоматическим регулирова-. нием возбуждения. — Киев: Наукова думка, 1980 — 225 с. (с. 16, рис. За).

Глебов И.А., Логинов С.И. Системы возбуждения и регулирования синхронныхдвигателей. — Л.: Энергия, 1972 — 114 с (с. 50, рис, 4.1; с, 51 2-й и 3-й абзацы сверху).

Авторское свидетельство СССР

М 898576, M. кл. Н 02 Р 1/50, 1980. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (19) () )) Z. 3 (57) Использование: в системах возбуждения синхронных злектроприводов. Сущность: анодная группа вентилей мостового выпрямителя 1 выполнена на тиристорных ключах, шунтирующии тиристор 10 включен встречно-параллельно второму 8 управляющему тиристорному ключу, пусковой узел 4 выполнен в виде индукционного злемента, составленного из трех дисковых коаксиальных катушек 18, 19, 20, размещенных в массивных ферромагнитных корпусах. Катушки

18, 19 включены между собой последовательно согласно, а катушки 18,20- последовательно-встречно для создания повышенного привнесенного в обмотку 2 возбуждения синхронного двигателя 3 сопротивления за счет потерь в массивных ферромагнитных корпусах. 3 ил.

1772881

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах возбуждения бесщеточных (бескантактных) синхронных двигателей, имеющих в своем составе вращающийся полупроводниковый преобразователь для питанил обмотки возбуждения..

Цель изобретения повышение надежности режима асинхронного двигателя эа счет улучшения пусковой характеристики.

На фиг. 1 показана принципиальная схема синхронного электропривада, На фиг. 2 и фиг, 3 изобра>кены конструкции индуктивного сопротивления соответственно с одним и двумл ферромагнитными корпусами.

Синхронный электропривод содержит полупроводниковый мостовой выпрямитель

1, плюсовым выходом соединенный с обмоткой возбуждения 2 синхронного двигатели 3, пусковой узел 4 с тремя отводами, подключенный первым 5 и вторым 6 отводами через первый 7 и второй 8 управляемые тиристорные ключи параллельно обмотке возбуждения 2, Третий 9 отвод пускового узла 4 соединен с одной иэ фаз на входе мостового выпрямителя 1. Анод шунтирующего тиристора 10 соединен со свободным концом обмотки возбуждения 2 и катодом второго тиристорного ключа 8, Вращающийся многофазный трансформатор 11 со средней точкой подключен к дополнительному выпрямителю 12, Вспомогательный тиристор 13 включен последовательна между общей точкой соединения обмотки возбуждения 2 и анода шунтиру ащега тиристора 10, и средней точкой враща ащегосл многофаэного трансформатора 11. В цепи управления вспомогательного тиристора 13 включен ограничивающий резистор 14, один конец которого подключен к плюсовому выходу мостового выпрямителя

1. При этом анодная группа вентилей мостового выпрямителя 1 выполнена на тиристорных кл!очах, минусовой выход мастоваг(> выпрямителя 1 падк иачен к общей точке соединения свободного конца обмотки воз-. буждения 2, катода второго 8 управляемого тиристорного ключа и анода шунтиру ощега тиристора 10, Катод шунтирующега тиристара 10 соединен с анодом второго 8 управляемога тиристорного клокоча, а управляющий электрод тиристора 10 через свою защитную цепь 15 соединен с собственным анодом. Плюсовой выход дополнительного выпрямителя 12 соединен с плюсовым выходом мостового выпрямителя

1, управляющие электроды тиристорных ключей мостовога выпрямителя 1 и вспомо гательного тиристора 13 через свои защит20

35 ные цепи 16 и 17 соединены со свободным концом аграничива ащего резистора 14. Пусковой узел 4 выгloлнен в виде индукционного сопротивления, состоящего иэ трех дисковых коаксиальных катушек 18, 19, 20, помещенных в один 21 массивный ферромагнитный корпус (фиг, 2). Первая 18 и вторая 19 катушки индукционного сопративленил включены ме>кду собой последовательно-согласно по магнитному потоку, С общей точкой первой 18 и второй 19 катушек соединена третья 20 катушка таким образом, чтобы первая 18 и третья 20 катушки были вкл очены последовательно-встречно между собой по магнитному потоку.

Свободные выводы первой 18, второй 19 и третьей 20 дисковых коаксиальных катушек соединены соответственно с первым 5, вторым 6 и третьим 9 отводами пускового узла

4. Кроме того, вторая 19 катушка распалажена посредине между первой 18 и третьей 20 катушками (фиг. 2), Катушки 18 и 20 имеют равное число витков, но меньшее, чем у вторай 19 катушки

Первая 18 и третья 20 катушки индукционного сопротивления могут быть помещены в первый 22 массивный ферромагнитный корпус, а втарал катушка расположена ва втором 23 массивном ферромагнитном корпусе(фиг. 3). Причем в данном случае вторал

19 катушка может быть включена произвольно па направлению намотки катушек 18 и 20, Начала катушек 18, 19, 20 на фиг. 1, 2, 3 обозначены точкой.

Питание мостового выпрлмителл 1 может осуществляться, например, через синхранный гоэбудитель 24 (фиг, 1). обмотка возбуждения которого через ключ 25 подкл очена к статическому мостовому выпря40 мителю26, Ко входу мостового выпрямителя

26 через кл очи 27 присоединена первичная обмотка вращающегося многофазного трансформатора 11.

Защитные цепи 15, 16, 17, 28, 29 (фиг. 1)

45 могут быть выполнены например, из последовательна соединенных стабилитрона и диода.

Ферромагнитные корпуса 21, 22, 23 (фиг. 2, 3) могут быть изготовлены, напри50 мер, из наружной 30 и внутренней 31 втулок, .которые эажать1 между фланцевыми крыш- . ками 32. Сборка корпусов может быть выполнена с помощью болтов или шпилек.

Синхронный электропривод работает

55 следующим образом.

В исходном состоянии при отключенНоМ статаре синхронного двигателя 3 ключи

25 и 27 разомкнуты.

При асинхронном пуске двигателя 3 условно положительная полуволна тока в об1772881

10

20 мотке возбуждения 2 от ЭДС, наведенной вращающимся полем статора, замыкается через шунтирующий тирлстор 10, катушки

19, 20 пускового узла 4 и одним из диодов катодной группы вентилей мостовогo Bbl прямителя 1. Условно отрицательная полуволна тока в обмотке возбуждения 2 замыкается через первый 7 управляемый тиристорный ключ, катушки 18, 19 пускового узла 4 и второй 8 управляемый тиристорнь и ключ. Таким образом через катушку 19 протекает обе полуволны тока в обмотке возбуждения 2, а катушки 18 и 20 обтекаются поочередно одной из полуволн тока.

Добавочное сопротивление, включаемое во время пуска последовательно с обмоткой возбуждения 2, складывается из собственного активного сопротивления катушек 18, 19. 20 и привнесенного в упомянутые катушки сопротивления за счет потерь в массивном ферромагнитном корпусе 21. Причем в начале пуска привнесенное сопротивление будет определяющим, обеспечивая синхронному двигателю 3 повышенный пусковой момент за счет составляющей от обмотки возбуждения 2, По мере

cни>кения частоты тока в роторе синхронного двигателя 3 потери в массивном ферромагнитном корпусе 21 индукционного сопротивления также будут уменьшаться.

На подсинхронной частоте вращения привнесенное в катушки 18, 19, 20 сопротивление будет незначительным и соизмеримым по вели ине с собственным активным сопротивлением упомянутых катушек. Следовательно, двигатель 3 будет иметь повышенный входной момент благодаря малому сопротивлению в обмотке возбуждения 2.

Синхронизация двигателя 3 осуществляется замыканием ключа 25 в обмотке возбуждения возбудителя 24. Появившееся на аходе мостового выпрямителя 1 переменное напряжение замыкается через катодную группу вентилей моста 1, ограничивающий резистор 14, защитную цепь 16 и включает анодную группу вентилей выпрямителя 1. Выпрямленное напряжение поступает на обмотку возбуждения 2.

Форсирование гашения поля в устройстве осуществляется размыканием ключа 25 и замыканием ключей 27. При этом встречно включенный дополнительный выпрямитель

12 через вспомогательный тиристор 13 запирает тиристорные ключи мостового выпрямителя 1, Нар:-стающее на обмотке возбуждения 2 напряжение включает шунтирующлй тиристор 10 через зaùèòíóþ цепь 15. Энергия, запасенная в магнитном поле обмотки.возбуждения 2 рассеивается

55 всобственньiõактивных сопроти лениях ..стушек 19,20 и в массивно 1 ферромэг и —:но. .. корпусе 21.

Равенство витков катушек 18 и 20 обеспечивает при асинхронном пуске полную симметрию положительной и отрицательной полуволн ..ока в обмотке возбуждения.

При этом последовательно-встреч,ое включение катушек 18, 20 по магнитному потоку исключает однополярное подмагничивание массивного ферромагнитного корпуса 21 (если все три катушки размещены в нем) или

22 (в случае размещения вместе только катушек 18, 20). Последовательно-согласное включение катушек 19, 20 и 18, 19 по магнитному потоку для соответствующих полуволн тока в обмотке возбуждения увеличивает привнесенное в катушки сопротивление за счет потерь в массивном ферромагнитном корпусе 21. Следовательно, указанное включение катушек 19, 20 и 18, 19 позволяет эффективно использовать материал корпуса 21.

В том случае, когда катушки I8 и 20 нецелесообразно выполнять на тот же нару>кный диаметр. что и катушку 19 (ra соображениям обеспечения требуемых значений пускового сопротивления и сопротивления защиты мостового выпрямителя от короткого замыкания через управляемые тиристорные ключи 7 и 8 во время синхронизации двигателя 3). упомянутые катушки размещают в отдельных феорамагни-,ных корпусах 22, 23, как показано на фиг, 3.

Расположение катушки 19 в собственном корпусе 23 и протекания ii0 ней симметричного пускового тока дают возможность включать данную катушку произвольно по отношению к намотке катушек 18, 20, Следовательно, улучшение пусковой характеристики синхронного двигателя обеспечивается, пусковым резистором, выполненным в виде нелинейного частотнозависимого индукционного сопротивления, коммутируемо о тиристорными ключами, часто повышает надежность режима асинхронного пуска во всем диапазоне скольжений, При этом конструктивное выполнение индукционного сопротивления обеспечивает эффективное использование материалов и дает широкие возможности при проектировании пусковых резисторов с заранее заданными параметрами.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий бесщеточный синхоонный двигательь с обмоткой возбу жден ия, полупроводниковый мостовой выпрямитель, плюсовой выход которого соединен с одним выводом обмотки возбуждения синх1772881 ронного двигателя, пусковой узел с тремя отводами, подключенный первым и вторым отводами через первый и второй управляемые тиристорные ключи параллельно обмотке возбуждения синхронного двигателя, 5 а третьим отводом соединенный с одним из фазных входов мостового выпрямителя, шунтирующий тиристор, анодом соединенный с вторым выводом обмотки возбуждения и катодом второго управляемого 10 тиристорного ключа, вращающийся многофазный трансформатор со средней точкой во вторичной цепи, которая подключена к выводам переменного тока дополнительного выпрямителя, вспомогательный тири- 15 стор, анодом подключенный к второму выводу обмотки возбуждения, а катодом — к средней точке вращающегося многофазного трансформатора, ограничивающий резистор в цепи управления вспомогательного 20 тиристора, одним выводом подключенный к плюсовому выходу мостового выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности режима асинхронного пуска синхронного двигателя путем 25 улучшения пусковой характеристики, анодная группа вентилей мостового выпрямителя выполнена управляемой, минусовой выход мостового выпрямителя подключен к второму выводу обмотки возбуждения, катод шунтирующего тиристора соединен с анодом второго управляемого тиристорного ключа, а управляющий электрод шунтирующего тиристора соединен с его анодом, вывод постоянного тока дополнительного выпрямителя соединен с плюсовым выходом мостового выпрямителя, управляющие входы анодной группы вентилей мостового выпрямителя соединены с вторым выводом ограничивающего резистора, при этом пусковой узел выполнен в виде индукционного элемента, составленного из трех дисковых катушек, коаксиально размещенных в массивном ферромагнитном корпусе, первая и вторая катушки соединены последовательно согласно между собой, а их начало и конец соответственно образуют первый и второй отводы пускового узла, с общейточкой конца первой и начала второй катушек соединен конец третьей катушки и ее начало образует третий отвод пускового узла, I

1772881

Фиг. 3

Составитель В.Тарасов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Ðåâñêàÿ

Редактор

Заказ 3850 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101