Синхронный электропривод с устройством для гашения поля обмотки возбуждения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сом1иалистических

Республик (1974542 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 0401,81 (21) 3228705/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.1182

} 1} М Кп 3

Н 02 Р 9/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

}53} УДК 621. 313. .3.322.064.4 (088.8) П. Ш. Карачунский, И. И . Решет ник, A. П . Донченк

Ф.А. Иванов и Ф.В. Пинчук (72) Авторы изобретения

Днепродзержинский ордена Трудового Красного Зн (71) Заявитель индустриальный институт им. М.11. Арсеничева (54) СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УСТРОЙСТВОМ

ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПОЛЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а более точно к электрическому приводу с синхронными машинами, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется этот тип электрической машины.

Известен синхронный электропривод с бесконтактной вистемой возбуждения от управляемого полупроводникового преобразователя напряжения, s котором гашение поля возбуждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмотки, создающей встречное поле (1).

Наличие дополнительной обмотки и схемы ее питания усложняет электрический привод.

Известен также синхронный электропривод с бесконтактной системой возбуждения от тиристорного преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуждения достигается переводом тиристорного преобразователя в инверторный режим, при котором в цепь обмотки возбуждения вводится встречная ЭДС l23.

Однако режим форсированного гашения поля возбуждения в этом устройстве не может быть осуцествлен при коротких замыканиях, сопровождаюцихся глубокой посадкой напряжения или его исчезновением иэ-за отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является синхронный электропривод с устройством

1ð для гашения обмотки возбуждения, содержащий синхронную элеКтрическую машину, выводы обмотки возбуждения которой подключеиы к выходу постоянного тока управляемого преобразователя, вход переменного тока которого предназначен для подключения к фазам питающей сети, разделительные диоды по числу фаэ питающей сети, аноды каждого из которых. предназначены для подключения к одной .из фаз питаюцей сети, а катоды объединены в общую точку, пуско-зацитную цепь, состоящую иэ встречнопараллельно соединенных тиристора и диода, соединенных последовательно с разрядным резистором и подключенную параллельно обмотке возбуждения, узел гашения поля, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и гасящего тиристора, управляющий электрод которого под974542 ключен к выходу блока управления гасящим тиристором, причем свободный вывод конденсатора подключен к общей точке соединения катодов тиристоров управляемого преобразователя, анод гасящего тиристора соединен с общей точкой объединения катодов разделительных диодов, а к катоду гасящего тиристора подключен анод нсгомогательного диода, блок управления тиристорами управляемого 10 преобразователя„ функционально связанный с блоком управления, гасящим тиристором и блоком управления тиристором пуско-защитной цепи (3 ).

В этом устройстве для обеспечения )5 надежного эапирания гасящего тиристора колебательным разрядом конденсатора необходимо обеспечить определенное соотношение параметров схемы.

Однако при этих соотношениях парамет- 0 рон невозможно оптимизировать одновременно и процесс гашения поля, и обеспечить удовлетворительные пусковые режимы электропривода.

Компромиссный выбор параметрон схемы н какой-то мере удовлетворяющий требованиям процесса пуска и процессам формированного гашения поля может привести к нарушению условия запирания гасящего тиристора, что приводит к закорачиванию обмотки возбуждения накоротко элементами схемы и исключению гашения, при отсутстнии которого возрастает длительность процесса гашения поля, и увеличинается объем повреждений синхрон-З ной машины в аварийном режиме, что снижает надежность устройства. Шунтирование перезаряженного конденсатора вспомогательным диодом и диодом пускозащитной цепи вызывает значи- 40 тельные электродинамические нагрузки, опасные для элементов схемы, что также ведет к снижению надежности устройства.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставлеиная цель достигается тем, что дополнительно введен разделительный конденсатор, включенный 10 между катодом вспомогательного диода и точкой соединения разрядного резистора с диодом и тиристором пускоэащитной цепи.

Кроме того, введены дна дополЫ нительных резистора, первый из кото» рых подключен параллельно разделительному конденсатору, а второй включен последонательно между точкой включения разделительного конденса« 4 тора к разрядному резистору и точкой объединения тиристора и диода п око-защитной цепи.

На фиг. 1 и 2 представлены нарианты схем электропривода. 6$

Устройство содержит синхронную машину с обмоткой 1 возбуждения, выводы которой подключены к ныходу постоянного тока управляемого преобразователя 2, выполненного на тиристорах, Аноды разделительных диодон

3, число которых равно числу фаэ питающей сети, подключены к фазам питающей сети. Вход переменного тока управляемого преобразователя 2 также подключен к фазам питающей сети, Катоды разделительных диодов объединены и подключены к аноду гасящего тиристора 4, последовательно с которым соединен конденсатор 5 узла гашения, а свободный вывод конденсатора 5 подключен к общей точке катодов тиристоров преобразователя 2.

Катод вспомогательного диода 6 соединен с одним выводом разделительного конденсатора 7, свободный вывод которого связан с точкой соединения тиристора 8, диода 9, включенных встречно-параллельно, образующих пуско-защитную цепь и разрядного резистора 10. Пуско-защитная цепь и резистор соецинены последовательно и подключены параллельно обмотке возбуждения.

Устройство содержит блок 11 управления вентилями преобразователя, блок 12 управления гасящим тиристором 4 с автономным источником отпирающего сигнала и блок 13 управления тиристором 8 пускозащитной цепи.

Между блоками 11, 12 и 13 имеется функциональная связь.

Резистор 14 (фиг. 2) подключен параллельно разделительному конденсатору 7, а резистор 15 включен последовательно в пуско-защитную цепь между точкой соединения тиристора 8 и диода 9 и точкой подключения конденсатора 7 к разрядному резистору 10.

Величина емкости разделительного конденсатора 7 в 1,3-3 раза должна превышать величину емкости колелутирующего конденсатора 4.

Устройство работает следующим образом.

Пусковые режимы синхронного электропривода обеспечиваются разрядным резистором 10, диодом 9 и тиристором 8, управляеьым от блока 13.

Одновременно от обмотки 1 возбуждения происходит заряд конденсаторов

5 и 7 через диод 6 и разрядный резистор 10 с указанной на фиг. 1 полярностью напряжения. Кроме того, заряд конденсаторов 5 и 7 происходит"при включении управляемого преобразователя 2.

Формированное гашение магнитного поля осуществляется следующим образом.

974542

С помощью блока 11 снимаются управляющие импульсы с преобразователя 2, одновременно подается сигнал на блок управления гасящим тиристором 4. Ири включении гасящего тнристора 4 эамыкается цепь конденсатора

5 и встречным током последнего через соответствующий разделительный диод и гасящий тиристор 4 принудительно запираются управляемые вентили преобразователя 2. После запирания вентилей преобразователя 2 колебательный разряд конденсатора 5 форсированно снижает величину тока в контуре, образованном "плюсовой" обкладкой конденсатора 5-обмоткой возбуждения 1-вентилями анодной группы преобразователя 2-группой разделительных диодов 3-гасящим тиристором

4 и "минусовой" обкладкой конденсатора 5, в результате чего происходит колебательный перезаряд конденсатора 5.

До момента полного перезаряда конденсатора 5 блоком 12 снимается управляющий сигнал с гасящего тнристора 4. Иерезаряженный конденсатор

5 положительным потенциалом выключает гасящий тирнстор 4 и разряжается через диод 6, разделительный конденсатор 7 и диод 9 пуско-saugtrной цепи.

Окончательное затухание тока происходит в контуре гашения, образованном обмоткой возбуждения 1, разрядным резистором 10 и диодом 9

Согласно второму варианту (фиг. 2) для уменьшения электродинамических нагрузок на элементы схемы при шунтировании переэаряженного конденсатора 4 включен вспомогательный резистор 14 между точкой подключения разделительного конденсатора 7 и пуско-защитной цепи и общей точкой соединения тиристора 8 и диода 9 .

Величина сопротивления вспомогательного резистора 14 составляет от 0,5 до 3 значений активного сопро тивления обмотки возбуждения, а .суммарное сопротивление резисторов в пуско-защитной цепи лежит в пределах 5-10 значениЯ активного сопротивления обмотки ротора.

Для снятия заряда с разделительного конденсатора 7 после окончания процесса гашения поля возбуждения последний шунтируется дополнительным резистором 15 (0,2-5 кОм).

Таким образом, синхронный электропривод с бесконтактным устройством для гашения поля возбуждения позволяет форсированно осуществлять процесс гашения магнитного поля синхронноЯ машины, возбуждаемой от преобразователя с управляемыми вентилями, путем колебательного разряда конденсатора, включаемого гасящим тирнстором с автономным источником отпирающего сигнала на обмотку возбуждения синхронной машины.

Изобретение позволяет повысить

5 надежность процесса гашения поля возбуждения, снизить величину динамического н термического значений го ков короткого эа ыкания за счет сокращения времени гашения поля, что

3Q приводит к повыаению надежности работы электропривода, уменьшению стоимости и массогабаритных показателен устройств гашения поля и коммутационной аппаратуры.

Формула изобретения

1. Синхронный электропривод с устройством для гашения поля обмотки возбуждения, содержащий синхронную электрическую машину, выводы обмот» ки возбуждения которой подключены к выходу постоянного тока управляемого преобразователя, вход переменного тока которого предназначен для соединении с фазами питающей сети, разделительные диоды по числу фаэ питающей сети, аноды каждого as которых подключены к одной из фаз питающей сети, а катоды объединены в общую точку, пуско-защитную цепь, состоящую иэ встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, соединенных прследовательно с разряд35 ным резистором и подключенную параллельно обмотке возбуждения, узел гашения поля, состоящий иэ последовательно соединенных конденсатора и гасящего тиристора, управлявший .ф) электрод которого подключен к выходу блока управления гасящим тиристорои, причем свободныЯ вывод конденсатора подключен к общей точке соединения катодов тиристоров управляемого

45 преобразователя, анод гасящего тйрвотора соединен с общей точкой объе динения катодов разделительных диодов, а к катоду гасящего тиристо ра подключен анод вспомогательНого

О диода, блок управления тиристораии преобразователя, функционально связанный с блоком управления гася щим тиристорои, и блок управления тиристором пуско-защитной цепи, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью повьаэения надежности, дополнительно введен разделительный конденсатор, включенный между катодом вспомогательного диода и точкой саединения разрядного резистора и ти © ристорои пуско-защитной цепи.

2. Электропривод по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем; что введены два дополнительных резистора, первый из которых подключен парал65 лельно разделительному конденсатору, 974542

Составитель A Лебедев

Техрец М.Коштура Корректор Н., Король

Редактор А. Долинич

Тираж 721 Подписное

ВННИПН Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8731/75

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4 а второй включен последовательно между точкой включения разделительного конденсатора к разрядному резистору и точкой объединения тиристора и диода пуско-защитной цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 2005679, кл, 21 cI 1, 1973.

2 ° Соколов М,М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. M. "Энергия", 1976, с. 391-393, 3 ° Авторское свидетельство СССР

М 744892, кл. Н 02 Р 9/12, 1978.