Система возбуждения для электрической машины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (iii9783{)9

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 942233 (22) Заявлено 25. 04. 79 (21) 2750705/24-07 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет(5! )М. Кл.

Н 02 P 9/14

3Ъеударотекщвй комитет

СССР во делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень №44

Дата опубликования описания 30 . 11.82 (53) УДК 621..

313 325 .014.8 (088.о) Е. Я. Бухштабер, Ю. M. Андреев, А. Д. М и М. П. Аскинази (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИ4ЕСКОЙ

МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования тока возбуждения электрических машин, преимущественно для электрических машин транспортных средств.

По основному авт. св. 11 942233 известна система возбуждения для электрической машины, которая содержит главный генератор и подвозбудитель, о расположенные на общем валу. Якорная обмотка главного генератора подключена к на гру зке чере з выпрями тел ь, а его обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой возбуждения подвозбудителя через регулятор тока возбуждения, вход которого соединен с якорными обмотками подвозбудителя Cl ).

Недостатком известной системы возбуждения является сложность, выз- ванная тем, что для размагничивания обмотки возбуждения главного генератора необходимо иметь дополни2 тельный выпрямитель, включенный встречно с источником возбуждения, причем для обеспечения возможности протекания обратного тока диоды выпрямителя обычно шунтируются резисторами.

Введение дополнительных резисторов шунтирующих выпрямитель, приводит к увеличению рассеиваемой на возбуждение генератора в тормозном режиме мощности, а также сопряжено с определенными сложностями по размещению дополнительных мощных резисторов на транспортном обьекте, особенно на грузовом автомобиле и т.п.

Использование шунтирующих транзисторов с соответствующей схемой управления значительно усложняет систему возбуждения и снижает ее надежность.

-. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в систему возбуждения для элект3 97830 рической машины введен токоограничивающий резистор, включенный между вторым выводом обмотки возбуждения главного генератора и вторым выводом источника подвозбуждения.

Кроме того., в систему возбуждения вводится управляемый ключ, включенный между токоограничивающим резистором и вторым выводом источника подвозбуждения.

1Е

Управляемый ключ выполнен на полупроводниковых приборах ..

Причем управляемый ключ может быть. выполнен в виде однотиристорно-, го прерывателя постоянного тока, или в виде .вентилей, соединенных между собой, точка . соединения которых подключена к обмотке возбуждения главного генератора.

Управляемый ключ может быть выполнен и кбнтактным.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема системы возбуждения для электрической машины; на фиг. 2 и 3 - варианты подключе.Ф ния обмоток возбуждения к источнику подвозбуждения.

Система возбуждения для электрической машины содержит главный генератор 1 (фиг. 1) и подвозбудитель 2, расположенные на одном валу. Якорная обмотка 3 главного ге-. нератора подключена к нагрузке, например через выпрямитель 4.Обмот- ка 5,возбуждения главного генератора включена последовательно с обмоткой 6 возбуждения подвозбудителя через регулятор 7 тока возбужде. ния, вход которого соединен с якорными обмотками 8 подвозбудителя.

Регулятор 7 тока возбуждения в случае применения в качестве подвозбудителя синхронной машины выполнен в виде управляемого выпрямителя, к выходу которого подключен шунтирующий диод 9. В цепь обмоток возбуждения включены. токоограничивающие резисторы 10 и ll. Последовательно с резистором 11 включен управляемый ключ 12, предназначенный для размыкания цепи размагничива.SO ния полюсов главного. генератора 1.

Управление ключом 12 производится от датчика 13 постоянного тока и датчика 14 постоянного напря. жения через блок 15 управления в тормозном режиме.

В случае использования в качестве источника подвозбуждения элект9 рической машины постоянного .тока или аккумуляторной батареи бескойтактный ключ 12 состоит из тиристора 16 (фиг. 2), анод которого соединен со средней точкой коммутирующего дросселя 17, включенного последовательно с одним из выводов коммутирующего конденсатора 18, с другим выводом которого соединен катод. тиристора 16, Диод 19 включается последовательно в общую цепь ключа 12.

При использовании в качестве источника подвозбуждения машины переменного тока с выпрямителем 20, последний подключен по переменному току к тиристораи 21, на базе которых выполнен ключ 12. Тиристоры 21 для улучшения возможности выключения дополняется коммутирующим 22 и подза рядным 23 тиристорами, а также LCконтуром коммутации.

Система возбуждения работает следующим образом.

При переходе в режим торможения регулятор. тока возбуждения (PTB) запирается, ток возбуждения в цепи обмотки 5 спадает, включается .ключ

1-2 и эа счет протекания тока размагничивания остаточное напряжение на зажимах главного генератора снижается до нуля (или пренебрежимо малой величины). В это время производятся необходимые переключения в силовой схеме и к выходу постоянного тока главного генератора подключаются соответс1венно соединенные между собой обмотки возбуждения тяговых двигателей.

При недостаточно большой величине сопротивления токоограничивающего резистора.,ll, ключ 12 может находиться во включенном состоянии лишь до тех пор, пока напряжение на выходе главного генератора (датчик 14 напряжения) или ток (через датчик 13 тока) не станут равными нулю (или близкими нулю). После этого во избежание перемагничивания системы возбуждения главного генератора, ключ 12 должен быть включен. Повторное включение ключа 12 должно производиться в случае, если в процессе регулирования тока возбуждения в тормозном режиме значение тока на выходе (через датчик 13) больше значения уставки, подаваемой на блок

15 управления и при запертом PTB более не снижается.

5 9783

При выполнении подвозбудителя в виде источника постоянного тока и при выполнении ключа 12 (фиг. 2), токоограничивающий резистор 11 может. отсутствовать. S

В случае, если источник подвозбуждения И„вявляется источником переменного тока (фи г. 3), необходимо включать выпрямитель 20, который может быть выполнен по нулевой или М .мостовой схеме. В последнем случае он содержит анодную и катодную группы диодов в количестве, соответствующем числу фаз источника Ц,в.

К моменту подключения обмоток воз- 13 буждения тягового двигателя к главному генератору напряжения на его выходе равно нулю, что контролируется -датчиком 14 напряжения, кото рый при снижении напряжения до нуля 20 запирает ключ 12. а при повышении напряжения свыше минимального зна чения У -„вновь включает ключ 12.

Поэтому в интервале времени, пока цепь выхода главного генератора 2S остается разомкнутой, возможен режим работы ключа 12, при котором он находится во включенном или выключенном состоянии .

После подключения обмоток воз- зв буждения тягового двигателя в цепи через датчик тока начинает протекать ток Зв . Если этот ток больше уставки, то при выключенном РТВ . включается ключ 12. При снижении тока Зв, ниже значения тока устанки ключ 12 запирается . Дальнейшее уве" личение тока За достигается импульсным включением РТВ, пока значение тока Çtt„не превысит значение уставки. После этого регулятор 7 тока возбуждения запирается, и с некоторой выдержкой времени, если ток через датчик 31 не снизится до значения тока уставки, вновь включается ключ 12. Таким образом, в диапазоне очень малых токов возбуждения главного генератора, необходимых при электрическом торможении тягового двигателя, возможно плавное регули. ровайие возбуждения главного генератора .как в сторону увеличения, так и в сторону снижения тока 38>до нуля.

Систему возбуждения главного генератора в тормозном режиме можно значительно упростить, если выбрать значение активного сопротивления токоограничивающего резистора 11 таким

09 6 образом, чтобы ток, протекающий по обмот ке 5 возбуждения, р азмаг ни чи вал систему возбуждения главного генератора до нуля или до величины, близкой к нулю во всех режимах работы. В этом случае, если значение активного сопротивления резистора 11 в три и более раз больше активного сопротивления обмотки 5 возбуждения, ключ 12 может оставаться включенным и при отпирании РТВ 7 в течение всего тормозного режима работы главного генератора. Поэтому инерционность ключа 12 делается несущественной, и он может быть заменен на контактный. В качестве ключа 12 могут быть использованы любые свободные контакты реле тормозного режима, блокировочные контакты контроллера для режима торможения или контактора тормозного режима.

При этом датчики 13 и 14 и блок 15 управления для осуществления тормозного режима не нужны, Если для данного генератора ток размагничивания системы возбуждения весьма мал и значение. сопротивления резистора 11 в 10-15 раз и более превышает активное сопротивление обмотки 5 возбуждения, ключ 12 может отсутствовать. Тогда и в тяговом, и в тормозном режимах работы главный генератор будет работать от нулевого начального напряжения. В этом случае. датчики 13 и 14 и блок 15 управления в тормозном режиме использоваться не будут.

Таким образом,в. предлагаемой системе возбуждения не используются дополнительные резисторы в цепях обмоток возбуждения тягового двигателя или в цепи возбуждения главного, генератора и высоковольтные разделительные подключающие контакторы.

Это упрощает размещение электрооборудования на подвижном транспортном устройстве и повышает надежность системы возбуждения, особенно в условиях работы на автономной транспортной машине при повышенной загрязненности и запыленности, при тряске, вибрации и ударах. формула изобретения

1. Система возбуждения для электрической машины по авт. св. Ю 942233, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упро978309 щения, система возбуждения снабжена токоограничивающим резистором, включенным между вторым выводом обмотки возбуждения и вторым.,выводом . источника подвозбуждения.

2. Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в нее дополнительно введен управляемый ключ, включенный между токоограничивающим резистором и вторым выводом источника подвозбуждения.

3. Система по п.2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что управляемый ключ выполнен на полупроводниковых приборах, 4, Система по и. 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что управляемый. ключ выполнен в виде однотиристорного прерывателя постоянного тока.

Система по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что управляемый ключ

S выполнен на вентилях, соединенных между собой, точка соединения которых подключена к обмотке возбуждения главного генератора.

1в 6. Система по п, 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что управляемый ключ выполнен контактным.

Источники информации, И принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 942233, кл . H 02 Р 9/ 14, 978309

Составитель А. Лебедев

Техред С.Мигунова Корректор С. Ыекмар

Редактор А. Власенко

Заказ 9238/73 Тираж 721 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4