Система возбуждения синхронной машины с форсированным гашением поля

 

1. СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ С ФОРСИРОВАННЫМ ГАШЕНИЕМ ПОЛЯ, содержащая два тиристорных преобразователя, подключенных встречно-параллельно к обмотке возбуждения , системы управления преобразователями , блок прерывания тока и командное реле гашения поля, связанное с системой управления вторым преобразователем и через блок перевода в инверторный режим с систекюй управления первым преобразователем , отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, введен датчик остаточного напряжения статора синхронной машины, при зтсял выход его соединен с входами системы управления вторым преобразователем и блока прерывания тока, выход которого подключен к второму преобразователю. 2. Система по п.1, отличающ а я с я тем, что введен датчик тока второго преобразователя, выход Q датчика соединен с входами системы S управления вторьм преобразователем W и блока прерывания тока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТЮ (21 ) 3277626/24-07 (22) 16.04.81 (46 ) 30. 07. 83. Бюл. 928 (72 ) Ф.Д. Дубинин, Л.П. Каплун, В.Б. Коваленко и Б.В. Яковчук (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро крупных электрических машин (53) 62.83г621.313..333.016.351(088.8) (56) 1. Врон О.Б. Автоматы гашения магнитного поля, 1981, с.13-40.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 649118, кл. Н 02 Р 9/14, 1975. (54)(57 ) 1. СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ

СИНХРОННОЙ МАШИНЫ С ФОРСИРОВАННЫМ

ГАШЕНИЕМ ПОЛЯ, содержащая два тиристорных преобразователя, подключенных встречно-параллельно к обмотке возбуждения, системы управления преобразователями, блок прерывания тока и

„„SU„„1032587 А

3(50 Н 02 P 9/10; Н 02 P 9/14 командное реле гашения поля, связанное с системой управления вторым преобразователем и через блок перевода в инверторный режим с системой управления первым преобразователем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, ° введен датчик остаточного напряже.ния статора синхронной машины, при этом выход его соединен с входами системы управления вторым преобразователем и блока прерывания тока, выход которого подключен к второму преобразователю.

2. Система по п.1, о т л и ч а юI щ а я с я тем, что введен датчик тока второго преобразователя, выход р датчика соединен с входами системы Е управления вторым преобразователем и блока прерывания тока.

1032587

Изобретение относится к электро- Цель изобретения — повьыение натехнике и может быть использовано дежности за счет Реализации режима в системах возбуждения для электри- гашения поля синхронной машины. ческих машин, преимущественно для мощ- Поставленная цель достигается ных синхронных двигателей. тем, что в систему возбуждения синИзвестна система возбуждения син- 5 хронной машины, содержащую два тирисхронных машин с гашением поля. замы- торных преобразователя, подключенных канием обмотки возбуждения на актив- встречно-параллельно к обмотке возное или нелинейное сопротивления, буждения, системы управления преобраа также противовключением электрома- зователями, блок прерывания тока шинного возбудителя либо переводом 10 и -командное реле гашения поля, свяиОнного или тиристорного возбудителя занное с системой управления вторым в инверторный режим (1 3. преобразователем и через блок переПри замыкании обмотки возбуждения вода в инверторный режим с системой на активное или нелинейное сопротив- управления первым преобразователем, ления обеспечивается в зависимости 15 введен датчик остаточного напряжения

og величины этих сопротивлений боль- статора синхронной машины, при этом шая или меньшая скорость гашения тока выход его соединен с входами систеротора, однако скорость гашения поля мы управления вторым THpHGTopHkM синхронной машины в этом случае преобразователем и блока прерывания оГраничена из-эа наличия демпферных тока, выход которого подключен к контуров на роторе и тем больше, чем второму преобразователю. мощнее демпферные контуры. Системы Кроме того,. введен датчик тока с противовключением электромашинного второго преобразователя, выход датчивозбудителя сложны и громоздки из-за ка соединен с входами системы управнлличия коммутирующей аппаратуры ления вторым преобразователем и блок тому же электромашинные возбудите- ка прерывания тока. ли имеют низкие технико-экономичес- На фиг.1 приведена блок-схема сис, кие показатели. темы возбужпения синхронной машины

Известна система возбуждения син- с Форсированным гашением поля; на хронной машины, содержащая два тирис-, фиг.2 — пример выполнения схемы торных преобразователя, подключенные блока прерывания тока во втором превстречно-параллельно к обмотке возбуж- образователе; на фиг.3 — блок-схема дения, соответствующие системы управ- системы возбуждения с дополнительным ления преобразователями, реверсивный датчиком тока второго преобразоватеддтчик тока обмотки возбуждения, блок ра.здельного управления преобразовате-35 Система возбуждения (фиг.1) состолюми,. блок эапирания, связанные с сис- "т Н3 первого тиристорного преобратемами управления преобразователями, зователя 1 с системой 2 управления блоки перевода в инверторный режим и и блоком 3 перевода преобразователя в инверторный режим, второго ,KoMaHs ное реле 40 тиристорного преобразователя 4 с сисТакая система обеспечивает реверс темой 5 управления и с блоком б превозбуждения синхронной машины по сиг- рывания тока в нем, датчика 7 остаточналу от командного реле, при этом ного напряжения статора синхронной маслин тиристорный преобразователь шины и командного реле 8 гашения поля. переводится в инверторный режим и Выход второго тиристорного преобразовапосле падения до нуля тока в обмотке теля 4 подключен параллельно выходу возбуждения по сигналу реверсивного основного тиристорного преобразоватедатчика тока происходит запирание ля 1 встречно, выход датчика 7 остаточ первого преобразователя через его ного напряжения статора соединен с систему управления и включение второго входом системы 5 управления вторым преобразователя. Обратный реверс то- преобразователем 4 и с входом блока 6 к» возбуждения происходит в таком прерывания тока во втором тиристорном же порядке (2 1. пр образователе 4, а выход командНедостатком известной системы воз- ного реле 8 гашения поля соединен буждения является то, что она, решая с входом блока 3 перевода в инверторв процессе реверса вопрос гашения 55 ный режим основного преобразователя тока возбуждения, не решает вопрос 1 и с входом системы 5 управления форсированного гашения поля синхрон- вторым тиристорным преобразователем ной машины, необходимого при замоза- 4. Выходы преобразователей подключены пуске синхронных двигателей после к обмотке 9 возбуждения синхронной кратковременного перерыва питания gp машины, а входы — к источнику 10 пидля уменьшения остаточного напряже- тания системы возбуждения. ния на машине -и ограничения переход- Блок б прерывания тока согласно иого тока при несинхронном включении. варианту его выполнения состоит из

Это снижает надежность системы воз- конденсатора 11, включенного паралбуждения. лельно тиристорам 4 (фиг.2 ) анодной

1032587 (или катодной ) группы второго преобразователя через последовательную цель из дополнительного тиристора

12 и диодов 13 для междуфазной раэ— вязки, и зарядной цепи иэ диода 14 и резистора 15, последовательно включенных между точкой соединения конденсатора 11 с тиристором 12 и любой фазой источника 10 питания системы возбуждения.

Система возбуждения с дополнитель- 10 ным датчиком тока второго преобразователя (фиг.3 )полностью соответствует ранее рассмотренной системе возбуждения (фиг.1) и дополнительно включает датчик 16 тока второго пре- 15 образователя 4, выход датчика соединен с входом системы 5 управления вторым преобразователем 4 и с входом блока б прерывания тока.

Система возбуждения работает следующим образом.

При поступлении сигнала на Гашение поля на вход командного реле 8 с выхода реле поступает сигнал на

25 вход блока 3, который через систему

2 управления переводит первый преобразователь 1 в инверторный режим работы, при этом ток в обмотке 9 возбуждения гасится до нуля, часть индуктивной энергии, запасенной в ин30 дуктивности обмотки возбуждения, передается через преобразователь 1 обратно к источнику 10 питания системы возбуждения. Одновременно с выхода реле 8 поступает сигнал на вход системы 5 управления, которая включает второй тиристорный преобразователь 4. Ток через преобразователь 4 не пойдет до тех пор, пока ток в обмотке 9 возбуждения не 40 упадет до нуля, так как до этого момента преобразователь 4 заперт обратным напряжением обмотки возбуждения. В момент достижения током в обмотке 9 возбуждения нулевого зна- 45 чения пойдет ток обратного направления через преобразователь 4 в обмотку возбуждения, поскольку преобразователь

4 подключен параллельно преобразователю 1 с обратной полярностью напряжения. Реверс тока в обмотке возбуждения вызывает быстрое гашение магнитного потока в контурах синхронной машины (гашение поля машины ), при этом пропорционально магнитному потоку падает остаточное напряжение статора. 55

Когда поле майины погасится до достаточно малой величины, соответствующей. уставке датчика 7 остаточного напряжения статора, с выхода датчика 7 поступает сигнал на вход системы 5 60 управления, по которому прекращается ток в цепях управления тиристорами преобразователя 4. Одновременно сигнал от датчика 7 остаточного напряжения статора поступает на вход блока, 65 б, которнй прерывает ток в проводящем тиристоре преобразователя 4.

При одновременной работе преобразователей 1 и 4, включенных встречно-параллельно, протекающие между ними токи короткого замыкания кратковременны и малы и не наносят ущерба системе возбуждения, поскольку преобразователь 4 работает в выпрямительном режиме, а преобразователь 1 в инверторном режиме с предельным углом управления тиристорами. Такое решение позволяет не включать в систему возбуждения сложный блок переключения преобразователей с реверсивным датчиком тока в обмотке возбуждения. Преобразователь 4 выполнен маломощным, рассчитанным на работу только в период гашения поля машины, т,е. на длительность работы менее 1 с.

Скорость гашения поля машины зависит от напряжения второго преобразователя, поэтому система управления вто-рым преобразователем включает его с постоянным наименьшим углом управления тиристорами и может быль выполнена в виде реле, замыкающие контакты которого включены между анодом и управляющим электродом каждого тиристора второго преобразователя.

Роль укаэанного реле может выполняться и командным реле гашения поля машины.

Блок прерывания тока (фиг.2 ) работает следующим образом.

Конденсатор 11 заряжается во время работы системы возбуждения от источника 10 питания системы возбуждения плюсовой полярностью через диод

14 и резистор 15, ограничивающий ток заряда, и минусовой полярностью от того же источника через обмотку

9 возбуждения. Разряду конденсатора

11 препятствует диод 14. По окончании процесса гашения поля по сигналу от датчика 7 остаточного напряжения статора прекращается ток в цепях управления тиристорами 4 и включается тиристор 12, конденсатор 11 через тиристор 12 и один иэ диодов

13 разряжается на тиристорную группу 4, при этом ток разряда направлен навстречу току в проводящем тирис. торе, вследствие чего ток в нем достигнет нулевого значения, и тиристор закрывается.

При параллельной работе от общих шин нескольких синхронных машин с системой возбуждения с форсированным гашением поля из-эа различной скорости гашения магнитного потока машин вследствие различия в их параметрах возможен случай, когда к моменту полного гашения поля одной иэ машин остаточное напряжение на общих шинах не упадет до уставки датчика 7 остаточного напряжения

1032587

BHHHIIH Заказ 5418/5: Тираж 687 Поджисное

Филиал ППП "Патент", г„ужгород,ул.Проектная,4 статора. B этом случае 1фиг. 3 ) йри нарастании тока обратной полярности в .системе возбуждения этой машины до уставки быстродействующего датчика 16 вйходного тока второго преобразователя с выхода датчика 16 пос тупает на вход системы 5 управления сигнал, по которому прекращается ток в цепях управления тиристора-ми преобразователя 4, одновременно сигнал от датчика 16 поступает на вход блока 6, который прерывает ток в проводящем тиристоре преобразователя 4. В результате нарастание тока во втором преобразователе 4 д0 уставки быстродействующего датчика 16 служит дополнительным критерием окончания гашения поля данной синхронной машины, предотвращая воэможность ее перемагничивания обратным потоком и, одновременно, защищая второй тиристорный преобра5 зователь от перегрузки.

Таким образом, система возбуждения с форсированным гашением поля синхронной машины обеспечивает выIÎ сокую скорость гашения, что повышает надежность и позволяет осуществлять самоэапуск синхронных машин после кратковременного перерыва питания с малым остаточным напряжением

)5 на статоре и ограниченным переходным током,