Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение надежности. .На валу ротора синхронной машины установлены тиристорные преобразователи 2 и 3, вспомогательный г-р перем.тока 5, два дополнительных г-ра 9 и 10, обмотки возбуждения 15, 16 и 17, 18 которых смещены в пространстве на 90 эл.град. На автоматический регулятор поступает информация по датчикам напряжения 29, тока 30 и возбуждения 7 и 8 синхронной машины. Регулятор воздействует на возбуждение дополнительных г-ров, обеспечивая соответствующий угол регулирования тиристоров, и на возбуждение вспомогательного г-ра 5, обеспечивая форсировку возбуждения вспомогательного г-ра при полном открытии тиристоров преобразователя. Устройство снабжено защитой (43, 45) вспомогательного г-ра от к.з., предотвращающей форсировку в случае одновременной работы преобразователей. 2 ил. сл со со со О N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 Н 02 Р 9/14, 9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1188842 (21) 3870470/24-07 (22) 20.03,85 (46) 15.05.87, Бюл. Ф 18 (71) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Злектротяжмаш" им, В.И. Ленина (72) Ю.Е, Савельев, Ю,В. Зозулин, Ю,Г. Шакарян и А.В. Пиковский (53) 621,316.722.326(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1188842, кл, Н 02 Р 9/14, 9/30, 1984, (54)УСТРОЙСТВО РЕВЕРСИВНОГО БЕСП1ЕТОЧНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯСИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности, На валу ротора синхронной машины установлены тиристорные преобразователи 2 и 3, вспомогательный г-р перем.тока 5, два дополнительных г-ра 9 и 10, обмотки воз-.

„„80„„131О995 А 2 буждения 15, 16 и 17, ) 8 которых сме: щены в пространстве на 90 эл.град, На автоматический регулятор поступает информация по датчикам напряжения.

29, тока 30 и возбуждения 7 и 8 синхронной машины. Регулятор воздействует на возбуждение дополнительных

r-ров, обеспечивая соответствующий угол регулирования тиристоров, и на возбуждение вспомогательного г-ра 5, обеспечивая форсировку возбуждения вспомогательного г-ра при полном открытии тиристоров преобразователя.

Устройство снабжено защитой (43, 45) вспомогательного г — ра от к.з., предотвращающей форсировку в случае одновременной работы преобразователей, 2 ил, .1 131

Изобретение относится к электротехнике, а именно. к устройствам бесщеточного возбуждения синхронных машин, и может быть использовано в бесКонтактных синхронных генераторах с вращающимися тиристорными выпрямителями.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.l приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — нагрузочные характеристики.

На фиг.2 обозначено; I — ток в обмотке возбуждения синхронной машины;

i — - ток в обмотке возбуждения вспомогательного генератора переменного тока; i i " токи в обмотке возбуждения вспомогательного генератора при полностью открытых тиристорах первого вращающегося тиристорного преобразователя и в режиме управления им соответственно; I, 1о — начальные значения -токов возбуждения;

1ф» 1 ф — токи форсировки синхронной машины и вспомогательного генератора соответственно; Х, 1 — номинальные токи возбуждения; i» — номинальный ток возбуждения вспомогательного генератора при полностью открытых тиристорах первого вращающегося тиристорного преобразователя.

Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины 1 содержит первый 2 и второй 3 вращающиеся тиристорные преобразователи, входами переменного тока подключенные к якорной обмотке 4 вспомогательного генератора 5 переменного тока, а первыми объединенными выходами раэноименной полярности — непосредственно к одному иэ выводов обмотки 6 возбуждения синхронной машины, другой вывод обмотки возбуждения связан с вторыми разноименными выходами первого 2 и второго 3 вращающихся тиристорных преобразоватетелей соответственно через первый 7 и второй 8 датчики тока возбуждения.

Первый 9 и второй 10 дополнительные генераторы установлены на одном валу с синхронной машиной и якорными обмотками 11 и 12 связаны соответственно через первую 13 и вторую 14 системы формирования импульсов управления с управляющими входами первого и второго вращающихся тиристорных преобразователей. Первый и второй дополнительные генераторы имеют

0995 2

5

f5

50 каждый первую 15 ()6) и вторую )? (18) обмотки возбуждения, смещенные в пространстве на 90 эл, град. Первая и вторая обмотки возбуждения первого дополнительного генератора через соответствующие первый 19 и второй 20 усилители, охваченные обратной связью IIQ току, и первый синусный 21 и первый косинусный 22 функциональные преобразователи связаны с первым выходом первого коммутатора

23, второй выход которого связан с первой и второй обмотками возбуждения второго дополнительного генератора соответственно через второй синусный 24 и второй косинусный 25 функциональные преобразователи, а также третий 26 и четвертый 27 усилители, охваченные обратной связью по току. Первый и второй управляющие входы первого коммутатора связаны с выходами соответственно первого и второго датчиков тока возбуждения, а информационный выход — с выходом автоматического регулятора 28 возбуждения, первыми управляющими входами связанного с выходами датчиков напряжения 29 и тока 30 синхронной машины, а вторыми управляющими входами — с первым и вторым датчиками тока возбуждения синхронной машины.

Устройство также содержит пятый усилитель 31, охваченный обратной связью по току, выходом подключенным к обмоткам 32 возбуждения вспомогательного генератора переменного тока, первый 33 и второй 34 датчики магнитного поля, встроенные соответ.ственно в обмотки возбуждения первого и второго дополнительных генераторов, первый 35 и второй 36 управляемые ключи, включенные в места связи между первым и вторым входами первого коммутатора и соответственно входами первых и вторых функциональных преобразователей, управляющие входы первого и второго управляющих ключей подключены соответственно к выходам второго и первого датчиков магнитного поля,управляемыйпереключатель 37 полярности сигнала и соединенный с его выходом нелинеиный делитель

38 напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с информационным входом первого комму" татора и входом пятого усилителя, при этом информационный вход управляемого переключа.теля полярности сигнала соединен с выходом автоматичес3 131099 кого регулятора возбуждения, а его управляющие входы — с выходами первого и второго датчиков тока возбуждения синхронной машины, например, через естой 39 и седьмой 40 усили5 тели.

Управляющий переключатель полярности сигнала может содержать командный орган 41 и переключающий орган 42. 10

Устройство содержит также второй коммутатор 43, первый и второй управляющие входы которого связаны с выходами первого и второго датчиков магнитного поля, а информационный 15 вход связан с выходом датчика тока возбуждения 44 вспомогательного генератора, включенного в цепь обмотки возбуждения последнего. При этом его первый и второй выходы соединены с 2р управляющими входами первого и второго управляемых ключей, третий управляемый ключ 45, управляющие входы которого связаны с выходами первого и второго датчиков тока воз- 25 буждения синхронной машины. Указанный ключ включен между пятым усилителем и вторым выходом нелинейного делителя напряжения. Второй коммутатор может содержать командный орган 30

46 и дополнительные органы 47 и 48.

Третий управляемый ключ может содержать командйые органы 49, 50 и и сполнительный орган 51.

Устройство работает следующим образом °

Для конкретности при описании .работы устройства принимают синхронную машину 1 — синхронным компенса40 тором, что соответствует наиболее тяжелым условиям работы системы возбуждения, требующим равноценной работы системы при различной полярности токов возбуждения в обмотке 6 4 возбуждения, В режиме выдачи .реактивной мощности работает первый вращающийся тиристорный преобразователь 2.

В этом случае в зависимости от сигналов с датчиков 29 и 30 напряжения и тока синхронной машины 1 автоматический регулятор 28 возбуждения выдает сигнал управления, часть которого через нелинейный делитель 38 напряжения поступает на информационный вход коммутатора 23, При этом задействован датчик тока 7 возбуждения, который через шестой усилитель

39 воздействует на первый вход пер5 4 ваго коммутатора 23 и пропускает сигнал с выхода автоматического регулятора 28 возбуждения через нелинейный делитель 38 напряжения на входы первого синусного 21 и первого косинусного 22 функциональных преобразователей, сигналы с выхода которых усиливаются первым 19 и вторым 20 усилителями и поступают в первую 15 и вторую 17 обмотки возбуждения первого дополнительного генератора 9„ сдвинутые в пространстве на 90 эл, . град. и создающие магнитное поле в зазоре с амплитудой, пропорциональной сумме квадратов синуса и косинуса одной и той же величины,. т,е, постоянной независимо от величины управляющего сигнала, Угол в пространстве результирующего вектора магнитного поля, определяемый синусом и косинусом сигнала, с первого выхода нелинейного делителя 38 напряжения оказывается пропорциональным этому сигналу, Соответственно временный угол электродвижущих сил (ЭДС), наводимых в якорных обмотках ll первового дополнительного генератора 9, оказывается также пропорциональным сигналу с первого выхода нелинейного делителя 38 напряжения (сигналу с выхода автоматического регулятора 28 возбуждения), При постоянной времени

ЭДС в якорной обмотке 4 вспомогательного генератора 5 переменного тока

ЭДС якорной обмотки 11 первого дополнительного генератора 9 через первую систему 13 формирования импульсов воздействует на цепи управления первого вращающегося тиристорного преобразователя 2 с соответствующим углом регулирования, который определяет величину тока в обмотке 6 возбуждения синхронной машины 1, Такие процессы были бы характерны при постоянстве тока в обмотке 32 возбуждения вспомогательного генератора 5 переменного тока. B действительности сигнал с второго выхода нелинейного делителя 38 напряжения через третий управляемый ключ 45, пятый усилитель 31 и датчик тока возбуждения 44 вспомогательного генератора 5 переменного тока изменяет ток в обмотке 32 возбуждения ° В обмотке

32 возбуждения (фиг,l) это изменение не влияет на пространственное положение магнитного поля возбу:кдения вспомогательного генератора 5 пере1310995 6 менного тока и временное положение

ЭДС в его якорных обмотках и, следовательно, и на угол регулирования первого вращающегося тиристорного преобразователя 2, но влияет на амплитуду ЭДС вспомогательного генератора 5 переменного тока ° Соответственно ток обмотки 6 возбуждения синхронной машины,1 будет определяться не только углом регулирования, но и амплитудой ЭДС вспомогательного генератора 5 переменного тока, С помощью нелинейного делителя 38 (подбором его элементов) характеристики, на которые настраивается устройство в рассматриваемом режиме работы, имеют вид, изображенный на фиг,2, Как видно при I ф I — номинальному току возбуждения синхронной машины, номинальный ток возбуждения вспомогательного генератора 5 переменного тока равен 1 = K i, где К„ 1.

При этом К„ существенно меньше общепринятого коэффициента форсировки

К = 2, а именно К в(1,1; 1,3 J. Следовательно, в номинальном режиме работы вспомогательный генератор 5 переменного тока будет незначительно перевозбужден по сравнению с диодным аналогом, При этом магнитные потери, коэффициент полезного действия, перегрев и т,п, будут у вспомогательного генератора 5 переменного тока на уровне диодного аналога, т.е. минимально возможные, При форсировке сигналом от автоматического регулятора

28 возбуждения происходит полное открытие ключей первого вращающего тиристорного преобразовател 2 по цепи: 28-37-38-23-35-(21,22) †(19,20)(15.17)-11-13-2 и, одновРем«« .форсировка вспомогательного генератора

5 переменного тока — по каналу: 2837-38-45-31-44-32, До точки пересечения кривых i è i (фиг..2) процесс форсировки протекает по кривой i, а далее — по кривой 1„ до заданного значения.

Рнгулирование в другую сторону в данном режиме осуществляется по тем же каналам регулирования, при этом при I = О, х 0, Значение 1,> выбирается таким, чтобы при случайной одновременной работе вращающихся тиристорных преобразователей 2 и 3 в процессе реверса тока возбуждения в обмотке 6 возбуждения синхронной ма15

55 импульсов управления с первого вращающегося тиристорного преобразователя 2, Второй управляемый ключ 36 готов к работе, но он заблокирован сигналом на его управляющем входе с выхода первого датчика 33 магнитного поля до тех пор, пока магнитное поле практически не погаснет. Это исключает подачу импульсов управления на второй вращающийся тиристорный преобразователь 3, пока не сняты импульсы управления с первого вращаюшины 1 вспомогательный генератор 5 переменного тока и вращающиеся тиристорные преобразователи 2 и 3 не повреждались (см.ниже), Режим гашения поля при работе первого вращающегося тиристорного преобразователя 2 протекает следующим образом.

Б соответствии с новой ситуацией в энергосистеме автоматический регулятор 28 изменяет выходной сигнал на противоположный (отрицательный)., Нелинейный делитель 38 напряжения распределяет его таким образом, что пятый усилитель 31 переводит обмотку 32 возбуждения в режим работы с (фиг.2), а сигнал с первого выхода нелинейного делителя 38 переводит первый вращающийся тиристорный преобразователь 2 в инверторный режим.

В результате происхоцит гашение поля в обмотке 6 возбуждения синхронной машины 1, что фиксируется с помощью цепи измерения тока: 6-7-39. Сигнал по этому каналу поступает на первый управляющий вход первого коммутатора 23. При нулевом сигнале по току инвертирование первого вращающего тиристорного преобразователя 2 за— кончено, но магнитное поле за счет тока демпферных контуров ротора синхронной машины 1 еще не погасло. Для полного его гашения необходим отрицательный ток в обмотке 6 возбуждения синхронной машины 1. Если при нулевом сигнале по току сигнал от автоматического регулятора 28 возбуждения остается отрицательным, то первый коммутатор 23 переключит сигнал с первого своего выхода на второй. Снятие сигнала с первого управляемого ключа 35 сопровождается переводом первого 19 и второго 20 усилителей в инверторный режим, т.е. гашением поля в первой 15 и.второй

17 обмотках возбуждения первого дополнительного генератора 9 и снятием

131 щегося тиристорного преобразователя

2, Кроме того, второй управляемый ключ 36 заблокирован сигналом на его управляющем входе с выхода второго коммутатора 43 до тех пор, пока в обмотке 32 возбуждения вспомогательного генератора 5 не установится ток o °

Таким образом, включение второго вращающегося тиристорного преобраэо вателя 3 произойдет только при снятых импульсах с первого вращающегося тиристорного преобразователя 2 и при заданной величине тока возбуждения вспомогательного генератора 5 в обмотке 32, Пока не снята блокировка с второго управляемого ключа 36, сигналы с первого датчика 7 (через шестой усилитель 39) вызывают действие управляемого переключателя 37 полярности сигнала, который производит изменение сигналов на входе нелинейного делителя 38 напряжения. С выхода последнего через первый коммутатор 23 и второй управляемый ключ 36 происходит полное открытие второго вращающегося тиристорного преобразователя 3 и, одновременно, через третий управляемый ключ 45 и пятый усилитель 31 подготавливается цепь для форсировки тока в обмотке 32 возбуждения вспомогательного генератора 5 переменного тока до значения i (фиг.2), Сигнал на форсировку тока в обмотке 32 возбуждения вспомогательного генератора 5 переменного тока блокируется третьим управляемым ключом 45, на командный орган 50 которого поступает сигнал с седьмого усилителя 40 и датчика тока возбуждения .8 о величине тока в обмотке возбуж.дения 6 синхронной машины 1, возникающего благодаря включению второго вращающегося тиристорного преобразователя 3.

Блокирование сигнала на форсировку от нелинейного делителя 38 напряжения на форсировку тока в обмотке

32 возбуждения автоматически определяет величину тока в обмотке 32 возбуждения, равную i = i>, Процесс нарастания тока второго вращающегося тиристорного преобразователя 3 от

I до I протекает по кривой до пересечения с кривой iz (фиг,2). При токе I = Х четвертый управляемыи ключ снимает блокировку сигнала на

0995 8 форсировку от нелинейного делителя

38 напряжения. В дальнейшем процесс изменения тока I определяется кривой i, при изменении j, до

50 равляющие входы которого соединены с выходами первого и второго датчиков магнитного поля соответственно, информационный вход соединен с выходом

Другие режимы работы в устройстве осуществляются аналогичным образом.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при простоте исполнения и высокой надежности,обеспечить хорошие энергетические показатели. Это достигается благодаря тому, что реверс тока I в обмотке 6 возбуждения синхронной машины 1. происходит только при определенном значении 1ð тока возбуждения вспомогательного генератора переменного тока, при котором ток короткого замыкания вспомогательного генератора переменного тока, возникающий при случайной одновременной работе первого и второго вращающихся тнрнстор» ных преобразователей, не превышает допустимой величины, а форсировка тока возбуждения вспомогательного генератора переменного тока при реверсе тока возбуждения синхронной машины, происходит только при условии нормального включения неработающего вращающегося тиристорного преобразователя (первого или второго) и достижении его выходного тока заданной величины, что гарантирует безаварийный реверс тока возбуждения синхронной машины.

Формула изобретения

Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины по авт.св. М 1188842, о т л и ч а ю" щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно введены датчик тока возбуждения вспомогательного генератора, включенный в цепь обмотки возбуждения последнего, третий управляемый ключ и второй коммутатор, первый и второй упдатчика тока возбуждения вспомогательного генератора, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами первого и второго управляемых ключей соответственно, третий управляемый ключ включен между входом

1310995

Еиг C H рие Г

Составитель С. Смирнов

Техред И.Попович 1(орректор М, Пожо

Редактор М. Бандура

Заказ 1900/54 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул, Проектная, 4 пятого усилителя и вторым выходом нелинейного делителя напряжения, при этом управляющие входы третьего управляемого ключа соединены с выходами первого и второго датчиков тока возбуждения синхронной машины,

Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины Устройство реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике , а именно к системам электроснабжения автомобилей, с/х машин и других транспортных средств

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в , системах электроснабжения автомобилей сельскохозяйственных машин и др

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам автоматического регулирования напряжения , и может найти применение в системах электроснабжения транспортных средств

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в качестве регулятора напряжения автономных объектов, содержащих вентильный генератор и аккумуляторную батарею

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для торможения асинхронных электродвигателей

Изобретение относится к электротехнике , а именно к генераторным установкам автомобилей и сельскохо-

Изобретение относится к электро технике, а именно к генераторным установкам в аварийных системах электроснабжения и является дополнительным к авт

Изобретение относится к области электротехники и может быть иснользовано в автономных регулируемых источниках переменного тока на базе синхронных машин

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горно-обогатительной, нефтяной, химической и других отраслях промьппленности

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическому управлению энергетическими системами

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах возбуткдения синхронных машин с защитой от перенапряжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для повышения надежности работы электроэнергетических систем, содержащих генераторы с электромашинными системами возбуждения с автоматическими регуляторами возбуждения пропорционального действия (электромагнитный корректор с компаундированием )

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах управления синхронных двигателей при режимах самозапуска

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к генераторным установкам двигателей внутреннего сгорания
Наверх