Синхронный электропривод

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

3 Ю

РЕСПУ БЛИН (I9) (!1) А1 (1) Ii 02 Р 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ST0PGK0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4682980/07 (22) 27.04.89 (46) 30.04.91. Вюл. Р 16 (71) Физико-энергетическш» институт ЛН ЛатвССР (72) В.П.Безруков (53) 62»83:621.313.335.52(088 ° 8) (56) Ковал»ок Л.А. Специализированная серия бесконтактных синхронных электродвигателей для нефтепромысловых механизмов. РНТС ВНИИОЭГ. Иашины и нефтяное оборудование, 1977, l 2, с. 15-19.

Авторское свидетельство СССР

Р 1252891, кл. H 02 P 1/50, 1984. (54) СИНХРОННЬП» ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель — упроцение устройства. С этой целью в синхронном элек» троприводе блок управления (BY) регулируемого выпрямителя выполнен на четырехобмоточном трансформаторе управления 6, первая первичная обмотка

9 которого включена в цепь одной фазы якорной обмотки двигателя 1, а вторая первичная обмотка 10 подключена к источнику переменного напряИзобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического регулирования тока возбуждения бесконтактных синхронных ма»,пй с неподвижнь»»а» обмотка»»и возбуждения, и может быть использовано преимуцестве»»но в приводе механиз-, мов, име»оцих циклическую нагрузку, 2 кения через фазовозврацаюцую цепочку 11 ° Выводы первой вторичной об»oTI:r» транс юр»»атора 6 зашунтироваиы конденсатором 14 и двумя диодами

21,20, соединенными встречно. Иежду обце»» точкой диодов 20,21 и обцей точкой управляе»»ых вентиле»» 4,5 регулируемого выпрямителя последовательно включе»»ы динистор 7 и резистор 8, а управллюций электрод каждого вентиля подключен к соответствующему выводу первой вторичной обмотки 12 через диод 13 или ".9. Выводы второй вторичной обмотки 15 подключены к в:.оду мостового выпрямителя 16. Выход мостового выпря»»ителя нагружен на тиристор 17, управляют» электрод которого соединен с его анодом через резистор. 11остово»» выпрямитель с тирисTopîì образуют ключ, который замыкает выводы вторичной обмотки трансформатора и таким образом выключает блок управления на время пуска. Угол открытия управляемых вентилей изменяется в результате сложения токов в первичных обмотках трансформатора и изменения фазы вектора напряжения на конденсаторе, »;»у»»тируюцем выводы второй вторичной обмотки 15. 1 ил. например, для привода нефтепромысловых станков-качалок.

Целью изобретения является упроцение устройства путем упроцения схемы блока управления и конструкции трансформатора управле»»»»я.

164603

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема синхронного электропривода.

Синхронный электропривод содержит электродвигатель 1 с якорной обмоткой, фазные выводы которой подклочепы к источнику переменного напряжения,, обмотку возбуждения, выполненную в виде двух катушек 2,3, располох<енных соосно на иагнитопроводе индуктора, регулируемьпl выпрямитель на двух управляемых вентилях 4,5 с .. блоком управления, состоящим из транс- 15 форматора управления б и соединенных последовательно динистора 7 и резистора 8, первая первичная обмотка 9 трансрориат<1ра включена последовательно г цепь одной фазы электродви- 20 гателя 1, выводы второй первичной обмотки 10 подключены к источнику переменного напрях<е1п<я через фазоврацаюцую цепочку 11, один вывод первой вторичной обмотки 12 подключен 25 к одному выводу диода 13 и выводу конденсатора 14, второй вывод которого соединен < o вторым выводом обмотки 1?, а выводы второй вторичной обмотки 15 подключены к входу переменного тока мостового выпрямителя

16, выход постоянного тока которого нагружен на тпристор 17, управляюцтш электрод тиристора 17 подключен к его аноду через регулируемьп1 резистор 18. 1 роме того, в блок управления устройства дополнительно введены три диода 19-21, причем вывод первого дополнителького диода

19 и свободный вьпзод диода 13 в бло4 ке управления подключены к управляю» щим электродаи соответственно одного и другого управляеиых вент1ьлей 4, 5, одноименные выводы второго и третьего дойолнительных диодов 20,21 под- 45 ключены к свободному выводу резистора 8, свободные выводы первого и второго дополнительных диодов 19,20 подключены к первому выводу первой вторичной обмотки 12, свободный вывед третьего дополнительного диода 21 подключен к IIPpl3ol выводу этой обмотки, а свободный вывод динистора

7, одноименные выводы катушек 2,3 и управляемьг< вентилей 4,5 соеди55 иены вместе, свободные выводы одной и другой катупек 2,3 соединены со свободпыии выводаьа< управляемых вентилей 4,5 и предназначены для

4 подключения к источнику переменного налряжения.

Работа синхронного электроприво» да происходит следующим образом.

В исходнои положении выводы якорной обмотки синхронного двигателя 1 отключены от источника переменного напряжения и ротор машины неподвижен, При пуске трехфазное напряжение подается на клеммы устройства Л,В,С,О и переменный ток создает в расточке статора электродвигателя 1 вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение ротор. Одновременно с этим питание получают обмотки 9,10 трансформатора управления 6 и катушки 2,3.

Пусковой ток в якорной обмотке электродвигателя вызывает резкое увеличение магнитного потока в магнитопроводе трансформатора управления 6, в результате чего на управляющий электрод тиристора 17 подается напряжение, уровень которого выше порога включения этого тиристора, и он открывается. Своим включением тиристор 17 шунтпрует обиотку 15, ток в которой демпфирует магнитный поток в иагнитопроводе и напряжение на выводах обмотки

12 не достигает уровня включения дини< тора 7.

Таями образом, на управляемые вентили 4,5 не подаются открывающие импульсы и онп остаются закрытыми на все время пуска.

При выключенных вентилях 4,5 распределение токов в катушках 2,3 таково, что суммарное значение магнитодвижув их сил ОЩС) катушек обмотки возбужцения в этот период равно нулю. Вследствие этого магнитное поле возбуждения в машине отсутствует и ротор под действием асинхронного вращающего момента разгоняется до подсипхронпой частоты вращения.

С ростом частоты вращения ротора величина тока в цепи якорной обмотки снижается, что приводит к уиеньшению напряжения в обмотке 15 и тиристор 17 закрывается. В этот момент результирующий магнитный поток в магнитопроводе трансформатора управления б возрастает и напряжение во вторичной обмотке 12 достигает уровня включения динистора 7.

Формирование импульсов управления осуществляется конденсатором 14, динистором 7 и резистором 8. При этом а пьлптуда импульсов управления опре-

646033

6 двум, при сохранении функцигг двухполупериодного вьп-ри ления тск." возбу цения; упроцается технология изготовления трансформатора угграг ления

5 за счет уменьшения чис га вторичных обиоток.

1 деляется Hапряжением включения динистора 7, величиной конденсатора

14 и резистора 8. Выключение динистора 7 обеспечивается тем,что ток в ц пи в конце полупериода проходит через нуль. Диоды 20,21 служат для согласования полярности напряжения на управггяемых вентилях 4,5 и выводах обмотки 12,, а диоды 13,19 пред- 10 назначены для зациты управляюцих переходов этих вентилей от обратного напряжения.

Включение динистора 7 в каждом полупериоде переменного напряжения вызывает импульсный разряд конденсатора 14 на управляющий электрод вснтшгей 4,5, которые открываются и шуптируют катллки 2,3. При этом периодчческая коммутация вентилей выпрямителя 16 приводит к тому, что в катушках 2,3 начинают протекать токи, обусловленные напряжением исто пшка пп и ЭДС самоиндукции. Полярность этих токов сохраняется неизменной во времени, поэтому суммарная ИДС катушек образует в иагнитопроводе постоянное магнитное поле возбужцения. Вследствие это"о в машине возникает синхронизируюций момент и происходит втягивание ротора в синхронизм.

В синхронном режжге работы ток в обмотке возбуждения является функцией . .агрузки на валу машины.поскольк ° напряжение на выводах обмотки 12 т.- ансфориатора управления в результате уимированпя токов в обмотках 9, 10 изменяет свою фазу, а это соответственно приводит к изменению угла открытия вентилей 4,5.

Согласование закона регулирования напряжения на обмотке возбуждения с регулировочной характеристикой синхронного двигателя осуцествляется изменением параметров фазоврацающейся цепочки 11 и соответствуюцим подбооом числа витков обмоток 9,10.

Технико-экономический эффект от использоваиия изобретения выражаетсн в том,что упрощается конструкция устройства. При этом упроцается схема и исключается необходимость нала,пки узла, фориируицего импульсы в блоке управления, для получения симметричного напряжения на управляемых.вентилях; упроцается конструкция регулируемого выпрямителя, число управляемых вентилей в котрои равно

55 формула изобретения

Синхронный электропривод, содержаций электродвигатель, фазные вьшоды якорной обмоткой которого под-, ключены к источнику переменного напряжения, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух картушек, расположенных на магнитопроводе индуктора, регулируемьпг выпрямитель на двух уп- . равляемых вентилях с блоком упрапл пия, составленным из трансформатора, и соединенных последовательно динистора и резистора, первая первичная обмотка трансформатора включена в цепь одной фазы якорной обмотки электродвигателя, выводы второй первичной обмотки подключены к источнику переменного напряжения через фазовращаюцую цепочку, один вывод первой вторггчной обиотки подключен к одному выводу диода и одному выводу конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым выводом первой вторичной обмотки, а выводы второй вгоричной обмотки подключены к входу переменного тока мостового выпрямителя, выход постоянного тока которого шунтирован тиристорои, управляющий электрод тиристора соединен с его анодои через регулируемьпг резистор, о т л н ч а— ю ц и и с гг тем, что, с целью уп рощения, в блок управления дополнительно введены три диода, причем вывод первого дополнительного диода и свободныг1 вывод упомянутого выше диода блока управления подключены к управляющим электродам управляемых вентилей, одноименные вьгводы второго и третьего дополнительных диодов подключепы к свободному выводу резистора, свободные выводы первого и второго дополнительных диодов подключены

К0 второму выводу первой вторичной обмотки, свободный вьгвод третьего дополнительного диода подключен к первому выводу этой обмотки, а сво-, бодный вывод динистора, одноименные выводы катушек и управляеиггх вентилей объединены, -при этом свободные выводы одной и .другой катушек соеди1646033

Составитель В.Тарасов

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий, Редактор З.Ходакова

Заказ 1554

Тираж 354

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 иены со свободньыи выводами соответственно одного и другого управляе1 мых вентилей и подключены: к источнику переменного напряжения.