Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронного электродвигателя

 

Сома Ссоетсккх

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

21с, 67Р4

Заявлено 28,Х11.1964 (№ 936304/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 02р

УДК 621.313.323.078 (088.8) Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Сосете тлииистрое

СССР

Опубликовано 22.Х11.1967. Бюллетень № 2 Дата опубликования описания 22.11.1968

Автор изобретения

В. В. Юхов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ЗЛ ЕКТРОДВИ ГАТЕЛЯ

Пзвестныс устройства для автоыатп !еского регулирования возбуждения синхронного электродвигателя, содержащие промежуточные подмагничиваемые трансформаторы тока, промежуточные трансформаторы напряжения, трансформатор тока силовой цепи электродвигателя, выпрямители, измерительный элемент и активные сопротивления, достаточно сложны и требуют значительно мощных устройств компаундирования и питающих его трансформаторов тока.

Предложенное устройство частично устраняет указанные недостатки за счет того, что обмотки возбуждения одноименных полюсов возбудителя разделены на две независимые ветви и подключены через сопротивления к якорю возбудителя, причем параллельно одной ветви и параллельно сопротивлению в цепи другой включены выпрямители, питаемые от вторичных обмоток промежуточных подмагничиваемых трансформаторов тока, первичные обмотки каждого из которых соединены последовательно и включены во вторичную цепь трансформатора тока силовой цепи двигателя, а подмагничивающая обмотка пеового из указанных трансформаторов подключена через выпрямитель к промежуточному трансформатору напряжения и соединена последовательно с одной из подмагничивающих обмоток второго трансформатора тока, другая подмагничивающая обмотка которо.-о подключена на зажимы якоря возбудителя и соединена встречно по отношению к первой.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя.

Автоматический регулятор возбуждения необслуживаемого синхронного двигателя действует следующим образом.

Синхронный двигатель СД возбуждается от электромашинного возбудителя 3В, обмотки возбуждения которого разделены, в отличие от известных способов соединения, на две независимые ветви. В каждую ветвь включены обмотки главных полюсов одной полярности (северной N и южной S). Обе ветви присоединяются непосредственно i< якорю возбудителя через сопротивление г, и регулируюший

20 реос1ат грр

К ветвям полярности S u N подкл1очаются выпрямители &, и Е, питаемые от трансформатора тока ТТ через промежуточные трансформаторы тока Il Т„и ПТ, соотвст25 ственно.

Силовое устройство рассчитывается на обеспечение необходимой кратно ти форсирования возбуждения в аварийных режимах.

30 B этом режиме (до перехода к этой схеме

207278 ветви М и $ были соединены параллельно) полный ток возбуждения

4ф — 4ф + Ls(f) — сlv@ + tK4) (>) В обычных схемах (2) Ю Вф = -iK4,Ä т. е. требуется значительно больший ток компаундирования и большая мощность от трансформаторов ПТ и ТТ по сравнению с предложенным способом соединения.

В случае если нормальное соединение ветвей N u S до перехода к предложенной схеме было последовательным, то в режиме форсирования возбуждения (при той же кратности) от трансформаторов ПТ и ТТ требуется такой же ток, как и в обычной схеме компаундирования, но значительно меньшее напряжение и, следовательно, меньшая мощность, как и в первом случае.

При необходимости может быть принято

rð, =, а для вновь проектируемых возбудителей рекомендуется принимать r = О, что существенно упростит схему автоматического регулятора возбуждения АРВ. При этом режим работы ПТ» и ПТО выбран так, что при уменьшении тока „возрастает ток ip и наоборот. В режиме форсирования возбуждения трансформатор ПТО подмагничивается током, пропорциональным напряжению возбуждения, а не током i, что еще снижаег мощность готребную от TT в этом режиме.

Двухступенчатый усилитель — триоды Т, и

Т> и делитель напряжения r< — служит для управления током компаундирования „ и „ которые изменяются от тока подмагничивания и, следовательно, от тока i„, протекающего через кремниевый стабилизатор напряжения КС,. С увеличением тока 4,, ток i„ и ток возбуждения двигателя будут уменьшаться, а при уменьшении 4, . будут увеличиваться, Для всех цепей управления используется один выпрямитель В, питаемый от промежуточного трансформатора напряжения

ПТ„.

Измерительный орган ИО в этой схеме состоит из одного кремниевого стабилизатора напряжения КСь Измерительный элемент КС, является общим для сетевого напряжения, тока статора и напряжения возбуждения. При увеличении напряжения, приложенного к КС сверх пробивного (/„р, электроток lyz увсличивается, а электротоки, и 1в и ток возбуждения уменьшаются.

Автоматический регулятор напряжения сети

АРН состоит из одного потенциометра с помощью которого регулируется уставка и ограничивающего сопротивления r.,,через которое напряжение сети подается на измерительный орган КС,. АРН действует следующим образом. Если напряжение на потенциометре RÄ, увеличивается, то увеличиваются токи 4, и iy„. Это приводит к увеличепшо тока и уменьшению токов и Ia и снижению напряжения на выводах двигателя при уменьшении напряжения на R„все токи изменяются в противоположных направлениях и напряжение на выводах двигателя будет увеличиваться.

Автоматический регулятор тока статора

АРТС синхронного двигателя состоит из промежуточного трансформатора тока ПТ,, однофазного выпрямителя Вт, и установочного реостата R, ñ емкостью С>. Напряжение с Р„подается на ИО. Если это напряжение мало ((U,ð ), то HO на него не реагирует. При снижении напряжения в сети двигатель может перегрузиться и напряжение на ИО станет ) С „р . Тогда увеличатся токи

4, и у, что приведет к снижению тока возбуждения двигателя и устранению перегруза.

При этом перегруз будет устраняться после истечения выдержки времени, определяемой длительностью заряда конденсатора С,. до напряжения равного U„ð . Первичные обмотки

ПТ, включены на разность магнитных потоков от токов двух фаз.

Автоматический регулятор напряжения возбуждения APHB состоит только из потенциометра R, подключенного на напряжение возбуждения, часть напряжения которого подается на ИО. Действует АРНВ также, как и АРТС.

Вентили  —.. В о служат для разделения

АРН, АРТС, АРОВ и исключения обходных цепей.

Бесконтактное реле времени РВ состоит из конденсатора С, зарядного сопротивления r> и конденсатора Сз и служит для создания выдержки времени, по истечении которой вводятся в действие АРТС и АРНВ и исклю40 чается перегруз двигателя по току статора и возбуждения.

Устройство форсирования возбуждения двигателя по абсолютной величине напряжения сети УФВ, состоит из потенциометра Рф

45 измерительного элемента КС и триода Т4.

В нормальном режиме конденсатор С> заряжен вследствие протекания тока через КС, так как напряжение на нем больше U».

При понижении напряжения в сети умень50 шается напряжение на КС,. и становится (U» . Ток через КС прекращается, триод

Т закрывается, а Т, открывается, тем самым шунтируется ИО (КС ) и ток „становится равным нулю. Это приводит к резкому росту

55 тока „и /в, т. е. к форсированию возбуждения. После восстановления напряжения в сети с выдержкой времени, определяемой временем заряда С до Ь„р вступят в действие ограничители по току статора и напряжению

60 возбуждения АРТС, APHB.

Устройство форсирования возбуждения по производной тока статора УФВ; выполнено с помощью одного конденсатора С4. Если произошло резкое увеличение тока статора, 6S то вследствие резкого роста напряжения на

207278

5 через конденсатор С4 пройдет импульс зарядного тока и конденсатор С через триод

Т разрядится, При этом АРТС, АРНВ и АРН будут выведены из действия. Возбуждение двигателя будет определяться величиной напряжения в сети и возбуждение двигателя будет предельным для данного напряжения сети.

Во всех случаях ограничение по току статора и напряжению возбуждения (после действия УВФ,, УФВ„) вводится с выдержкой времени реле РБ .

Предложенная схема позволяет за счет лучшего использования возбудителя при заданной мощности трансформаторов тока для устройства компаундирования повысить кратность форсирования возбуждения, отказаться ст установки отдельных трансформаторов тока и напряжения только для цепей управления устройством компаундирования, что сушественно упрощает и удешевляет всю силовую электросхему синхронного двигателя и снижает потери электроэнергии при регулировании по сравнению с известными схемами.

Безынерционность устройства компаундиро- 25 вания в сочетании с быстродействием полупроводниковых триодов и кремниевых стабилизаторов напряжения и элементов выдерж. ки времени на ввод в действие регуляторов (ограничителей) тока статора и напряжения 30 возбуждения, а также наличие в схеме устройств форсирования возбуждения двигателя по напряжению в сети и производной тока статора способствует повышению устойчивости как самих синхронных двигателей, так 35 и узла нагрузки и внедрению на двигателях самозапуска схем автоматического ввода резервного агрегата, автоматического повторного пуска и т. д.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронного электродвигателя с электромашинным возбудителем, содержащее промежуточные трансформаторы напряжения, трансформатор тока силовой электроцепи двигателя, выпрямители, измерительный элемент и активные сопротивления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и снижения потребляемой электрической мощности, обмотки возбуждения одноименных полюсов возбудителя разделены на две независимые ветви и подключены через сопротивления к якорю возбудителя, причем параллельно одной ветви и параллельно сопротивлению в цепи другой подсоединены выпрямители, питаемые от вторичных обмоток промежуточных подмагничиваемых трансформаторов тока, первичные обмотки каждого из которых соединены последовательно и включены во вторичную цепь трансформатора тока силовой цепи двигателя, а подмагничивающая обмотка первого из указанных трансформаторов подключена через выпрямитель к промежуточному трансформатору напряжения и соединена последовательно с одной из подмагничивающих обмоток второго трансформатора тока, другая подмагничивающая обмотка которого подключена на зажимы якоря возбудителя и соединена встречно по отношению к первой.

207278

Составитель В. Пилипенко

Редактор А. Морозова Техред Л. Я. Бриккер Кооректоры: С. Ф. Гоптаренко и С. А. Башлыкова

Заказ 42/8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открь|тий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Canунова, 2