Устройство для пуска и реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 647957 (22) Заявлено06.11.74 (21) 2073550/07 (51) И, Кл.

Н 02 P 9/14

Н 02 P 1/46 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликованп25.02.77.Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 12.07.77

Государственный комитет

- еоаотв Министров СССР оо делам изобретений

N отирытий (53) УДК 621.313.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. А Глебов, С. И. Логинов и Ю. В. Волченкова (71) Заявитель .

$54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И РЕВЕРСИВНОГО БЕСШЕТОЧНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение касается управления синхрон ными машинами.

Предлагаемый синхронно-асинхронный диодный двигатель -возбудитель, предназначен для пуска и бесщеточного воздубжения синхронных и двигателей ответственных промышленных механизмов, синхронных компенсаторов и гидрогенераторов-двигателей гидроаккумулирующих электростанций мощностью от 20 мВт и выше, а также для осуществления режима те отрицательного возбуждения синхронных комйенсаторов.

Известна бесщеточная,система возбуждения, содержащая синхронный возбудитель с двумя обмотками якоря. Две идентичные 1а якорные обмотки и два:вращающихся выпря;мителя взаимно резервируют канал возбуждения основной, синхронной машины. Указанная система предназначена толысо для бесщеточного возбуждения генераторов антонова- оо ных электроэнергетических установок(и не решает проблему запуска и гашения роля.

Известны также устройства, осуществляющие запуск синхронной машины с помощью вспомогательной асинхронной, которая за-,ц

2 тем переводится в режим работы возбудителя для синхронноЩ машины. Однако эти устройства не обеспечивают режимы форсирования возбуждении и быстрого гашении поля., Известно также устройство быстрого гашения поля путем создания отрицательного возбуждения. По своей структуре это ус т ройство наиболее близко к описываемому изобретению и содержит два синхронных возбудителя, которые через отдельные выпрямители питают обмотки положительного и отрицательного возбуждения синхронной машины. Однако это устройство не обеспечивает форсирование возбуждения, что снижает динамическую устойчивость синхрой» ной машины в переходных режимах. Кроме того, оно не решает проблему пуска мощных: синхронных двигателей, которая обычно решается с помощью вспомогательных дви гателей. Это приводит к увеличению капи» таловложений особенно при создании привода гидроаккумулируюших электростанций.

Uem изобретения - уменьшение капита,ловложений с одновременным повышением ди-. намической устойчивости.

547957

Это достигается тем, что в устройстве для пуска и реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащем совмещенный синхронноасинхронный двигатель-возбудитель, обмотка возбуждения синхронной части которого соединена с управляемым выпрямителем, а обмотка якоря подключена к обмотке ротора асинхронного двигателя-возбудителя и к вращающемуся выпрямителю в канале положи- 1р тельного возбуждения синхронной машины, асинхронный двигатель»возбудитель, обмот ка ротора которого включена на вращающийся .выпрямитель в канале отрицательного возбуждения синхронной машины, статор- И ные обмотки асинхронных двигателей-вос f будителей соединены между собой через индивидуальные выключатели, причем их общие точки подсоединены к двухпозиционному переключателю, пусковые контакты которого gp подключены к .. сети переменного тока, а рабочие через управляемый,преобразовательк обмотке якоря синхронной машины.

На чертеже изображена i принципиальная 25 схема предложенного устройства.

На схеме 1 - обмотка якоря основной ! синхронной машиньц 2 - обмотка положительного возбуждения основной синхронной машины; 3- обмотка отрицательного возбужде- 30 ния основной синхронной машины; 4, 5 - силовые трансформаторы; 6 - вращающийся выпрямитель канала положительного возбуждения; 7 - вращающийся выпрямитель «анала отрицательного возбуждения; 8 - обмот-Фб ка возбуждения синхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения; 9 - защитное сопротивление, 10 - об мотка якоря синхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения;

11 — обмотка ротора асинхронного двигате» ля-возбудителя канала положительного воз буждения; 12 - обмотка статора асинхронного двига теля«возбуди теля канала положительного возбуждения; 13 обмотка ротс» 4 ра асинхронного двигателя-возбудителя ка»

1 нала отрицательного возбуждения; 14 - обмотка статора асинхронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждении;

15 - неподвижный преобразователь; 16 - не.@ подвижный выпрямитель; 17, 18 — выключа тели каналов отрицательного и положительного возбуждения; 19 двухпозиционный переключатель; 20 — автоматический регулятор возбуждения (А РВ) с си "темами управления неподвижным выпрямителем и непод- " вижным преобразовв.;елем; 2 - входной сигнал АРВ; 22 - зход синхронизации систе« мы управ ения неl< цжным выпрямителем:

23 - вход синхронизации системы управления неподвижным преобразователем.

В данном устройстве обмотка 10 якоря синхронного двигатегч -возбудителя и обмотка 11 ротора асинхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения включены на вход вращающегося (диодного) выпрямителя 6 выход которого присоединен к обмотке 2 положительноговозбуждения основной синхронной машины. Обмотка возбуждения 8 синхронного двигателя-возбудителя, шунтированная защитным сопротивлением 9, подключена к выходу неподвижного выпрямителя 16, вход которого через силовой

:трансформатор 4 подключен к обмотке 1 якоря основной синхронной машины. Обмотка 12. статора асинхронного двигателя» возбудителя канала положительного возбуждения в пусковых режимах через выключатель 18 и пусковые контакты двухпозиционного переключателя 19 подключается к сети переменного тока, а в нормальных режимах через выключатель 18 и рабочие контакты переключателя 1 9, йеподвижный преобразователь 15 и силовой трансформатор 5 эта обмотка подключается к обмот«е 1 якоря основной синхронной машины.

Обмотка 13 ротора асинхронного двигате ля-возбудителя канала отрицательного возбуждения включена на вход вращающегося

f (диодного) выпрямителя 7, выход которого присоединен к обмотке 3 отрицательного возбуждения основной синхронной машиш.ь Обмотка статора 14 асинхронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения через соответствующий выклк чатель подсоединяется к двухпозиционному переключателю 19, которым производятся переключения, аналогичные переключениям канала положительного возбуждения, в зависимости от режима работы основной синхронной машины.

Выход системы управления неподвижным

1тиристорным) выпрямителем присоединяет;:ся к управляющим электродам этого выпрямителя. Выход системы управления неподвижным (симисторным) преобразователем присоединяется к управляющим электродам этого преобразователя.

При пуске основной синхронной машины обмотка 12 статора асинхронного двигателя-возбудителя канала положительного возбуждения и обмотка 14 статора асинхронного двигатеш -возбудителяканала отрицательного возбуждения через свои выключате. ли 18, 17 и двухпозиционный переключатель 19 подключеются к сети переменного тока и отключаются от неподвижного преобразователя 15. В процессе разгона

547957 ротора основной синхронной машины управляющие сигналы на электроды неподвижного тиристорного выпрямителя 16 не под ются, и он находится в закрытом состоянии. d

Предположим, что при пуске в канале положительного возбуждения имеется каскадный асинхроннссинхронный двигатель, а в канале отрицательного возбуждения— асинхронный двигатель. Пусковой момент щ образуется за счет токов, протекающих в контурах оомоток 14, 1Э и эквивалентного сопротивления обмотки 3 отрицательного возбуждэния основной синхронной машины, привеценноге к стороне переменного тока ди- И, одного выпрямителя 7, обмотки 12, обмоток

11, 10 и эквивалентного сопротивления об мотки 2 положительного возбуждения основной синхронной машины, приведенного к стороне переменного тока диодного выпрямите- 20 ля 6, в контуре обмотки 8 и защитного сопротивления 9.

После достижения ротором подсинхронной скорости основная синхронная машина включается в сеть способом самосинхронизации. По М окончании процесса синхронизации для работы основной синхронной машины в режиме положительного возбуждения обмотка 14 статора асин« хронного двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения выключателем 17 ото клю жется от двухпозиционного переключателя 19, который переключается в рабочее положение, т. е. отключает обмотку 12 статораасинхронно синхронного двигателя-возбудите ля канала положительного возбуждения от се<55 ти переменного тока и подключает ее к неподвижному симисторному преобразователю

15. Одновременно с этим системы управ ления неподвижным тиристорным выпрямителем и неподвижным симисторным преоб- 40 разователем устанавливают углы Юегулирования соответственнотиристоров и симисторов в рабочее положение для осушествлениядвухгруппового регулирования тока возбуждения основной синхронной машины. В статичес4б ких режимах работы при положительном возбуждении основной синхронной машины,тирио- торный выпрямитель 16 является рабочей группой, обеспечивая номинальную мощность

50 в обмотке возбуждения. Симисторы неподвижного преобразователя 15, являющегося форсировочной группой, в нормальном режиме положительного возбуждения практически закрыты и открываются АРВ и системой управления для обеспечения режимов форсирования возбуждения. Наличие рабочей и форсировочной групп вентилей позволяет получать высокий коэффициент мощности синхронно-асинхронного двигателя-возбудителя, более высо-, кое использование активных материалов и за счет этого - повышенный КПД. Кроме того, наличие двухгруппового регулирования возбуждения и гальваническое разделение групп дает возможность получать повышенные потолки возбуждения и тем самым повыинть динамическую устойчивость;основной сннхрон

„ной машины. При атом обмотки 12 и 11 соответственно статора и ротора асинхронной части асинхронно-синхронного двигателя-воэ будителя, подключающие группу форсирования, имеют малую постоянную времени и обеспечивают высокое быстродействие в динамических режимах.

Для работы, машины в режиме отрицательного возбуждения обмотка 12 статора асинхронно-синхронного двигателя-возбудителя отключается выключателем 18 от двухпозиционного переключателя 19, который переводится в рабочее положение, т. е. подключает обмотку 14 статора асинхюоннсго двигателя-возбудителя канала отрицательного возбуждения к неподвижному симисторному преобразователю 15. Одновременно с этим системы управления осуществляют закрытие неподвижного тиристорного выпрямителя 16 и открытие до заданного уровня неподвижного симисторного преобразователя 15. Форсирование возбуждения осуществляется полным открытием симисторного преобразователя 15. Двухгрупповое регулирование в режиме отрицательного возбуждения не является необходимостью, так как этот режим сравнительно редок с эксплуатационной точки зрения.

Одним из основных положительных качеств устройства является возможность гашения поля в обмотке возбуждения основной синхронной машины.

Гашение поля при работе машины в режиме положительного возбуждения, осуществляется переводом неподвижного тиристорного выпрямителя 16 в инверторный режим с одновременным включением выключателя 17 и полным, открытием неподвижного симисторного преобразователя 15 для создания максимальных отрицательных ампер-витков с целью компенсации рабочих положительных ампер-витков возбуждения. При работе машины в режиме отрицательного возбуждения гашение поля осуществляется. полным закрытием симисторного преобразователя 15 с одновременным полным открытием непоцвижного тиристорного выпрямителя 16 для создания максимальных положительных ампер-витков с целью компенсации рабочих отрицательных ампер-витков возбуждения.

647957

Cger фтЕМЮ

Составитель В. Тарасов

Редактор Т. Загребельная. Техред М, Левицкая Корректор А. Гриивнко

Заказ 1195/109 Тираж 91 7 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж35, Раушскаа наб., д. 4/б

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

Формула .изобретения

Устройство для пуска и реверсивного бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащее совмещенный синхрон- d но-асинхронный двигатель возбудитель, об мотка возбуждения синхронной части каго рого, соединена с управляемым. выпрямителем, а обмотка жора подключена к обмотке ротора асинхронного двигателя-возбуди-, lO теля и к вращающемуся выпрямителю в канале положительного возбуждения синхронной машины, асинхронный двигатель-возбудит чь, обмотка ротора которого включена на вращающийся выпрямитель в канале отрицательного возбуждения синхронной машины,, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, о целью уменьшения капиталовложений с од. повременным повышением динамической ус тойчивости, статорные обмотки асинхронных ,двигателей-возбудителей соединены между собой через . индивидуальные выключатели, причем их общие точки подсоединены к двух позиционному переключателю, пусковые ко ,такты которого I подключены. к сети перемен, ного тока, а рабочие через управляемый пре.образователь - к обмотке якоря синхронной

1 машины.