Устройство для защиты бесщеточной синхронной машины от повреждений в ее вращающейся части

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву

Союз .Советских

Социалистических

Республик (и) 6 14490 (53) М. Кл.

Н 02 Н Т/06

Н 02 И 7/08 (22) Заявлено 04.08,75 (21) 216 1 190/24-07 с присоединением заявки №(23) Приоритет-. (43) Опубликовано05.07.78.5юллетеиь №25

Гесударетаеамй кацтет

Фаатз NNHIOTpN cccy пе деми взбрзтевй а еткрыпй (53). ДК 621.3 16, . 925(088.8) (45) Дата опубликования описания®6 оь 78 (72) Авто.ры изобретения

Ю. А. Бирюков, С. Я. Гриншпан и A. Б. Купцов

Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро крупных электрических машин (ы) устройство для змциты Бесщкточной синхронной млшины от повреждений в ня Врлщлющейся члсти

Изобретение относится к области электротехпикй н может быть использовано для защиты бесщеточных синхронных машин, возбуждаемых от вспомогательного возбудителя переменного тока через вращающийся полупроводниковый преобразователь, при повреждениях во вращающейся части системы возбуждения этих машин.

Известны устройства защиты бесщеточных синхронных машин, использующие поле реак- тп ции якоря возбудителя. В случае повреждения . во вращайщейся части системы возбуждения, например при пробое одного из вентилей вращающегося греобразователя, в неподвижной измерительной обмотке, установленной соосно с обмоткой возбуждения возбудителя (Ц или по его поперечной оси )2), наводится ЭДС определенной частоты, которая может быть исполь-. зована для обнаружения повреждения. Однако эти устройства требуют изготовления специ:альной измерительной обмотки и не обладают @ необходимой селективностью, т, е. могут вызвать ложные отключения машины, например, в переходных режимах или при резкоперемеиных нагрузках.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство за- М

2 щиты, в котором в качестве измерительного органа использован трансформатор тока, включенный в цепь обмотки возбуждения возбудителя, Вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель подключена к потенциометру регулировки- амплитуды входного. сигнала. Устройство содержит также конденсатор оглаживающего фильтра, пороговый элемент — стабилитрон и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора, в коллекториую цепь которог4 .включено электромагнитное реле.

При возйикновении повреждения во вращающейся части бесщеточной синхронной машины, например при пробое вентиля или раэмыкании

его цепи, возникает несимметричная нагрузка фаэ возбудителя, что, в свою очередь, вызывает изменение магнитного поля возбудителя и возникновение переменной составляющей оп. ределениой частоты в токе возбуждения возбудителя, Эта составляющая выделяется трансформатором тока, выпрямляется, сглаживается. конденсатором.фильтра и при превышении ее величины порога срабатывания стабилятрона открывает транзистор исполнительного элемента. Электромагнитное реле срабатывает и своими контактами осуществляет необходимые. команды по отключению и сигнализации;

Выбор уставки срабатывания производится с помсшью потенциометра и подбора стабилитрона.

Недостатками известного устройства защиты является отсутствие селективности к сигналам; вызываемым переходными режимами и пульсирующими и резкопеременными нагрузками. Некоторая задержка по времени для отстройки m переходных режимов может быть сделана с помощью конденсатора фильтра. Однако зависимость его постоя .ной времени от гюложения движка потенциометра делает затруднительным его использование для этой цели.

Целью изобретения является повышение селективности защиты и упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем, что устройстве ддя защиты бесщеточной синхронной машииь От новреждений в ее вращающейся части., содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь обмотки возбуждения возбудителя переменного тока, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена K потенциометpg регулировки BMплитулы входного сигнала, конденсатор фильтра, пороговый и исполнительный элементы, дополнительно снабжено последовательно соединенными усилителем н элементом временной задержки, выполненным в виде транзистора, в коллектор которого включен потенциометр регулировки длительности задержки, а времязадающий конденсатор включен между его коллектором и минусом источника питания, причем вход усилители присоединен к пороговому элементу, а выход элемента выдержки времени— к исполнительному.элементу, конденсатор фильтра включен между выпрямителем н потенциометром регулировки амплитуды входного сигнала.

Такое устройство позволяет исключить ложные отключения при различных переходных режимах синхронной машины (нуске, синхронизации, ресенхрониэацни, набросе нагрузки и т. п.) и пульсирующих и резкопеременных нагрузках, а также упростить настройку защиты как по амплитуде, так и по времени срабатывания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты бесщеточной синхронной машины от повреждений. в ее вращающейся части.

Устройство содержит трансформатор тока 1, в ыпрямитель 2, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора, конденсатор 3 фильтра, потенциометр 4 регулировки амплитуды входного сигнала, поротовый элемент — ста билитрон 5, усилитель б на гранзисторе, элемент временной задержки ?, выполненный на траизисторе 8, потенциометре 9, конденсаторе

l0 и стабилитроне 11, и исполнительный элемент 12 с усилителем. Выход исполнительного

* элемента 12 подключен к схеме управления синхронной машины. Для уменьшения влияния эффекта подмагничивания и снижения габаритов трансформатора 1 последний может быть подключен в цепь обмотки возбуждения через

Устройство для защиты работает следующим образом. Возникающие в токе возбуждения возбудителя в результате повреждения во вращающейся части системы возбуждения пульсации выделяются трансформатором тока выпрямляются выпрямителем 2 и сглаживаются конденсатором 3 фильтра. Постоянная времени фильтра выбрана тако", при которой можно обеспечить достаточную сглаженность сигнала, определяемого повреждением. Далее сигнал поступает на потенциометр 4 регулировки амплитуды входного сигнала и стабилитрон 5, включенный в базу транзисторного усилителя б. При превышении входным сигналом порога срабатывания порогового элемента — стабнлитрона 5 усилитель 6 отпирается, а транзистор

8 элемента временной задержки закрывается.

Начинается заряд конденсатора 10. Скорость заряда конденсатора регулируется потенцнометром 9 регулировки длительности задержки. Когда напряжение на конденсаторе 10 достигнет напряжения, определяемого стабилитроном 11, сигнал попадает на усилитель исполнительного элемента 12. Последний производит требуемые переключения в цепях управления и сигнализации синхронной машины. Необходимое время срабатывания защиты, позволяющее отстроиться от переходных режимов и некоторых резкопеременных нагрузок, устанавливается с помогцью потенциометра 9.

Отстройка защиты от сигналов, имеющих ч астоту,,бизкую к частоте сигнала, определяе @ мого повреждением во вращающейся части синхронной машины, производится путем соответствующего выбора стабнлитрона 5 и уставки потенциометра 4, так как эти сигналы, носящие периодический характер, имеют амплитуду, значительно меньшую, чем амплитуда сигнала повреждения.

При работе синхронной машины в режиме пульсирующей или резкопеременной нагрузки с низкой частотой пульсаций статерного тока, что имеет место, например, в компрессорных

49 или насосных агрегатах, когда амплитуда сигнала — помехи превышает уставку срабатывания защиты по амплитуде, происходит апериодическнй заряд н разряд конденсатора 3 фильтра, так как его посгоянная времени выбрана

4» так, чтобы эффективно сглаживать лишь высокочастотные составляющие сигнала. Таким образом низкочастотный сигнал, преобразуясь на пороговом элементе 5 и усилителе в прямоуголь ные импульсы, открывает и закрывает транзистор 8 элемента задержки. Конденсатор 10 через

% открытый эмиттер-коллекторный переход транзистора 8 разряжается практически мгновенно каждый полупериод частоты следования сигнала-помехи, что предотвращает накопление заряда на конденсаторе 10, а следовательно и ложные срабатывания зашиты.

Испытания данного устройства цоказали, что оно эффективно защищено от высокочастотных и от низкочастотных сигналов-пиме, вызываемых нормальными переходными и ииазиустановившимися режимами бес1цеточнои син614490

Составитель А. Корнеев . текред (, .Пуговав Корректор А. Вл асенко . Тираж 892 Подннсное

Релактор В. Фельдман л акаа 3705/44

) 1НИИПИ 1осударствеиного комитете Совета Министров СССР ио делам изобретений н открытий

} I3035, Москва, Ж-35, Рауаскан наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г Ужгород, уа. Проектнан, 4

Формула изобретения ! стройство для защиты бесщеточной синхронной машины от повреждений в ее вращающейся части, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в це ib обмотки возбуждения возбудителя переменного тока, а вторичная обмотка через выпрямитель нодключена к потенцнометру регулировкн амплитуды входного сигнала, конденсатор фильтра, пороговый н исполнительный элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными усилителем и элементом временной задержки,.выполненным в виде транзистора, в коллектор которого включен потенциометв регулировки длительности Задержки, а времязадающий конденсатор включен между его коллектором и минусом источника питания, причем вход усилителя присоединен к пороговому элементу, % а выход элемента выдержки времени — к исполнительному элементу, конденсатор фильтра включен между выпрямителем и .потенцнометром регулировки амплитуды входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Патент ФРГ № 1.169.577, кл. 2) с 68/50, 28.08.69.

2. Патент Великобритании ¹ 1.07).165, кл. Н 2 А, 07.06.67.

3. Патент США ¹ 3.210.603, кл. 317 — 13, 15 05.10.65.