Устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины

 

\ ейТттитио-" -с и те вщ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06. 11. 74(21) 2073168/24-07 с присоединением заявки ¹ (23)ПриоритетОпубликовано 15, 10. 79. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 18. 10.79 (5 )> <>.

Н 02 P 9/14

Гюсудврствеккый кеивтет

СССР ка делам кзобретеикк в аткрыткв (53) УДК621.313. . 322.072. 2 (088,8) (72) Авторы изобретения И А. Глебов, С. И, Логинов и 10. В. Вспченкова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСШЕТОЧНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

СИН РОННОй МА111ИН11

Изобретение относится к области электротехники и предназначено дпя пуска и бесщеточного возбуждения синхронных двигагеаей, синхронных компенсаторов и гидрогенераторов - двигателей ГАЭС

5 мошностью от 20 МВ т и выше.

Известны устройства дпя пуска крупных синхронных двигателей с использованием в качестве разгонного двигателя вспомогательного асинхронного двигате.16 ля 11 и (21. Недостатком этих устройств является напичие скользящих колец и щеток, что снижает надежность и усложняет эксппуатацию системы.

Известно также устройство дня бес15 шеточного возбуждения синхронной машины с совмещенным синхронно-Асинхронным двигателем- возбудителем, содержашее обмотку возбуждения и обмотку якоря синхронного двигателя-возбудителя, обмотку статора и обмотку ротора асин. хронного двигателя-возбудителя, врашаюшийся выпрямитель, к входу когорого подсоединены обмотки якоря синхронного

2 двига геля-возбудителя и ротора асинхронного двигатепя-возбудителя, а выход соединен с обмоткой возбуждения синхронной машины, автоматический регулятор возбуждения с системой управпения и бпоком передачи управпяюших импульсов и источник питания, соединенный с обмоткой возбуждения синхронного двигателя-возбудителя(31. Однако это устройство может применяться только дпя бес шеточного возбуждения генераторов средней мощности автономных установок. Кроме того, к недостагкам его отНосятся отсутствие гашения поля в роторе и зависимость уровня возбуждения от режима работы сипхрбнного воз будителя.

Дпя расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения пуска. и двухгруппового регулирования возбуждения синхронной машины и повышения его надежности предлагаемое устройство снабжено переключателем, неподвижным преобразователем на симиз 69 сторах и сиповым трансформатором, синхронно-асинхронный двигатепь — возбудитепь снабжен демпферной обмоткой, обмотка возбуждения синхронного двигатепя шунтирована .допопнитепьно введенным резистором, причем обмотка статора асинхронного двигателя-возбудителя соединена через пусковые контакты переключателя с сетью переменного тока, а рабочие контакты перекпючатепя через неподвижный преобразователь на симисторах и сиповой трансформатор соединены с обмоткой якоря синхронной машины, синхронизируюший выход источника питания соединен с входом системы управления, а выходы системы управпения соединены с управпяющими эпект-родами вращающегося выпрямителя и неподвижного преобразователя.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство содержит обмотку 1 якоря и обмотку 2 возбуждения синхронной машины, силовой трансформатор 3 обмотку 4 возбуждения и обмотку 5 якоря синхронного двигателя-возбудителя, демпферную обмотку 6 синхронноасинхронного двигатепя-возбудителя, обмотку 7 ротора и обмотку 8 статора асинхронного двигателя-возбудителя, за.щитное сопротивление 9, вращающийся выпрямитель 10,: неподвижный преобразователь 11 на симисторах, переЪпочатепь 12, источник 13 питания (генератор с постоянными магнитами и выпрямитель) и автоматический регупятор 14 возбуждения (APB) с системами управления вращающимся выпрямитепем и неподвижным преобразоватепем и бло-ком передачи управляющих импульсов.

APR имеет входной сигнал 15, вход 16:

-сийхронизации системы управления неподвижным преобразователем и вход 17

:;синхронизации системы управления вращающимся выпрямителем.

Обмотка 5 якоря синхронного двигателя-возбудителя и обмотка 7 ротора асинхронного двигателя-воэбудитепя вкпю-. чены на вход вращающегося (тиристорного) выпрямителя 10, выход которого присоединен к обмотке 2 возбуждения синхронной машины. Источник 13 питания соединен с обмоткой 4 возбуждения синхронного двигателя-возбудителя, Дпя обеспечения разгона ротора. сйнхронной машины во время пуска синхрон-. но-асинхронный,. двигателт возбудитель снабжен демпферной обмоткой 6, обьют205 1

45

50 счет этого повышенный KIT)I двигатепя55 возбудителя. Кроме того, наличие двух5

KB 4. возбуждения синхронного двигатепя-возбудителя шунтирована защитным сопротивлением 9, обмотка 8 статора асинхронного двигателя-возбудителя через пусковые контакты переключатепя 12 соединена с сетью переменного тока. Пусковой момент образуется за счет токов, протекающих в контурах обМоток 5, 6, 7, 8, в контуре обмотки 4 и защитного сопротивления 9.,Пемпферная обмотка 6 может быть выполнена с водяным охлаждением.

Дпя обеспечения двухгруппового регупирования возбуждения в рабочих режимах обмотка 8 статора асинхронного двигателя-возбудителя через рабочие контакты перекпючатепя 12, неподвижный преобразователь 11 на симисторах и силовой трансформатор 3 соединена с обмоткой 1 якоря синхронной машины, при атом синхронизируюший выход источника 13 питания соединен с входом

17 системы управления, а выходы системы управпения соединены с управпяюшими апектродами вращающегося выпря мителя 10 и неподвижного преобразова, теля 11.

Наличие симисторного преобразовагеля 11 в сочетании с тиристорным вращающимся выпрямителем 10 обеспечивает воэможность двухгру ппового регупиро- вания тока возбуждения синхронной машины. В статических режимах работы синхронной машины тиристорный выпрямитель 10 является рабочей группой, обеспечивая номинальную мощность в обмотке возбуждения. Симисторы преобраэоватепя 1 1, являющегося форсировочной группой, в статическом режиме практически закрыты и открываются APB и системой управления дпя обеспечения режимов форсирования возбуждения и гашения поля, причем при гашении поля наличие открытого симисторного преобразователя повышает эффективность ин верторного режима вращающегося выпрямителя 10.

Наличие рабочей и форсировочной групп вентилей позволяет получить высокий коаффициент мощности двигателя-возбудителя, обеспечивает более высокое использование активных материалов и за группового регулирования возбуждения позволяет получить повышенные потолки возбуждения и тем самым повысить динамическую устойчивость синхронной ма692051

5 шипи. 1 ри этом обмотки 7 и 8 ротора и стентора ctotïtõðoííoro двигателя-возбудителя, подключающие группу форсирования, имеют малую постоянную времени и, * следовательно, обеспечивают высокое быстродействие в динамических режимах.

Благодаря гальваническому разделению и последовательному соединению рабочей и форсировочной групп повышается эффективность инверторного режима при гашении поля и отсутствует взаимное влияние групп при форсировании. Таким образом повышается аксплуатационная надежность системы, Кроме операции пуска и возможности двухгруппового регулирования, бесщеточный синхронно-асинхронный тиристорный двигатель-возбудитель позволяет осуществить гашение поля в обмотке 2 возбуждения синхронной машины и имеет независимое возбуждение от источника питания, содержащего генератор с постоянными магнитами.

При пуске синхронной машины синхронная и асинхронная части устройства работают в режиме соответственно син хронного и асинхронного двигателей. В нормальных режимах возбуждение синхронной машины осуществляется синхронной частью, являющейся синхронным возбудителем. Н динамических режимах фор сирование возбуждения и гашение поля осуществляются асинхронной частью, являющейся асинхронным возбудителем. ,П.ля осуществления разгона ротора синхронной машины при пуске обмотка .8 статора асинхронного двигателя-возбудителя через переключатель 12 присоединяется к сети переменного тока и отключается от симисторного преобразователя 11, Ь процессе разгона ротора управляющие сигналы на алектроды тиристоров выпрямителя 10 не подаются и выпрямитель должен быть закрыт. После достижения ротором синхронной машины подсинхронной скорости машина включается в сеть методом самосинхронизации. По окончании процесса синхронизации обмотка 8 статора асинхронного двигателяФвозбудителя переключателем 12 отключается от сети переменного тока и подключается к симисторному преобразователю ll и через трансформатор 3 к обмотке 1 якоря синхронной машины. Таким образом достигается воем- жность двухгруппового регулиро вания возбуждения.

Формула изобретения, Устрой тво для бесшеточного возбуж5 дения синхронной машины с совмещенным синхронно--асинхронным двигателем-возбудителем, содержащее обмотку возбуждения и обмотку якоря синхронного двигателявозбудителя, обмотку статора и обмотку ротора асинхронного двигателя-возбудителя, враптаюшийся выпрямитель, к входу которого подсоединены обмотки якоря синхронного двигателя-возбудителя и

15 ротора асинхронного двигателя-возбудителя, а выход соединен с обмоткой возбуждения синхронной машины, автоматический регулятор возбуждения с системой управления и блоком передачи управляюztt ших импульсов и источник питания, соединенный с обмоткой возбуждения синхрон-, ного двигателя-возбудителя, о т л и— ч а ю ш е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей

25 путем обеспечения пуска и двухгруппового регулирования возбуждения синхронной машины и повышения надежности, оно снабжено переключателем, неподвижным преобразователем на симисторах и силовым трансформатором, синхронноасинхронный двигатель»возбудитель снабжен демпферной обмоткой, обмотка возбуждения синхронного двигателя-возбудителя шунтирована дополнительно ввез денным резистором, причем обмотка статора асинхронного двигателя-возбудителя соединена через пусковые контакты переключателя с сетью переменного тока, а рабочие контакты переключателя через неподвижный преобразователь на симисторах и силовой трансформатор соединены с обмоткой якоря синхронной машины, сийхронизирующий выход источника питания соединен с входом системы управления, а выходы системы управлейия соеди- нены с управляющими электродами врашаюшегося выпрямителя и неподвижного прео бразо вателя.

Источники информации, принятые во внимайие при акспертизе

1. Патент США N 3462669, кл. 310-17, 1969.

2. Патент Франции № 2171136, кл. Н 02 P 9/10, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

% 332549, кл. Н 02 Р у14, 1969.

69205 1

СЕЛЬ- 1rrDICC

Составитель А. Раздин. редактор а, Пейоочеико Tezpea К. Бебррка Корректор М. Шароши

Заказ 6238/49 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Л5, Раушская наб., д. 4/5

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