Устройство для защиты синхронного двигателя с тиристорным возбудителем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.03,78 (21) 2588635/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

Н 02Н 7/08 (53) УДК 621.316.925 (088.8) ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 н открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Б. М. Сенчук и С. К. Голиков

Новомосковский филиал Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического института им. Д. И. Менделеева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ С ТИРИСТОРНЫМ ВОЗБУДИТЕЛЕМ

Государственный комитет (23) Приоритег

Изобретение относится к системам аварийной защиты синхронных двигателей, а именно к защите синхронных двигателей с бестрансформаторным вентильным возбудителем от коротких замыканий на землю и в обмотке возбуждения, и его можно использовать в любой отрасли народного хозяйства, где применяются синхронные двигатели, например химической, горнорудной, металлургической и т. д.

Известно устройство для защиты синхронного двигателя от замыкания на землю в обмотке возбуждения, содержащее датчики тока, включенные в положительный и отрицательный провода ротора. Выходы датчиков тока соединены с входами импульсных управляющих блоков (1).

Недостатком данного устройства является неспособность устройства реагировать на замыкания в середине обмотки возбуждения. Это объясняется тем, что устройство срабатывает при нарушении равенства средних значений токов в положительном и отрицательном проводах ротора. В случае замыкания в середине обмотки возбуждения синхронного двигателя средние значения токов в проводах изменяются в одинаковой степени, и их разбаланс не происходит. Поэтому при таком аварийном режиме защита не срабатывает.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для дифференциальной защиты преобразователя, содержащее сердечник из магнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса, содержащей выходную обмотку, выпрямитель и исполнительный орган, через отверстие сердечника пропущены положительная и отрицательная шины постоянного

10 тока преобразователя со стороны выхода (2).

Недостатком данного устройства является неспособность осуществлять защиту при замыканиях в середине нагрузки и приле15 гающих к ней участках. Это объясняется тем, что сердечник выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Вследствие этого известное устройство действует при разбалансе средних значений токов в

20 шинах постоянного тока, а при замыканиях в середине нагрузки разбаланс токов не происходит.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности работы уст25 ройства.

Цель достигается тем, что в устройстве для защиты синхронного двигателя с тиристорным возбудителем, содержащем сердечник с выходной обмоткой, подключенный к

ЗО ней выпрямитель и исполнительный орган, 752600 через отверстие сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, пропущены шины переменного тока со стороны входа возбудителя, выпрямитель выполнен мостовым, к двум выводам которого подключена выходная обмотка сердечника, а к двум другим выводам подключен вновь введенный формирователь, один выход которого подключен к управляющему электроду введенного тиристора, а другой выход — к его катоду, при этом входная цепь тиристора зашунтирована резистором, а его анод подключен к исполнительному органу и средней точке последовательно соединенных резистора и конденсатора, включенных параллельно источнику питания.

Электрическая схема устройства для защиты синхронного двигателя показана на чертеже.

Оно содержит сердечник 1 из магнитомягкого материала с малой остаточной индукцией; выходную обмотку 2; шины 3, 4 переменного тока; возбудитель 5 синхронного двигателя; трансформатор 6 питающей сети; выпрямитель 7; формирователь 8; стабилитроны 9, 10 формирователя; резистор 11 формирователя; шунтирующий резистор 12; маломощный тиристор 13; электромагнитное реле 14; резистор 15; конденсатор 16; обмотку 17 возбуждения.

Выходная обмотка 2 соединена с выпрямителем 7. К выходу выпрямителя присоединены резистор 11, стабилитроны 9 и 10, образующие формирователь 8, который подключен к управляющему электроду маломощного тиристора 13. Вход тиристора

13 зашунтирован резистором 12 для повышения помехоустойчивости. В выходную цепь тиристора 13 включен исполнительный орган — электромеханическое реле 14. Параллельно источнику питания присоединена цепь из последовательно включенных резистора 15 и конденсатора 16. Эта цепь защищает тиристор 13 от ложного срабатывания при подаче напряжения источника питания.

Устройство для защиты синхронного двигателя работает следующим образом.

При нормальной работе синхронного двигателя через шины 3 и 4 переменного тока в любой момент времени протекают равные по величине и противоположно направленные токи. Намагничивающйе силы этих токов в сердечнике 1 взаимно компенсируются, так как их мгновенные значения равны и противоположны. Магнитный поток в сердечнике 1 отсутствует, поэтому напряжение на выводах выходной обмотки 2 равно нулю.

При замыкании на землю в обмотке 17 возбуждения изменяется величина и форма токов в шинах 3 и 4. Установлено, что в этих токах появляется дополнительная сильно выраженная пульсация, а также нарушается равенство длительности импуль5

З0

65 сов тока в шинах 3 и 4. Вследствие этого нарушается баланс мгновенных значении намагничивающих сил токов в шинах 3 и 4.

В результате в сердечнике 1 появляется знакопеременный магнитный поток, а на выводах выходной обмотки 2 — импульсное выходное напряжение. Это достигается благодаря выполнению сердечника из магнитомягкого материала с малой остаточной индукцией.

Импульсное напряжение выпрямляется выпрямителем 7 и подается на формирователь 8, который соединен по схеме вычитания напряжений. С выхода формирователя 8 одинаковые по амплитуде импульсы поступают на вход тиристора 13 и включают его. В результате срабатывает исполнительный орган 14, его контакты (на чертеже не показаны) воздействуют на систему управления и аварийной защиты синхронного двигателя и обеспечивают его автоматическое отключение.

Ложные срабатывания из-за помех устраняются пороговыми свойствами формирователя.

Совокупность отличительных признаков описанного устройства защиты, а именно расположение сердечника из магнитомягкого материала с обмоткой на шинах переменного тока со стороны входа возбудителя и включение формирователя и тиристора между выводами выходной обмотки сердечника и исполнительным органом, повышает чувствительность и надежность работы данного устройства.

Применение предложенного устройства в тиристорном вентильном возбудителе синхронного электродвигателя полностью устраняет опасность прогиба вала двигателя неуравновешенной силой одностороннего притяжения ротора к статору, повреждения катушек обмотки возбуждения двигателя и вентиля возбудителя. В результате снижаются затраты на ремонт двигателей и возбудителя, сокращается простой технологического оборудования.

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного двигателя с тиристорным возбудителем, содержащее сердечник с выходной обмоткой, подключенный к ней выпрямитель и исполнительный орган, отл ич а ю щееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности работы, через отверстие сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, пропущены шины переменного тока со стороны входа возбудителя, упомянутый выпрямитель выполнен мостовым, к двум выводам которого подключена выходная обмотка сердечника, а к двум другим подключен вновь введенный формирователь, один выход которого подключен к управляющему электроду введенного тиристора, а другой выход — к его катоду, при

752600

Составитель Т. Щеголькова

Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор А. Купрякова

Заказ 1464/1 Изд. № 406 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 этом входная цепь тиристора зашунтирована резистором, а его анод подключен к исполнительному органу и средней точке последовательно соединенных резистора и конденсатора, включенных параллельно источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 256847, кл. Н 02Н 7/08, 1967.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 277071, кл. Н 02М 1/18, 1969.