Регулятор тока возбуждения длябесщеточной синхронной электрическоймашины

 

<11>843145

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К" АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (е1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 050379 (21) 2731093/24-07 (51)М. Кл з с присоединением заявкм М

Н 02 Р 9/14

Государствеиимй комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300681, Бюллетень HQ 24 (53) УДК 621. 3>3. . 322 (088, 8) Дата опубликования описания 3006,81 (72) Авторы изобретения

В.Г. Кузенков, В.Я. Вейгандт и В.Г. Несветаев (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ

БЕСЩЕТОЧНОЙ СИНХРОННОН ЭЛЕКТРИЧЕСКОН

МИЖНЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тока возбуждения бесщеточных синхронных электрических машин, преимущественно для крупных электрических машин, имеющих высокое напряжение якорных обмоток.

Известно устройство для регулирования .тока возбуждения бесщеточных электрических машин, имеющее в своем составе автономйый источник переменного тока в виде синхронных возбудителя и подвоэбудителя, вклю ченных с помощью диодных выпрямителей по схеме самовозбуждения, причем питание. обмотки возбуждения подвоэбудителя осуществляется через анодную группу диодов вращающегося силового преобразователя Г1 .

Известное устройство из-эа наличия диодов в анодной группе вращающегося силового преобразователя не позволяет инвертировать напряжение возбуждения синхронной машины и тем самым обеспечить высОкую . скорость расфорсировки возбуждения. . Наиболее близкий к предлагаемому регулятор тока возбуждения для бесщеточных электрических машин содержит синхронные возбудитель и подвоэбудитель, у которых якорные обмотки нодвозбудителя через выпрямитель соединены с обмоткой возбуждения, управляемый вращающийся силовой преобразователь на тиристорах, выход постоянного тока которого подключен к обмотке воэбужцения синхронной машины, а вход

1О переменного тока соединен с выво» дами якорной обмотки возбудителя, схему управления тиристорами преобразователя, состоящую из блока формирования ймпульсов на форсировку и

15 блока формирования импульсов на . инвертирование, каждый из которых выполнен на онтронах, число которых . равно числу тиристоров, выходы фо,топриемных элементов каждого оптро20 на соединены с управляющими электро дами соответствующих тиристоров силового преобразователя, а излучающие элементы оптронов соединены по схе:ме выпрямления, аналогичной схеме соединения тиристоров силового преобразователя, и по переменному току подключены к тем же выводам фаэ якорной обмотки, что и ти. ристоры силового преобразователя, 30 причем на выходе постоянного тока

843145

35 выпрямителя блока формирования импульсов на форсировку включен оптрон, получающий сигналы управления от регулятора напряжения синхронной машины Г21.

Однако питание обмотки возбуждения возбудителя от статора синхронной машины делает нецелесообразным применение данного устройства в высоковольтных машинах, так как в этом случае необходимо усложнение конструкции из-за дополнительного высоковольтного оборудования.

Кроме того, в качестве нагрузки выпрямителя на излучающих диодах блока формирования импульсов управления на инвертирование используется неотключаемый резистор сравнительно большой мощности, увеличивающий габариты блока и количество выделяемого в нем тепла.

Цель изобретения — упрощение и повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве выход постоянного тока выпрямителя блока формирования импульсов на инвертирование подключен к обмотке возбуждения подвозбудителя.

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора тока возбуждения для бесщеточнОй синхронной машины.

Регулятор тока возбуждения для бесщеточной синхронной машины состоит из автономного источника переменного тока в виде синхронного возбудителя 1 с обмоткой 2 возбуждения и синхронного подвозбудителя 3 с обмоткой 4 возбуждения, включенных с помощью статического выпрямителя 5 и выпрямителя на излучаюцих диодах оптронов 6-8 по схеме самовоэбуждения, силового вращающегося преобразователя -9 на тиристорах с токоограничивающими резисторами

10 в цепях управления и блоков 11 формирования импульсов управления на форсировку и инвертирование 12„ выполненных на оптронах, излучающие диоды которых собраны по схемам выпрямителей, аналогичным схеме силового преобразователя 9. устрОйство работает следующим образом.

При достижении синхронной машиной номинальной частоты вращения происходит самовозбуждение возбудителя 1 от остаточных полей собственного индуктора и индуктора подвоэбудителя 3 до номинального напряжения на выходе. Процесс самовозбуждения осуществляется по кОнтуру: обмотка переменного тока возбудителя 1, выпрямитель на излучающих диодах блока 12, обмотка

4 возбуждения подвозбудителя 3, статорная обмотка подвоэбудителя 3, tO

$8

55 статический выпрямитель 5 и обмотка возбуждения возбудителя 1.

Протекание токов через излучающие диоды оптронов 6-8 блока 12 формирования импульсов управления на инвертирование вызывает поочередное, в соответствии с коммутацией указанных диодов, подключение уп равляющих электродов тиристоров преобразователя 9 через токоограничивающие резисторы 10 и фототранзисторы оптронов 6-8 к анодному напряжению в моменты времени, сдвинутые относительно точек естественного за жигания тиристоров примерно на

120 эл.град. Последнее обусловлено схемой подключения излучающих диодов и фототранзисторов оптронов 6-8 к цепям возбудителя 1 и тиристоров преобразователя 9. Благодаря тому, что обмотка возбуждения маломощного, по сравнению с возбудителем 1, подвозбудителя 3 имеет большое активное сопротивление, угол коммутации излучающих диодов оптронов 6-8, определяющийся соотношением предвключенного реактивного сопротивления (сверхпереходных реактансов возбудителя 1) и активного сопротивления нагрузки (обмотки возбуждения 4) будет незиачительным. Это обеспечивает высокую крутизну фронтов световых импульсов излучающих диодов и четкое включение фототранэисторов (фотоключей) оптронов 6-8. аналогично работает блок 11 формирования импульсов управления на форсировку, когда ключ на фототранзисторе эroro блока эа."лкнут.

Разница заключается лишь в том, что подключение цепей управления тиристоров к анодному напряжению преобразователя 9 происходит примерно в точках естественного зажигания, что обусловлено схемой подключения оптронов блока 11 к фазам воэбудителя 1 и цепям управления тирис торов преобразователя 9.

Подача на вход возбудительного устройства (на фототранзистор блока 11) светового широтномодулированного сигнала, например, от регулятора напряжения при работе устройства в системе автоматического регулирования напряжения синхронной машины вызывает в соответствии со скважностью световых импульсов чередование выпрямительных и инверторных режимов преобразователя 9, чем и достигается эффект регулирования среднего напряжения, а соответственно и тока в обмотке возбуждения синхронной машины, т.е. на выходе воэбудительного устройства.

Использование выпрямителя на излучаюцих диодах оптронов 6-8 блока

12 формирования импульсов управления на инвертирование для питания обмотки 4 возбуждения подвозбуди843145

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5157/77 Тираж 730 Подписное

Филиал ППП Патент™,r.Ужгород,ул.Проектная,4 теля 3 с одной стороны, и использование обмотки 4 возбуждения подвозбудителя 3 в качестве нагрузки укаэанного выпрямителя с другой — позволяет сократить количество элементов, упростить конструкцию, уменьшить габариты и электрические потери в возбудительном устройстве.

Регулятор тока возбуждения для бесщеточной синхронной электрической машины, содержащий синхронные возбудитель и подвозбудитель,якорная об мотка которого соединена с обмоткой возбуждения возбудителя, управляемый вращающийся силовой преобразователь на тиристорах,выход постоянного тока которого подключен к обмотке возбуждения синхронной машины, а вход переменного тока соединен с выводами якорной обмотки возбудителг, схему управления тиристорами пре образователя, состоящую из блока формирования импульсов на форсировку и блока формирования импульсов на инвертирование, каждый из которых выполнен на оптронах, число которых равно числу тиристоров силового преобразователя, выходы фотоприемных элементов каждого оптрона соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров силового преобразователя, а излучающие элементы.оптронов соединены по схеме выпрямления, аналогичной схеме соединения тиристоров силового преобразователя, и по пере- менному току подключены к тем же выводам фаз якорной обмотки, что и тиристоры силового преобразователя, причем на выходе постоянного тока выпрямителя блока формирования импульсов на форсировку включен

15 оптрон, связанный с регулятором напряжения синхронной машины, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, выход постоянного тока выпрямителя блока формирования импульсов на инвертирование подключен к обмотке возбуждения подвозбудителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 1413295, кл. Н 02 К, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

9 525219, кл. Н 02 Р 9/14, 1976.