SU1005260A2 - Устройство дл управлени возбуждением бесщеточной электрической машины - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  током возбуждени  бесщеточных электрических машин, выполненных в виде многомашинных агрегатов , основной машины с возбудителем - обращенной синхронной машиной

По основному авт.св. 974544 известно устройство дл  управлени  возбуждением бесщеточной электрической машины с вращайщимс  управл емым выпр мителем , через который обмотка возбуждени  основной машины, располог женна  на ее роторе, св зана с  корной обмоткой синхронного генератора-возбудител , обмотка возбуждени которого расположена на статоре и подключена к источнику -модулированного напр жени  возбуждени , а управл ющие электроды управл емых вентилей вращающегос  управл емого выпр мител  подключены к блокх дл  включени  вентилей от высокочастотной составл ющей модулированного напр же-.

ни  13- .

Недостатком этого устройстра  вл етс  то, что, источник модулированного напр жени  возбуждени  образован отдельным дополнительным источником посто нного тока, например аккумул торной батареи дл  питани  бортовой сети электроснабжени  транспортного средства, и специальным электронным

-с модулирующим блоком, синхронизированным и сфазированным с положением ротора, с трансформатором на выходе, который включен через выходной трансформатор непосредственно или через

tn дополнительный вентильный прерыватель последовательно с обмоткой воз . буждени  генератора возбудител . Такое выполнение источника модулированного напр жени  весьма сложно, а использование на транспортном объек15 т.е в услови х высокой тр ски и запыленности специального электронного блока модул ций, приводит к существенному сниженйю надежности всей системы управлени ..

20

Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что источник модулирующего сигнала выполнен в виде Дополнительно25 го синхронного генератора, ротор которого механически св зан с валом бесщеточной электрической машины, а  корные обмотки через выпр митель св заны с обмоткой возбуждени  воз- ,

30 будител , причем число фаз  корной

обмотки дополнительного синхронного

генератора выполнено равным

I

„, ,

V V

где т - число фаз  корной обмот ки дополнительного синхронного генератора; m-j, - число фаз  корной обмотки возбудител ; PQ - число полюсов дополнитель ного синхронного генератора

- числс полюсов возбудител /

вч К - коэффициент выпр млени  выпр мител  возбудител ; Кдр - коэффициент выпр млени  выпр мител  возбудител , i -передаточный коэффициент .механической св зи между валами возбудител  и дополнительного синхронного генератора .

Выпр митель выполнен неуправл еNtJM , причем между выводами фаз лкорной обмотки дополнительного синхронного генератора и входом выпр мител  установлен управл емый ключ.

Кроме того, выпр митель выполнен управл емым, причем управл ющие электроды управл емых вентилей через дополнительно введенные разделительные диоды объединены и подключены через управл емый ключ к общей точке соединени  диодов управл емых вентилей.

В устройство дополнительно введен сглаживающий фильтр, диод, переключатель с двум  выходными выводами, двум  замыкающими и двум  ра1змыкающими контактами, причем выходные выводы переключател  подключены к выводам обмотки возбуждени  возбудител ,размыкающие контакты соединены с выходом посто нного тока выпр мител , а замыкающие контакты подключены к выходам посто нного тока выпр мител  через диод и сглаживающий фильтр.

Кроме того, переключатель выполиен бесконтактным на п ти управл емых вентил х, причем аноды первого и второго управл емых вентилей объединены и соединены с плюсовым выводом выпр мител  дополнительного синхронного генератора, катоды третьего и четвертого управл емых вентилей объединены и соединены с минусовым выводом того же выпр мител , катод первого управл емого вентил  подключен к одному из выводов обмотки возбуждени  возбудител  и одному из выходов сглаживающего фильтра, катод четвертого управл емого вентил  соединен с другим выводом обмотки возбуждени  возбудител  и через п тый управл емый вентиль св зан с другим выходом сглаживающего фильтра, один из входов которого соединен с катодом второго управл емого вентил , а другой вход сглаживающего

фильтра подключен к аноду третьего управл е1 юго вентил .

На фиг,1 приведена принципигшьна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вариант выполнени  ис5 точника модулированного напр жени  при использовании однофазного неуправл емого выпр мител , на фиг. 3 принципиальна  схема управл емого выпр мител  с двухполюсным переключа0 телем и фильтром,, на фиг. 4 - один

. из возможных вариантов выполнени  бесконтактного двухполюсного переключател  с фильтром; на фиг.5 и 6 варианты выполнени  управл емого вы5 пр мител  дл  трехфазного источника модулирующего сигнала.

Устройство содержит ОСНОВНУЮ электрическую машину 1 (фиг.1) с  корной обмоткой 2 на статоре и обмоткой 3

Q возбуждени  на роторе. Вращающийс  управл емый выпр митель 4 расположен на общем валу, св зывающем ротор основной машины и ге.нератор-возбудитель 5,  корна  обмотка б которого

с расположена на роторе, а обмотка 7 возбуждени  - на статоре. Вспомогательный синхронный генератор 8 имеет  корную обмотку 9, расположенную на статоре, и ротор 10, закрепленный на общем валу машины. Управл юси электроды управл емых вентилей вращающегос  выпр мител  подключены к блоку 11 дл  включени  вентилей от высокочастотной составл ющей модулированного напр жени . Выпр митель

59 12, который включаетс  с помощью управл емого ключа 13, св зывает  корную обмотку 9 вспомогательного генератора 8 и обмотку 7 возбуждени  генератора-возбудител . Выходные зажи0 -мы 14 и 15 выпр мител  12 (положительный .14 и отрицательный 15) подключены к обмотке 7 или через дополнительные блоки.

При выполнении источника модули5 рованного напр жени  в виде однофазного неуправл емого выпр мител  12 управл емый ключ 13 включаетс  в разрыв одного из входных выводов выпр мител  ().

Между зажимами 14 и 15 выпр мител  12 могут быть включены блок 16 {фи17.3), сглаживающий дроссельноконденсаторный фильтр с диодом и двухполюсный Переключатель 17 на два направлени . Этот переключатель 17 может

быть как контактным, так и бесконтактным , выполненным на управл емых вентил х , например на однооперационных тиристорах, причем тиристоры 18 и 19 (фиг.4) соединены анодами и их обща 

Claims (5)

1. 0 точка образует входной вывод, который подключаетс  к зажиму 14 выпр мител . .Катод тиристора 18 и анод тиристора 20 образуют выходные выводы, которые используютс  дл  подключени  к обмот5 ке .7 возбуждени  генератора-возбуднтел . Обмотка 21 одного или разных дросселей и конденсатор 22 образуют сглаживающий дроссельно-конденсаторный фильтр, один его выходной вывод (от катода тиристора 19 через катушку индуктивности) подключен к аноду дополнительного тиристора 23, катод которого подключен к аноду тиристора 20, а другой (от анода тиристора 24 подключен непосредственно к катоду тиристора 18. . При выполнении выпр мител  12 (фиг,5 и 6) целиком или частично на управл емых вентил х ключ 13 используетс  дл  включени  yпpaвл e иx вен тилей (через разделительный диод). Он подключает управл ющие электроды к общей точке .анодов управл емых вен тилей, при этом число фаа  корной рбмотки 9 и схема выполнени  выпр мител  12 могут быть любыми. Работа устройства происходит спе дующим образом. До тех пор, пока контролируемый параметр (ток, напр жение или мощность на выводах обмотки 2) меньше велйчинц сигнала уставки, ключ 13 включен и на зажимах 14 -и 15 выпр ми тел  12 по вл етс  пульсирующее напр жение , частота которого при соблю дении .соотношени  V РЫ где fflg.. - ЧИСЛО фаз--  корной обмотк возбуждени ; Р - число полюсов, дополнител ного синхронного генерато ра,- . р - число полюсов возбудител  генератора,К ... - коэффициент выпр млени  в пр мител  дополнительного синхронного генератора, К,-. - коэффициент выпр млени  в пр мител  возбудител / i - передаточный коэффициент механической св зи между валом возбудител  и допол нательного синхронного ге , соответствует требуенвлм параметрам системы и за счет возбуждени  блок 11 дл  включени  вентилей от высоко частотной составл к дей модулированного напр жени  поддерживает управл емые вентили вращающегос  выпр ми тел  4 во включенном состо нии. Когда контролируемый параметр становитс  больше сигнала уставки, ключ 13 выключаетс  к -блок 11 перестаёт включать вентили выпр мител  4 и он запираетс  до тех пор/ пока значение контролируемого не снизитс  вновь до значени  меньшв , чем уставка, и описанный процес не .повторитс  вновь.. Если  корна  обмотка 9 вспомогательного генератора 8 однофазна  (или используетс  однофазный выпр - . митель 12) выпр митель 12 может быть неуправл емым. В этом случае ключ 13 .включаетс  в разрыв одного из входных выводов выпр мител , как показано на фиг.2. Независимо от числа фаз  корной обмотки 9 и cxevti выполнени  выпр мител  12 он кюжет быть выполнен с использованием управл елвлх вентилей, а управл емый- ключ 13 подключает че-. рез разделительные диода управл ющие электроды вентилей к их анодам. Дл  управлени  устройством с вращающимс  выпрймителем размагничивающа  система возбуждени  основной машины между зажимами 14 и 15 включает дроссельно-конденсаторный фильтр, с разделительным диодом 16 и двухполюсный переключатель 17 на два направлени  (фиг.3). В показанном на фиг.3 положении обмотка 7 возбуждени  генераторавозбудит .ел  5 питаетс  пульсирующим напр жением и все происходит описанным образом. При переключении переключател  17 в нижнее положение 1 после паузы, в течение которой заперт выпр митель 12 и достаточной по времени дл  спадани  тока в обмотка 3 до нул , после чего все управл емые вентили выпр мител  4 запираютс ) увеличение напр жени  на выходе выпр мител  12 приводит к росту сглаженного тока в обмотке 7 возбузйдени  генератора-возбудител . Поскольку обмотка 7 возбуждени  обтекаетс  сглаженным током, то блок 11 не вклю чит управл емые вентили млпр кштел  4, но за счет цепей через диоды в устройстве с размагничивающей системой ток через параллельные цепи и обмотку возбуждени  будет протекать во встречном направлении и размагни-чивать систему возбуждени . Бесконтактное устройство, приведенное на фиг.4,работает следующим образом. ; В режиме пр мого возбуждени  включаютс  вентили 18-и 20, а при обратном - 19, 24, 21. Однако это устройство может работать и с неуправл емым выпр мителем 12 без ключа 13. В этом случае при значени х-контролируемого параметра ниже значени  уставкиодновременно включаютс  тиристоры 18, 20 и 23, что приводит к зар дке конденсатора 22 и включению вентил  23. При этом тиристоры 18 и 20. остаютс  включенными и обмотка 7 возбуждени  синхронного генератора-возбудител  5 обтекаетс  .пульсирующим током. В тот момент, когда контролируемый параметр становитс  выше сигнала уставки, включаетс  тиристор 19 и зар женный конденсатор 22 разр жаетс  на тиристор 18 во встречном дл  него направлении и перезар жаетс  за счет проте кани  тока через обмотку 7, пока ток в последней не снизитс  до нул  или не поступит сигнал дл  включени  тиристоров 18 и 20. При этом тиристор 19 включаетс  и может быть вновь включен тиристор 23. При необходимости размагничивани  основной машины выдержка времени уве личиваетс , затем включают тиристоры 19, 23 и 20 и обмотка 7 обтекаетс  хорошо сглаженным током. Питание обмотки 7 возбуждени  возбудител  сгла женным Током противоположной пол рно ти приводит к запиранию управл емых вентилей и протеканию тока через дио ды по параллельным ветв м обмотки возбуждени  во встречном направлении и за счет этого снижению до нул  остаточного намагничивани  основной ма шины, а следовательно, и остаточного напр жени  на выводах  корной обмотки 2. Формула изобретени  1ь Устройство дл  управлени  возбуждением бесщеточной электрической магаины по авт.св. № 974544, о т л и чающеес  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, источник модулирующего сигнала выполнен S виде дополнительного синхронного генератора, ротор .которого механически св зан с валом бесщеточной электрической машины, а  корные обмотки через выпр митель св заны с юбмоткой возбуждени  возбудител , причем число фаз  корной обмотки дополнительного синхронного генератора выполнено равным -tPet-Pbr.iKK V Р,, К, i где m j. - число фаз  корной обмотки дополнительного синхронного генератора; m - число фаз  корной .обмотки возбудител ; Р - число полюсов дополнитель ного синхронного генератоPg - число полюсов возбудител ; KQ - коэффициент выпр млени  выпр мител  дополнительног синхронного генератора; К-р - коэффициент выпр млени  выпр мител  возбудител ; i - передаточный коэффициент механической св зи между валами возбудител  и дополнительного синхронного ге . нератора.
2. 2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что выпр митель выполнен неуправл емым, причем между выводами фаз  корной обмотки дополнительного синхронного генератсэра и входом выпр мител  установлен управл емый ключ.
3. 3.Устройство по П.1, отличающее с   тем, что выпр митель выполнен управл емым, причем управл ющие электроды вентилей через дополнительно введенные разделительные диоды объединены и подключены через управл емый ключ к общей точке соединени  анодов управл емых вентилей .
4. 4.Устройство по пп.1-3, отличающеес  тем, что дополнительно введены сглаживающий фильтр, диод и переключатель с двум  выходными .выводами; двум  замыкающими и двум  размыкающими -контактами, при чем выходные выводы переключател  под-, ключены к выводам обмотки возбуждени  возбудител , размыкающие контакты соединены с выходом посто нного тока выпр мител , а замыкающие контакты через диод и сглаживающий фильтр подключены к выходам посто нного тока выпр мител .
5. 5. Устройство по пп. 1 и 4, о т личающеес  тем, что переключатель выполнен бесконтактным на п ти управл емых вентил х, причем аноды первого и второго управл емых вентилей объединены и соединены с плюсовым выводом выпр мител  дополнительного синхронного генератора, катоды третьего и четвертого управл емых вентилей объединены и соединены с минусовым выводом выпр мител  дополнительного синхронного генератора , катод первого управл емого вентил  подключен к одному из выводов обмотки возбуждени  возбудител  и одному из выходов сглаживающего фильтра , катод четвертого управл емого вентил  соединен с другим выводом обмотки возбуждени  возбудител  и .через п тыйуправл е у1ый вентиль св зан с другим выходом сглаживающего фильтра , один из входов которого соединен с катодом второго управл емого венти , а другой вход сглаживающего фильра подключен к аноду третьего управ емого вентил . Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 974544, кл. Н 02 Р 9/16, 1980.

   /д

   ФигЗ

   12