Электропривод

О П И С А Н И Е1961095ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. Н 02 Р 9/12 Ъеудеротееииый комитет СССР по делам изебретеиий и открытий(71) Заявител Днепродзержинский ордена Трудового Красиндустриальный институт им. И.И,Арсеничева 54) ЭЛЕКТРОПРИВОД 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вэлектрическом приводе с синхроннымимашинам, применяемом во всех отраслях народного хозяйства, где требуется этот тип электрической машины.Известен электропривод с бес"контактной системой возбуждения синхронной машины от управляемого полупроводникового преобразователя на"пряжения, в которой гашение поля возбуждения синхронной машины достигается с помощью дополнительной обмот".ки, создающей встречное поле 13.Однако наличие дополнительнойобмотки и схемы ее питания усложняет электрический привод,Известен. другой электропривод сбесконтактной системой возбуждениясинхронного электродвигателя от ти- го,ристорного преобразователя напряжения, в котором гашение поля возбуж"дения достигается переводом тиристорного преобразователя в инверторныи режим, при котором в цепь обмотки возбуждения вводится встречная ЭДС, а пусковые режим и защита обмотки возбуждения от перенапряжений. в этих режимах достигается применением пускозщитной цепи, составленной из встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с разрядным резис" тором Г 23,Однако режим Форсированного гашения поля возбуждения в этом устройстве не может быть осуществлен при коротких замыканиях, сопровождающихся глубокой, посадкой напряжения или его исчезновением (из-за отсутствия коммутирующей ЭДС сети или значительного уменьшения ее величины).Кроме того, доведение тока возбуждения донулевого значейия при высоких остаточных ЭДС обмотки статора не устраняет протекания токов короткого замыкания в случае внут961095 40 45 50 55 ренних повреждений обмотки статора,Необходимость контроля наличия токав пускоэащитной цепи перед синхронизацией во избежание перегрева разрядного резистора током возбудителяснижает надежность схемы и усложняет ее,Наиболее близким техническим решением к изобретению является электропривод, содержащий синхронный элек.тродвигатель, преобразователь с управляемыми вентилями, выход которогосоединен с выводами обмотки возбуждения синхронного электродвигателя,группу разделительных диодов, анодыкоторых подключены к входу переменного тока преобразователя, а катоды. обьединены между собой, узел гашения поля возбуждения, выполненный ввиде последовательно соединенных между собой гасящего тиристора и кон"денсатора, один из выводов которогоподключен к катоду гасящего тиристо"ра, а свободный вывод соединен с плюсовым выводом преобразователя, диод,анод которого соединен с катодом гасящего тиристора, а катод через пус-.коэарядный резистор подключен к минусоеому выводу преобразователя, иблоки управления преобразователеми гасящим тиристором, связанные меж"ду собой и управляющими цепями тиристоров преобразователя и гасящего тиристора,Пусковые режимы и защита обмоткивозбуждения от перенапряжений в этихрежимах достигается применением пускоэащитной цепи, составленной извстречно-параллельно включенных тиристоров соединенных последовательнос разрядным резистором 3 1,Однако автономный источник отпирающего сигнала для управления гасящим тиристором усложняет эксплуатацию устройства.Кроме того, наличие пускозащитнойцепи усложняет устройство, снижаетего надежность и увеличивает потери при пуске.Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение электропривода.Поставленная цель достигается тем,что дополнительно введен конденсатор, один из выводов которого подключен к общей точке соединения катодов разделительных диодов, а, другой вывод с анодом гасящего тиристора и катодом диода. фКроме того, поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены зам кающий ключ.и токоограничиеающая цепь, включенные последовательно, между собой, причем свободныйвывод токоограничивающей цепи подключен к общей точке катодов разделительныхдиодов, свободный выводзамыкающего ключа соединен с управ О ляющим электродом гасящего тиристора, а управляющий вход замыкающегоключа связан с выходом блока управления гасящим тиристором.На чертеже представлена принципи альная схема электропривода.Обмотка 1 возбуждения синхронного электродвигателя подключена к выводам постоянного тока управляемогопреобразователя 2, к фазам перемен ного тока которого подключена группа дополнительных диодов 3, Общаяточка соединения диодов 3 через дополнительный формирующий конденсатор4 подключена к узлу гашения поля, 25 состоящему из коммутирующего конденсатора 5 и гасящего тиристора б,встречно-параллельно которому включен диод 7, катод которого черезпускоразрядный резистор 8 соединен смин. сом преобразователя 2, Управление преобразователем 2 производитсяот блока 9, имеющего функциональнуюсвязь с блоком 10 управления гасящимтиристором, Выход блока 10 соединенс управляющим входом замыкающегоключа 11, который одним из своих выводов соединен с управляющим электродом тиристора 6, а другим - черезтокоограничивающую цепь 12 с диодами 3. Электропри вод работает следующим образом.На время асинхронного запуска синхронного электродвигателя снимаются управляющие импульсы с управляемых вентилей преобразователя 2 блоком 9, а ключ 11 блока 10 замыкает цепь управления гасящим тиристором б. При подаче питающего напряжения на статор синхронного электродвигателя одна полуволна пускового тока от ЭДС обмотки возбуждения замыкается через пускоэарядный резистор 8, тиристор б, управляемый по цепи обмотки 1 возбуждения - резистор 8 - конденсатор 4 - токоограничивающая цепь 12 ключ 11 - управляющий переход тиристора 6 - конденсатор 5 - обмотка 1 возбуждения - и коммутирующий кон9610 фФормула изобретения денсатор 5, а другая - через коммутирующий конденсатор 5, зарядный ди-од 7 и резистор 8, обеспечивая предварительный заряд конденсатора 5,Кроме того, заряд конденсатора 5происходит при включении управляемого преобразователя 2 через диод 7 ирезистор 8. При достижении ротором подсинхронной скорости блок 10 ключом 11 сни.мает сигнал с гасящего тиристора 6, а блок 9 подает управляоцие импульсы на вентили преобразователя 2, что приводит к появлению тока в обмотке 1 возбуждения и втягивание двигателя в синхронизм, При этом конденсатор 4 .заряжается через разделительные диоды 3 ирезисторы 8 с указанной на чертеже полярностью напряжения.Выбором величины емкости конденсатора 5 и сопротивления резистора 8 оптимизируют пусковые режимы синхронного электродвигателя.Форсированное гашение магйитного поля достигается. следующим образом.Блоком 9 снимаются управляющие импульсыс преобразователя 2, а блок 10 замыкает ключ 11 в цепи управления гасящим тиристором 6, При замыкании ключа 11 на управляющий электрод гасящего тиристора б поступает отпирающий сигнал от предварительно заряженного конденсаторапо цепи: плюсовая обкладка конденсатора 4 - токоограничивающая цепь12 - ключ 11 - управляющий электродгасящего тиристора 6 - диод 7 - минусовая обкладка конденсатора 4. Происходит в ключение га сящего тири сто 46 ра 6, что приводит к запиранию катодной группы вентилей преобразователя 2 и форсированному снижению тока и контура, образованного обмоткой 1 возбуждения, вентилями анодной группы преобразователя 2 одним из раз 4 делительных диодов 3, конденсатором 4, тиристором б, конденсатором 5При достижении током нулевого значения в указанном контуре, перезаряженный коммутирующий конденсатор 5 запирает гасящий тиристор б и анодную группу вентилей преобразователя 2 и разряжается на обмотку 1 возбуждения через диод 7 и резистор 8, что приводит к изменению направленияИ тока в обмотке 1, сопровождающегося устранением остаточной ЭДС обмотки статора. Желаемая степень компенса 95 6ции остаточной ЭДС обмотки статора и .скорость затухания обратного тока в обмотке возбуждения достигается выбором сопротивления резистора 8. Желаемое быстродействие процесса гашения магнитного поля достигается выбором величины емкости конденсатора 4, которая может быть равна, больше или меньше емкости конденса" тора 5, т.е. емкость форсирующего конденсатора 4 лежит в пределах от 0,05 до 5 значений емкостей коммути- . рующего конденсатора 5.Остаточный заряд с конденсатора 4 снимают высокоомным резистором (0,5-5 кОм) путем шунтирования этого конденсатора.Таким образом, пусковые режимы синхронного электродвигателя обеспечиваются коммутирующим. конденсатором, встречно-параллельно включенными зарядным диодом и гасящим тиристором, что позволяет оптимизировать по быстродействию запуск двигателя за счет емкостной компенсации индуктивностей синхронной машины, форсированное гашение поля возбуждения достигается .колебательным разрядом коммутирующего конденсатора при введенИи в контур гашения встречного напряжения форсирующего конденсатора на обмотку возбуждения синхронного электродвигателя, а устранение остаточной ЭДС обмотки статора - путем обратного разряда коммутирующего конденсатора на обмотку возбуждения.Применение предлагаемой системы возбуждения позволяет упростить устройство, снизить величины динамического и термического значений токов короткого замыкания за счет сокращения времени гашения поля машины, что приводит к снижению стоимости, увеличению КПД и снижению массогабаритных показателей возбудительных устройств и коммутирующей аппаратуры. 1, Электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, преобразователь с управляемыми вентилями, выход которого соединен с выводами об" мотки возбуждения синхронного электродвигателя, группу разделительных диодов, аноды которых подключены к входу переменного тока преобразователя, а катоды обьединены между со961095 ВНИИПИ Заказ 7311/73 Тираж 721 Подписное филиал ПЯП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,бой, узел гашения поля возбуждения,выполненный в виде последовательносоединенных между собой гасящего тиристора и конденсатора, один иэ выводов которого подключен к катодугасящего тиристора, а другоф выводсоединен с плюсовым выводом преобразователя, диод, анод которого соединен с катодом гасящего тиристора,а катод через пускозарядный резисторподключен к минусовому выводу преобразователя, блоки управления преобразователем и гасящим тиристором,связанные между собой и управляющимицепями тиристоров преобразователя игасящего тиристора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения КПД и упрощения дополнительновведен конденсатор, один из выводовкоторого подключен к общей точкесоединения катодов разделительныхдиодов, а другой вывод соединен санодом гасящего тиристора и катодомдиода. 2, Электропривод по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, дополнительно введены замыкающий ключ и токоограничивающая цепь, соединенные последовательно между собой, при чем свободный вывод токоограничивающей цепи подключен к общей точке катодов разделительных диодов, свободный вывод замыкающего ключа соеди О нен с управляющим электродом гасящего тиристора, а управляющий вход замыкающего ключа связан с выходом блока управления гасящим тиристором. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент фРГ У 2005679,кл. 21 д 1, 19732, Соколов М.М. Автоматизирован2 о ный электропривод общепромышленныхмеханизмов, М., "Энергия", 1976,с, 391-393.3, Авторское свидетельство СССРй 650196, кл. Н 02 Р 9/12, 1976,