Система возбуждения для электрической машины

(61) Дополнительное к авт. свид-ву Й 942233 (22) Заявлено 25,04. 79 (21) 2750705/24-07 с присоединением заявки РЙ -ве делам нэееретеннй н открытейОпубликовано 30.11.82, Бюллетень 44 Дата опубликования описания 30.11.82го ения - упжности,ль достигозбуждени тся тем,для элект. 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования тока возбуждения электрических машин, преимущественно для электрических машин транспортных средств.5По основному авт. св. 11 942233 известна система возбуждения для электрической машины, которая содержит главный генератор и подвозбудитель,о расположенные на общем валу. Якорная обмотка главного генератора подключена к нагрузке через выпрямитель, а его обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой возбуждения подвозбудителя через регулятор тока возбуждения, вход которого соединен с якорными обмотками подвозбудителя 1 3.Недостатком известной системы возбуждения является сложность, вызванная тем, что для размагничивания обмотки возбуждения главного генератора необходимо иметь дополнительный выпрямитель, включенный встречно с источником возбуждения, причем для обеспечения возможности протекания обратного тока диоды выпрямителя обычно шунтируются резисторами.Введение дополнительных резисторов, шунтирующих выпрямитель, приводит к увеличению рассеиваемой на возбуждение генератора в тормозном режиме мощности, а также сопряжено с опоеделенными сложностями по размещению дополнительных мощных резисторов на транспортном обьекте, особенно на грузовом автомобиле и т.Использование шунтирующих транзисторов с соответствующей схемойуправления значительно усложняет систему возбуждения и снижает ее надежность.. Цель изобрет рощение и повышение надеУказанная це ае что в систему в я3 97830 рической машины введен токоограничивающий резистор, включенный между вторым выводом обмотки возбуждения главного генератора и вторым выводом источника подвозбуждения.Кроме того., в систему возбуждения вводится управляемый ключ, включенный между токоограничивающим резистором и вторым выводом источника подвозбуждения.1 ЕУправляемый ключ выполнен на полупроводниковых приборахПричем управляемый ключ может быть выполнен в виде однотиристорно-,го прерывателя постоянного тока, или в виде вентилей, соединенных между собой, точка . соединения которыхподключена к обмотке возбужденияглавного генератора.Управляемый ключ может быть выполнен и кбнтактным.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема системы возбуждения для электрической машины;на фиг. 2 и 3 - варианты подключе.-ния обмоток возбуждения к источнику подвозбуждения.Система возбуждения для электрической машины содержит главныйгенератор 1 (фиг. 1) и подвозбудитель 2, расположенные на одном валу, Якорная обмотка 3 главного ге-,нератора подключена к нагрузке, например через выпрямитель 4.Обмот-ка 5,возбуждения главного генератора включена последовательно с обмоткой 6 возбуждения подвозбудителячерез регулятор 7 тока возбужде. ния, вход которого соединен с якорными обмотками 8 подвозбудителя.Регулятор 7 тока возбуждения в случае применения в качестве подвозбудителя синхронной машины выполненв виде управляемого выпрямителя, квыходу которого подключен шунтирующий диод 9. В цепь обмоток возбуждения включены токоограничивающие резисторы 10 и 11. Последовательно с резистором 11 включен управляемый ключ 12, предназначенный для размыкания цепи размагничива.Яния полюсов главного генератора 1. Управление ключом 12 производится от датчика 13 постоянного тока и датчика 14 постоянного напря. жения через блок 15 управления в тормозном режиме.В случае использования в качестве. источника подвозбуждения элект 9 . арицеской машины постоянного .тока или аккумуляторной батареи бескойтактный ключ 12 состоит из тиристора 16 (фиг. 2), анод которого соединен со средней точкой коммутирующего дросселя 17, включенного последовательно с одним из выводов коммутирующего конденсатора 18, с другим выводом которого соединен катод. тиристора 16, Диод 19 включается последовательно в общую цепь ключа 12.При использовании в качестве источника подвозбуждения машины переменного тока с выпрямителем 20, последний подключен по переменному току к тиристораи 21, на базе которых выполнен ключ 12, Тиристоры 21 для улуцшения возможности выключения дополняется коммутирующим 22 и подза 1 рядным 23 тиристорами, а также С- контуром коммутации.Система возбуждения работает следующим образом.При переходе в режим торможения регулятор. тока возбуждения (РТВ) запирается, ток возбуждения в цепи обмотки 5 спадает, включается .ключ 12 и эа счет протекания тока размагничивания остаточное напряжение на зажимах главного генератора снижается до нуля (или пренебрежимо малой величины). В это время производятся необходимые переключения в силовой схеме и к выходу постоянного тока главного генератора подключаются соответственно соединенные между собой обмотки возбуждения тяговых двигателей.При недостаточно большой величине сопротивления токоограничивающего резистора.,11, ключ 12 может находиться во включенном состоянии лищь до тех пор, пока напряжение на выходе главного генератора (датчик 14 напряжения) или ток (через датчик 13 тока) не станут равными нулю (или близкими нулю). После этого во избежание перемагничивания системы возбуждения главного генератора, ключ 12 должен быть включен. Повторное включение ключа 12 должно производиться в случае, если в процессе регулирования тока возбуждения в тормозном режиме значение тока на выходе (через датчик 13) больше значения уставки, подаваемой на блок 15 управления и при запертом РТВ более не снижается.5 97031При выполнении подвозбудителя ввиде источника постоянного тока ипри выполнении ключа 12 (фиг. 2),токоограничивающий резистор 11 может.отсутствовать. 3В случае, если источник подвозбуждения И является источником переменного тока (фиг, 3), необходимо включать выпрямитель 20, которыйможет быть выполнен по нулевой или 10.мостовой схеме, В последнем случаеон содержит анодную и катодную группы диодов в количестве, соответствующем числу фаз источника Ц,в,К моменту подключения обмоток возбуждения тягового двигателя к главному генератору напряжения на еговыходеравно нулю, что контролируется датчиком 14 напряжения, кото рый при снижении напряжения до нуля 20запирает ключ 12. а при повышениинапряжения свыше минимального значения У .вновь включает ключ 12.Поэтому в интервале времени, покацепь выхода главного генератора Иостается разомкнутой, возможен режим работы ключа 12, при которомон находится во включенном или выключенном состоянии .После подключения обмоток воз- звбуждения тягового двигателя в цепичерез датчик тока начинает протекать ток Зв . Если этот ток большеуставки, то при выключенном РТВ, включается ключ 12. При снижениитока 3 в, ниже значения тока устанкиключ 12 запирается . Дальнейшее уве"личение тока Ззддостигается импульсным включением РТВ, пока значениетока ЗВне превысит значение вставки. После этого регулятор 7 токавозбуждения запирается, и с некоторой выдержкой времени, если ток через датчик 31 не снизится до значе"ния тока уставки, вновь включаетсяключ 12. Таким образом, в диапазонеочень малых токов возбуждения главного генератора, необходимых приэлектрическом торможении тяговогодвигателя, возможно плавное регули.ровайие возбуждения главного генератора как в сторону увеличения, таки в сторону снижения тока 38 до нуля.Систему возбуждения главного генератора в тормозном режиме можнозначительно упростить, если выбратьзначение активного сопротивления токоограничивающего резистора 11 таким 09 6образом, чтобы ток, протекающий пообмот ке 5 возбуждения, р азмаг ни чи валсистему возбуждения главного генератора до нуля или до величины, близкойк нулю во всех режимах работы. В этомслучае, если значение активного сопротивления резистора 11 в три и болеераз больше активного сопротивленияобмотки 5 возбуждения, ключ 12 может оставаться включенным и при отпирании РТВ 7 в течение всего тормозного режима работы главного генератора. Поэтому инерционность ключа 12делается несущественной, и он можетбыть заменен на контактный. В качестве ключа 12 могут быть использованылюбые свободные контакты реле тормозного режима, блокировочные контактыконтроллера для режима торможенияили контактора тормозного режима.При этом датчики 13 и 14 и блок 15управления для осуществления тормозного режима не нужны,Если для данного генератора токразмагничивания системы возбуждения весьма мал и значение. сопротив 14ления резистора 11 в 10-15 раз иболее превышает активное сопротивление обмотки 5 возбуждения, ключ 12может отсутствовать. Тогда и в тяговом, и в тормозном режимах работы главный генератор будет работать от нулевого начального напряжения. В этом случае. датчики 13 ии блок 15 управления в тормозномрежиме использоваться не будут.Таким образом,в, предлагаемойсистеме возбуждения не используются дополнительные резисторы в цепяхобмоток возбуждения тягового двигателя или в цепи возбуждения главного, генератора и высоковольтные разделительные подключающие контакторы,Это упрощает размещение электрооборудования на подвижном транспортном устройстве и повышает надежность системы возбуждения, особенно в условиях работы на автономной транспортной машине при повышенНой загрязненности и запыленности,при тряске, вибрации и ударах,формула изобретения1. Система возбуждения для электрической машины по авт. св. и". 942233, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и упро 978309щения, система возбуждения снабжена токоограничивающим резистором,включенным между вторым выводом обмотки возбуждения и вторымвыводом,источника подвозбуждения,2. Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в нее дополнительно введен управляемый ключ,включенный между токоограничивающимрезистором и вторым выводом источника подвозбуждения.3. Система по п.2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что управляемыйключ выполнен на полупроводниковыхприборах,Система по и. 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что управляемый.ключ выполнен в виде однотиристорногопрерывателя постоянного тока.5. Система по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что управляемый ключ 3 выполнен на вентилях, соединенныхмежду собой, точка соединения которыхподключена к обмотке возбуждения главного генератора,1 а6. Система по и, 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что управляемый ключ выполнен контактным,Источники информации,И принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 912233, кл . Н 02 Р 9/ 11,"Патент", г. Ужгород,фили ек Тираж 721ИПИ Государственного кпо делам изобретений035, Москва, Ж, Рау Под пи с ноемитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5