Електрична машина

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности, к синхронным двигателям со статическими системами возбуждения. Известна электрическая машина, содержащая статическую систему возбуждения, обмотка статора которой присоединена к преобразователю частоты (ПЧ), а обмотка возбуждения питается от отдельного выпрямителя [1]. Недостаток известной машины состоит в том, что ПЧ используется только во время пуска и простаивает во время дальнейшей работы машины. Известна электрическая машина со статической системой возбуждения, обмотка статора которой подключена к ПЧ. а обмотка возбуждения через контактные кольца присоединена к управляемому выпрямителю [2]. В машине осуществляется синхронный частотный пуск с одновременным питанием обмотки статора от ПЧ и обмотки возбуждения от выпрямителя. Недостаток известной машины заключается в том, что дорогостоящий ПЧ работает только в процессе пуска электрической машины и в дальнейшем, после завершения пуска не используется, что усложняет систему возбуждения. Известна также электрическая машина [З], для питания обмотки статора которой использован инвертор, соединенный с выпрямителем. Для сглаживания, пульсации выпрямленного тока между выпрямителем и инвертором включена индуктивность, при этом упомянутая индуктивность никак не связана с конструкцией электрической машины и представляет собой отдельный элемент. Устройством, наиболее близким по технической сущности к предложенному решению. является электрическая машина, у которой статическая система возбуждения содержит управляемый выпрямитель и инвертор, а обмотка возбуждения включена между ними [4]. В машине производится синхронный частотный пуск и при работе .машины обмотка возбуждения выполняет функцию сглаживающего фильтра, включенного между выпрямителем и инвертором. Недостаток известной машины состоит в том, что в рабочих режимах машины используются оба ПЧ: выпрямитель и инвертор. При выходе из строя одного из преобразователей, электрическая машина теряет возбуждение и должна быть отключена, что снижает надежность ее работы. Задачей, решаемой изобретением, является создание электрической машины, в которой обеспечивается отключение инвертора в рабочих режимах только от управляемого выпрямителя, что ведет к повышению надежности электрической машины, Поставленная задача решается тем, что в электрической машине, содержащей статорную обмотку, снабженную выводами для подключения к сэти, статическую систему возбуждения, составленную из управляемого выпрямителя, снабженного выводами переменного тока для подключения к сети, и инвертора, обмотку возбуждения, включенную между первыми выводами постоянного тока управляемого выпрямителя и инвертора, вторые выводы постоянного тока которых соединены между собой, согласно изобретению, введен выключатель с двумя группами размыкающих контактов и замыкающим контактом, каждый размыкающий контакт первой группы выключателя включен между соответствующими выводом переменного тока инвертора и фазным выводом статорной обмотки генератора, размыкающие контакты второй группы выключателя включены соответственно между вторыми выводами постоя иного тока'управляемого выпрямителя и инвертора, первым выводом инвертора и вторым выводом обмотки возбуждения, соединенным через замыкающий контакт выключателя со вторым выводом постоянного тока управляемого выпрямителя. В отличие от прототипа [4], в устройство введен выключатель с двумя группами размыкающих контактов и замыкающим контактом для обеспечения отключения инвертора в рабочих режимах и питания обмотки возбуждения только от управляемого выпрямителя, что повышает надежность работы, а также улучшает характеристики электрической машины при близких коротких замыканиях в се ти. Использование инвертора в качестве резервного источника питания обмотки возбуждения в случае повреждения выпрямителя при работе машины также повышает ее надежность. На чертеже схематично представлена электрическая машина. Электрическая машина содержит статорную обмотку 1, снабженную выводами 2 для подключения к сети через выключатель 3, статическую систему возбуждения, составленную из управляемого выпрямителя 4, снабженного выводами переменного тока 5 для подключения к сети, и инвертора 6, а также выключатель 7. Выключатель 7 имеет две гр уппы размыкающих контактов 8 и 9, 10 и замыкающий контакт 11. Каждый размыкающий контакт первой группы 8 выключателя 7 включен между соответствующим выводом переменного тока 12 инвертора 6 и фазным выводом 13 статорной обмотки 1 электрической машины. Обмотка возбуждения электрической машины 14 присоединена к контактным кольцам 15, 16. Первый вывод постоянного тока 17 управляемого выпрямителя 4 соединен со щеткой 18 кольца 15 первого вывода обмотки возбуждения 14, а щетка 19 кольца 16 второго вывода обмотки возбуждения 14 через размыкающий контакт второй группы 9 выключателя 7 присоединена к первому выводу постоянного тока 20 инвертора 6 и через замыкающий контакт 11 ко второму выводу постоянного тока 21 управляемого выпрямителя 4. Второй вывод постоянного тока 21 управляемого выпрямителя 4 соединен через размыкающий контакт второй группы 10 выключателя 7 со вторым выводом постоянного тока 22 инвертора 6. Устройство работает следующим образом. При пуске электрической машины контакты 8, 9 и 10 выключателя 7 замкнуты, а контакт 11 выключателя 7 разомкнут. При подаче питания на управляемый выпрямитель 4 по обмотке возбуждения 14 начинает протекать постоянный ток, а по обмотке статора 1 - переменный ток. С увеличением частоты на выходе 12 инвертора 6 растет частота тока в обмотке статора 1, и скорость вращения электрической машины увеличивается (система управления инвертором не показана). После достижения номинального значения скорости вращения машины или некотором превышении его, происходит замыкание контакта 11 и размыкание контактов 8, 9, 10. В результате обмотка возбуждения 14 оказывается переключенной к выпрямителю 4, постоянно питающему ее в рабочих режимах машины. При включении электрической машины, например, методом точной синхронизации, устройство точной синхронизации (на чертеже не показано) по достижении равенства амплитуды, частоты и фазы напряжения электрической машины и сети, включает выключатель 3, что обеспечивает переключение обмотки статора 1 к сети. При повреждении выпрямителя 4 во время работы машины, инвертор подключают к источнику переменного тока, например, питающему выпрямитель 4 (схема переключения не показана), переводят инвертор 6 в режим выпрямления, замыкают контакты 9, 10 и размыкают контакт 11, затем отключают выпрямитель 4 от источника переменного тока, щетки 18 и выводы 22 инвертора 6, после чего выпрямитель 4 может быть отремонтирован и введен обратно в работу.