Пристрій для збудження синхронної машини

Сущность изобретения: устройство для возбуждения синхронных машин содержит тиристорный выпрямитель, блок импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, блок защиты и блок автоматического регулирования возбужде, ния. Новым в устройстве для аозбуждения Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для автоматического регулирования тока возбуждения синхронных электрических машин во всех отраслях народного хозяйства, где они используются. Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и качества регулировании. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для возбуждения синхронной машины, на фиг. 2 - схема одного канала блока импульсно-фазового управления и его связи с остальными узлами и элементами устройства, а на фиг. 3 - временные диаграммы на является выполнение суммирующего усилителя в виде операционного усилителя, охваченного цепью обратной связи, а формирователей импульсов управления на основе релаксационного генератора на однопереходном транзисторе оптопары, причем соединенные вместе первые выводы светодиодов каждой оптопары через резистор соединены с эмиттером регулирующего транзистора, база которого подключена к выходу операционного усилителя, а коллектор через обмотки трансформатора синхронизации соединен с вторыми выводами соответствующих светодиодов опгопяр. Выходы датчиков регулируемых параметров подключены к входу операционного усилителя и входам блока защиты, связанного своим выходом с шунтирующими элементами, включенными параллельно светоизяучающим диодам оптопар. 1 з. п. ф-лы, 3 ИГЇ. пряжений и токов на элементах устройства при его работе. Устройство для возбуждения синхронной машины (фиг. 1) включает в себя блок импульсно-фазового управления (БИФУ) 1, блок автоматического регулирования тока возбуждения 2, блок защиты 3 и управляемый тиристорный преобразователь 4, подкпюченный к обмотке возбуждения синхронной машины 5. БИФУ 1 содержит три идентичные схемы формирования импульсов управлений 6, 7 и 8, выходы каждой из которых соединены с управляющими электродами тиристоров 9,10 и 11 преобразователя 4. БИФУ 1 содержит также трансформатор синхронизации 12, первичные 00 1818Є77 обметки которого соединены треугольни• -- - —точные- звездой. Последователь13.14,15. Движки потенци**\ 17, 18 и резисторы к соответствующим с первым и вторым на третий «год блока защиты 3, подключается выэсинхроиного хода Входом датчика 35 напряжения статора синхронной машины служит выход разделительного трансформатора 38, з входом датсхемам 6, 7 и І чика 36 тока возбуждения является сигнал, схем {на фиг. 2 управления. КЕ> снимаемый с шунта 39. изображена тог гостоит из форУстройство работает следующим обраменого уси- tO зом. В рабочем оежиме на вторичных обмотках трансформатора синхронизации 12 представляет с. блока импульсно-фззового управления 1 погор. выполненный на являются фазные напряжения, сдвинутые транзисторе оптопарь* 22. Ширина импуль15 на 30 эл. град, по отношению к соответствуса мультивибратора определяется величиющим напряжениям, поступающим на аноной емкости 23. Усилитель выполнен на ды силовых тиристоров 9, 10 и 1 1 . транзисторе 24, нагруженном на импульсВременные диаграммы напряжений на аноный трансформатор 25. Выводы вторичной дах тиристоров приведены на фиг. 3 а. Фаобмотки трансформатора 25 подключены к зовый сдвиг обусловлен включением управляющему электроду тиристора 11. первичных обмоток трансформатора 12 по Импульсные трансформаторы схем формисхеме треугольника. Часть напряжения сорователей импульсов 6 и 7 подключены к ответствующей фазы с движков потенциоуправляющим электродам тиристоров 9 и 10 метров 13, 14, 15 через диоды 16, 17, 18 соответственно. 25 поступает на аноды светоизлучающих диоСветоизлучающий диод оптрона 22 дов оптопар, входящих в схемы 6, 7, 8 форшунтируется элементом 26, управляемым мирования импульсов управления. выходом блока защиты 3. Этот же выход Диаграммы токов, протекающих через свеблока защиты 3 управляет аналогичными тодисды, включенные в фазы А, В и С втоэлементами, шунтирующими выводы светоричной обмотки трансформатора 12, диодов в схемсУ формирования импульсов приведены на фмг. З б, в и г соответственно. Р 1*1 & качестае шунтрирующих элементов Работу скем формирования рассмотрим могут исггоіьзоеатьСй нормально открытые из примере схемы 8, включенной в фазу С контакты реле либо ключи, выполненные на (фиг. 2). Схемы Формирования 6 и 7 работабиполярных или МОП-транзисторах. Блок ют аналогично. защмть.' включает в себя таймер и пороговые элементы, входы которых являются входами Поскольку светодиоды являются элеблока защиты 3, а выходы подключены к ментами с выраженной нелинейностью, то р-ходу таймера, выходной сигнал таймера попри обратном смещении они не подсвечива•* "УХОД блока защиты. ются, а при прямом - не выдают выходного -мые вместе катоды светоизлусветового сигнала, если величин г тока смещения меньше некоторого порогового значения. При достижении положительной '•ровзния импульсов гволуволной тока синхронизации, поступающего на анодсветодиода, этого порога, свеЗіьСТОру, СОЄД 'У тодиод загорается и включает рующеготрак.,.. .VJ^2b{$w. 1). Коллектор фототраизистор оптопары 22, входяший в транзистора 28 связан с общей точкой соесхему одн оста бильно го мультивибратора. динения вторичных обмоток трансформатоПоследний генерирует импульс, поступаюра синхронизации 12. База транзистора щий на усилитель, содержащий транзистор подключена к выходу операционного усили24 и импульсный трансформатор 25. С втотеля 29, охваченного цепочкой обратной rwmo$ обмоткея трансформатора импульс связи 30, обеспечивающей требуемый закон регулирования. Входом уемпштвпя явл*- гюдзется на управляющий электрод тирие" ' пирующая цепь, составляемая г . м и 31,32 и 33, причем резистор 31 ка управляющих к потенциометру 34, задающему электродах тиристоров 9,10 и 11 приведены тока возбуждения синхронной марезистор 32 связан с выходом датчи/льса, т. е. его положение относительно < г- -выходомдатчика36токавозбужеделяется тоs. Выходы датчиков 35 w 36 соединены 1818677 ном процесс протекает энлпотчно выше этого тока зависит от степени открытия реописанному. В случае появлении короткого гулирующею транзистора 28, входящею в замыкания в цепи ротора синхронной маблок регулирования 2. Транзистор 28 совместно с операционным усилителем 29 обра- 5 шины выходной сигнал датчика 36 тока ротора вызывает срабатывание порогового зуют преобразователь напряжения в ток. элемента в блоке защиты 3, который, минуя Изменения напряжения на входе операцитаймер, включает шунтирующие элементы онного усилителя преобразуются в измене26 в схемах формирования импульсов упния тока через светоизлучающие диоды. В качестве примера на фиг. З б показаны пун- 10 равления 6, 7 и 8. Подача импульсов на управляющие электроды тиристоров ктиром различные величины амплитуд попреобразователя А блокируется и возбудиложительной полуволны тока тель отключается. синхронизации, протекающего через светоизлучающие диоды оптронов. Величина тоЗаявляемое устройство для возбуждека tnop. соответствующая порогу 15 ния синхронной машины благодаря введесрабатывания оптронов, изображена на нию операционного усилителя с большим фиг. З б, в и г прямой линией, параллельной коэффициентом усиления в контур автомаоси абсцисс. Импульсы управления генеритического регулирования позволяет повыруются в моменты пересечения этой линии сить точность и стабильность полуволной токз синхронизации. На фиг. 3 20 регулирования тока возбуждения, а также б точками 1, 2 и 3 указаны моменты генераболее просто, чем в известном устройстве, ции импульсов для различных амплитуд осуществлять заданные законы регулироваполуволн тока, ния путем выбора обратной связи и подключения выходов необходимых датчиков с Требуемая величина тока возбуждения задается потенциометром 34 При измене- 25 соответствующей полярностью к сумматору операционного усилителя. нии какого-нибудь контролируемого параметра, например, уменьшении тока ротора, Использование в заявляемом устройствыходной сигнал датчика тока 36. поступаве оптронных пар, светодиоды которых зающий на вход блока автоматического регудействованы в схеме регулирования, а лирования 2, вызывает дополнительное транзисторы - в схемах формирования имоткрывание транзистора 28. Токи через све- 30 пульсов управления тиристорами,приводит тоизлучающие диоды оптопар 22 увеличивак упрощению этих схем, а также обеспечиются, момент генерации импульсов вает их электрическую развязку, что повыуправления тиристорами преобразователя шает надежность устройства ДЛИ наступает раньше (смещается из т. 2 на фиг. возбуждения. З б, в т, 1), а ток возбуждения увеличивается. 35 Введение элементов, шунтирующих Аналогично происходит регулирование по светодиоды оптронов, обеспечивает в даннапряжению статора машины. ном устройстве простую и надежную блокиОднако при возникновении аварийной ровку импульсов тиристорами при ситуации, например при падении напряжевозникновении аварийной ситуации. ния на статоре ниже некоторого заданного 40 Форму; а изобретения уровня, выходной сигнал датчика 35 перево-Т. Устройство для возбуждения синхдит возбудитель в режим форсирования торонной машины, содержащее тиристорний ка ротора, а в блоке защиты 3 вызывает выпрямитель, выход которого подключен к срабатывание порогового элемента, запуобмотке возбуждения синхронной машины, скающего таймер. Если по истечении уста- 45 блок импульсно-фазового управления тириновленного времени напряжение на сторным выпрямителем, выполненным в вистаторе не восстановится, таймер иницииде регулирующего транзистора, резистора, рует выходной сигнал блока защиты 3, котосинхронизирующего трансформатора, перрый вызывает срабатывание элементов 26, вые выводы соответствующих фаз выходной шунтирующих светоизлучающие диоды оп- 50 обмотки которого соединены с одним из вытопар 22 блоков формирования импульсов водов соответствующих диодов, и формироб, 7 и 8. Генерация импульсов прекращается вателя импульсов управления в каждом и возбудитель отключается. Восстановлеканале, суммирующий усилитель, входами ние номинального напряжения на статоре подключенный к выходам задатчика величисинхронной машины до истечения установ- 55 ны тока возбуждения, датчиков напряжения ленного времени вызывает сброс таймера и статора и тока возбуждения синхронной маотключение возбудителя не происходит. шины, от л ича ю щ е е с я тем, что, с целью Возникновение асинхронного хода вызываупрощения, повышения надежности и качеет запуск таймера по сигналу датчика 37. но ства регулирования, суммирующий усилис меньшим временем выдержки. В остальтель выполнен в виде операционного 1818677 8 усилителя, охваченного цепью обратной 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щеесвязи, а каждый формирователь импульсов с я тем, что введен блок защиты, датчик управления выполнен на основе релаксациасинхронного хода и коммутирующие элеонного генератора на однопереходном фоменты по числу каналов блока импульснототранзисторе оптопары, светодиод 5 фазового управления, подключенные которой первым выводом соединен с друпараллельно светодиодэм оптопар указангим выводом соответствующего диода, а ного блока, при этом входы блока защиты вторым - с первым выводом резистора, втоподключены к выходам датчиков асинхронрым выводом соединенного с эмиттером реного хода, напряжения статора и тока возгулирующего транзистора, коллектор 10 буждения синхронной машины, а его выход которого подключен к объединенным вто- к управляющим входам коммутирующих рым выводам фаз выходной обмотки синхэлементов. ронизирующего трансформатора, а база - к выходу операционного усилителя. А к Ь с Фиг 2 8 Д В С 1818677 •m Редактор Составитель Т.Коробцов Техред М .Моргентал Корректор Заказ 1941 Тираж Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,