Пристрій гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення

Реферат: Пристрій для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення містить комутаційний апарат, включений послідовно з джерелом живлення і обмоткою збудження, а також підключений паралельно обмотці збудження ланцюг, що складається з послідовно включених активного опору і ланцюга, який містить паралельні зустрічно включені два тиристора або тиристор і діод. Пристрій також містить ланцюг з низьким опором у вигляді або підключеного паралельно обмотці збудження ланцюга, що містить керований ключ, або підключеного паралельно активному опору ланцюга, що містить послідовно включені діод або тиристор і конденсатор, паралельно якому підключений розрядний резистор. UA 99548 C2 (12) UA 99548 C2 UA 99548 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується галузі електротехніки, а саме систем збудження синхронних машин, і може бути використаний для гасіння магнітного поля обмотки збудження синхронних машин, при її відмиканні від джерела живлення. Відомий пристрій для гасіння магнітного поля обмотки збудження синхронних машин при їх відмиканні від джерела живлення - автомат гасіння поля, що містить автоматичний вимикач з дугогасильною решіткою, включений послідовно з обмоткою збудження [Брон О.Б. Автоматы гашения магнитного поля. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961, -Библиотека по автоматике, Вып. 34), С. 33]. Недоліком відомого пристрою є його складність і висока вартість. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, вибраним за прототип, є пристрій для гасіння магнітного поля, що містить автоматичний вимикач, включений послідовно з обмоткою збудження, а також підключений паралельно обмотці збудження ланцюг, що складається з послідовно включених активного опору і комутатора, який містить два паралельних зустрічно включених тиристора [RU 2282925 СІ, МПК(2006.01) Н02Н 7/09, Н02Р 9/14, оп. 27.08.2006]. Відомий пристрій забезпечує ефективне гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження від джерела живлення, однак, недоліком відомого пристрою є те, що при розсіюванні енергії обмотки збудження на активному опорі значна її частина розсіюється на автоматичному вимикачі, що призводить до утворення дуги на його контактах, а це зумовлює його швидке зношування і вимагає застосування спеціалізованого комутаційного апарата зі складними пристроями дуго гасіння який має високу вартість. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення, в якому шляхом введення додаткових елементів забезпечується усунення утворення дуги на контактах комутаційного апарата при їх розмиканні, що призводить до можливості застосування звичайного комутаційного апарата без підвищених комутаційних властивостей при ефективному гасінні магнітного поля. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення, що містить комутаційний апарат, включений послідовно з джерелом живлення і обмоткою збудження, а також підключений паралельно обмотці збудження ланцюг, що складається з послідовно включених активного лінійного опору і ланцюга, який містить паралельні зустрічно включені два тиристора або тиристор і діод, згідно з винаходом новим є те, що пристрій містить ланцюг з низьким опором у вигляді або підключеного паралельно обмотці збудження ланцюга, що містить керований ключ, або підключеного паралельно активному опору ланцюга, що містить послідовно включені діод або тиристор І ємнісний елемент, переважно поляризований конденсатор, при цьому паралельно ємнісному елементу підключений розрядний резистор. Між сукупністю суттєвих ознак пристрою, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Уведення додаткових елементів, а саме, ланцюга з низьким опором у вигляді або підключеного паралельно обмотці збудження ланцюга, що містить керований ключ, або підключеного паралельно активному опору ланцюга, що містить послідовно включені діод або тиристор і ємнісний елемент, переважно поляризований конденсатор, у сукупності з відомими ознаками пристрою, що заявляється, забезпечує перехід у початковий момент відключення частини енергії магнітного поля обмотки збудження у ключ або конденсатор, внаслідок чого напруга на контактах комутаційного апарата на деякий час залишається низькою та дуга не встигає утворитися. В результаті досягаєтьсяможливість застосування як вимикача звичайного комутаційного апарата при ефективному гасінні магнітного поля. Підключення паралельно ємнісному елементу розрядного резистора дозволяє розсіювати накопичену у конденсаторі енергію. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена функціональна схема пристрою для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення у випадку використання ланцюга з керованим ключем; на фіг. 2 - схема у випадку використання ланцюга з ємнісним елементом; на фіг. 3 графік зростання напруги на комутаційному апараті при розмиканні його контактів у схемі з ланцюгом, що містить керований ключ; на фіг. 4 - графік зростання напруги на комутаційному апараті при розмиканні його контактів у схемі з ланцюгом, що містить ємнісний елемент; на фіг. 5 - графік зростання напруги на комутаційному апараті при розмиканні його контактів при відсутності пристрою, що заявляється. 1 UA 99548 C2 5 10 15 20 25 30 35 Пристрій для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення (фіг. 1) містить комутаційний апарат 1, включений послідовно з джерелом живлення 2 і обмоткою збудження 3, а також підключений паралельно обмотці збудження 3 ланцюг, що складається з послідовно включених активного лінійного опору 4 і ланцюга, який містить паралельні зустрічно включені два тиристора 5, 6 або тиристор 5 і діод 6. Пристрій також містить ланцюг з низьким опором у вигляді або підключеного паралельно обмотці збудження 3 ланцюга, що містить керований ключ 7 (фіг. 1), або підключеного паралельно активному опору 4 ланцюга, що містить послідовно включені діод або тиристор 8 і ємнісний елемент, переважно поляризований конденсатор 9 (фіг. 2). Тиристор 5 та тиристор або діод 6 і опір 4 є типовим схемотехнічним рішенням для обмоток збудження синхронних машин і використовуються при їх пуску. Керовані блоком управління (на схемі не показаний) ключ - тиристор 8 застосовують у випадку необхідності захисту конденсатора 9 при великій пусковій напрузі на обмотці збудження. Паралельно конденсатору 9 підключений розрядний резистор 10. Пристрій для гасіння магнітного поля працює таким чином. У сталому режимі роботи комутаційний апарат 1 включений і на обмотку збудження 3 поступає постійна напруга з джерела живлення 2. У момент відключення комутаційного апарату 1 полярність на обмотці збудження 3 змінюється на протилежну за рахунок ЕРС самоіндукції. При цьому зворотна напруга за абсолютним значенням може в декілька разів перевищувати напругу джерела живлення 2, а максимальне значення напруги ЕРС самоіндукції досягається у початковий момент комутації. У цей момент відкриваються діоди або керовані блоком управління тиристори 6 і 8 і починає заряджатися конденсатор 9 або відкривається ключ 7. У разі застосування керованих елементів 6 і 8 чи ключа 7 критерієм для початку їх відкривання може бути як напруга, що з'являється на контактах комутаційного апарату 1, так і зміна полярності напруги на обмотці збудження 3. Внаслідок того, що у початковий момент часу струм обмотки збудження замкнений через ключ з низьким опором 7 або через ланцюг з низьким опором 6, 8, 9, напруга на контактах комутаційного апарату 1 у першому випадку тримається деякий час на практично нульовому значенні (фіг. 3), а у другому випадку - наростає плавно, без стрибків (фіг. 4), і в обох випадках на його контактах, що розмикаються, не встигає утворюватися дуга. Після повного розмикання контактів апарату 1 ключ 7 відкривається або конденсатор 9 заряджується, після чого енергія магнітного поля обмотки збудження 3 розсіюється на пусковому опорі 4, а енергія, накопичена у конденсаторі 9, розсіюється на резисторі 10. Таким чином досягається можливість застосування як вимикача звичайного комутаційного апарату при ефективному гасінні магнітного поля. У даному варіанті схеми гасіння поля відбувається автоматично при будь-якому розриві ланцюга між даною схемою і джерелом живлення 2. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 Пристрій для гасіння магнітного поля при відключенні обмотки збудження синхронної машини від джерела живлення, що містить комутаційний апарат, включений послідовно з джерелом живлення і обмоткою збудження, а також підключений паралельно обмотці збудження ланцюг, що складається з послідовно включених активного лінійного опору і ланцюга, який містить паралельні зустрічно включені два тиристори або тиристор і діод, який відрізняється тим, що містить ланцюг з низьким опором у вигляді або підключеного паралельно обмотці збудження ланцюга, що містить керований ключ, або підключеного паралельно активному опору ланцюга, що містить послідовно включені діод або тиристор і ємнісний елемент, переважно поляризований конденсатор, при цьому паралельно ємнісному елементу підключений розрядний резистор. 2 UA 99548 C2 3 UA 99548 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4