SU803098A1 - Система возбуждени дл синхрон-НОй МАшиНы - Google Patents

Description

(54) СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах возбуждени  дл  синхронных электрических машин.

Известны системы возбуждени  дл  синхронных электрических машин, в которых питание обмотки возбуждени  осуществл етс  током, пропорциональным величине напр жени  и тока нагрузки генератора. Такие системы содержат трансформаторы тока и напр жени , которые через статический преобразователь подключены к обмотке возбуждени  1.

Недостатками этих систем  вл ютс  сложность регулировани , большой вес и габариты из-за большого количества вход ших в систему элементов.

Известны другие системы возбуждени  дл  синхронных электрических машин, в которых дл  повышени  экономических и энергетических показателей используетс  энерги  высших гармонических магнитного пол  электрической машины. Дл  вы влени  высших гармонических на  коре электрической машины совместно с основной обмоткой расположена дополнительна  обмотка, выполненна  с числом пар полюсов, пропорциональным номеру высшей гармонической. Эта обмотка через статический преобразователь подключена к обмотке возбуждени  генератора 2.

Недостатком известной системы возбуждени   вл етс  мала  величина тока и напр жени  дополнительной обмотки, а следовательно , и тока возбуждени  на холостом ходу и в области малых токов нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  система возбуждени  дл  синхронной машины, содержаща  на  коре основную и дополнительную многофазные обмотки, кажда  из которых соединена в звезду и снабжена нулевым выводом, статический преобразователь, к выходу посто нного тока которого подключена обмотка возбуждени  синхронной машины, а вход переменного тока подключен к фазным выводам дополнительной многофазной обмотке  кор  3.

Недостатками известного устройства  вл ютс  низкие компаундирующие свойства, технологическа  и конструктивна  сложность изготовлени  обмоток с различным числом полюсов, а также ограниченный диапазон регулировани  по току и напр жению дл  электрических машин с широким диапазоном из,енени  тока нагрузки.

Целью изобретени   вл ютс  повышение диапазона регулировани  и улучшение технико-экономических показателей.

Это достигаетс  тем, что дополнительно введены соединенные в мостовую многофазную группу нелинейные элементы и управл емый преобразователь, причем дополнительна  многофазна  обмотка  кор  смеш .ена относительно основной многофазной обмотки  кор  на 30 эл. град.,фазные выводы дополнительной многофазной обмотки  кор  соединены с фазными выводами основной многофазной обмотки  кор  через группу нелинейных элементов, вход переменного тока управл емого преобразовател  подключен между нулевыми выводами основной и дополнительной многофазных обмоток  кор , а выход посто нного тока управл емого преобразовател  соединен с обмоткой возбуждени . Группа нелинейны: ; элементов может быть выполнена на полупроводниковых диодах или составлена из частотных фильтров.

На чертеже приведена принципиальна  схема системы возбуждени  дл  сиьхронной электрической машины.

Система возбуждени  содержит :,01юлнительную трехфазную обмотку 1, имеющую фазовый сдвиг осей одноименных фаз по отношению к основной обмотке 2 на 30 эл. град., группу диодов 3, двухполупериодный полууправл емый однофазный преобразователь 4, группу управл емых вентилей 5, соединенные с обмоткой 6 возбуждени .

Напр жение третьей гармонической снимаетс  с нулевых выводов Ot и Oj обмоток 1 и 2, выводы которых подсоединены к группе диодов 3, образу  замкнутую электрическую цепь дл  тока третьей гармонической.

Переменное напр жение третьей гармонической подано на полууправл емый преобразователь 4, с помош,ью которого энерги  третьей гармонической пол  возбуждени  преобразуетс  в энергию посто нного тока, подаваемого в обмотку 6 синхронной машины.

Величина напр жени  третьей гармонической пропорциональна току нагрузки синхронной машины по основной частоте,поэтому выпр мленный ток преобразовател  4  вл етс  компаундируюшим. Часть тока возбуждени , пропорциональна  напр жению синхронной машины по основной частоте, подаетс  в обмотку возбуждени  по цепи, состо шей из группы управл емых вентилей (тиристоров) 5.

Трехфазные по основной частоте обмотки 1 и 2 дл  утроенной частоты представл ют собой однофазные обмотки с трем  параллельными ветв ми кажда , при этом сдвиг фазных напр жений утроенной частоты обмоток 1 и 2 составл ет 90 эл. град.

Система возбуждени  работает следующим образом.

Фазные напр жени  дополнительной обмотки 1 и основной обмотки 2 по частоте с первой гармонической магнитного пол  не

взаимодействуют, поскольку в их цепи наход тс  диоды, работающие по циклу двенадцатипульсной схемы. В то же врем  дл  фазных напр жений третьей гармоники обмоток 1 и 2 всегда существует несколько провод щих диодов, позвол ющих суммироватьс  упом нутым напр жени м с учетом фазового сдвига в 90 эл. град.

В режиме самовозбуждени  генератора с токовой нагрузкой, измен ющейс  от нул  до номинального значени , энерги  в обмотку 6 поступает по цепи, регулируемой тиристорами 5. Процесс самовозбуждени  развиваетс  за счет наличи  остаточного напр жени  генератора по основной частоте . Услови  развити , скорость нарастани  и устойчивость возбуждени  при этом характерны дл  известных систем самовозбуждени  по напр жению.

Иначе происходит возбуждение генератора (синхронной машины) с характерной токовой нагрузкой, типа т говой, т. е. такой , когда ток возбуждени  должен быть

обеспечен при очень низких значени х напр жени  и максимальных токовых нагрузках . В этом случае первоначальный импульс энергии в обмотку возбуждени  достигаетс  за счет посто нного источника, подключаемого к обмотке на врем , равное посто нной времени синхронного генератора с закороченными обмотками статора.

В дальнейшем ток возбуждени  обеспечиваетс  за счет энергии третьей гармоники магнитного пол  реакции обмотки 2 генератора .

По мере выхода генератора на более высокое напр жение управл емые тиристоры преобразовател  4 регулируютс  таким образом, чтобы в определенной точке гиперболической характеристики обеспечивалс  плавный перевод нагрузки на цепь тиристоров 5.

Практическа  безннерционность управлени  тиристорами обеспечивает быстродействие системы возбуждени , достаточное дл  генераторов с м гкими внешними характеристиками .

С небольшими изменени ми в законах управлени  тиристорами система возбуждени  может обеспечить работу синхронных двигателей, начина  от вт гивани  в синхронизм при номинальном токе нагрузки и конча  холостым ходом.

Изобретение может быть использовано и в тех случа х, когда функции основной и дополнительной обмоток несет на себе одна обмотка синхронной машины, выполненна  в виде двух трехфазных ветвей, смещенных одна относительно другой на 30 эл. град.

Claims (3)

Формула изобретения

1. Система возбуждения для синхронной машины, содержащая расположенные на якоре основную и дополнительную многофазные обмотки, каждая из которых соединена в звезду и снабжена нулевым выводом, статический преобразователь, к выходу постоянного тока которого подключена обмотка возбуждения синхронной машины, а вход переменного тока подключен к фазным выводам дополнительной многофазной обмотки якоря, отличающаяся тем, что, с целью повышения диапазона регулирования и улучшения технико-экономических показателей, дополнительно введены соединенные в мостовую многофазную группу нелинейные элементы и управляемый преобразователь, причем дополнительная многофазная обмотка якоря смещена относительно основной многофазной обмотки якоря на 30 эл. град., фазные выводы основной многофазной обмотки якоря соединены с фазными вывода- ми дополнительной многофазной обмотки якоря через группу нелинейных элементов, входы переменного тока управляемого преобразователя подключены между нулевыми выводами основной и дополнительной мно₅ гофазных обмоток якоря, а выход постоянного тока управляемого преобразователя соединен с обмоткой возбуждения.

2. Система 1, отличающаяся тем, что труп, па нелинейных элементов выполнена на полупроводниковых диодах.

ю

3. Система по π. 1, отличающаяся тем, что группа нелинейных элементов составлена из частотных фильтров.