ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ


RU (11) 2041557 (13) C1

(51) 6 H02P5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5042363/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.05.18 
(45) Опубликовано: 1995.08.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Электроприводы унифицированные трехфазные серии ЭПУ 1. Каталог 08.41.11-85. Информэлектро, 1985, фиг.1. 
(71) Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 
(72) Автор(ы): Иванов А.Г.; Михайлов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Использование: может быть использовано в автоматизированном электроприводе. Сущность: для упрощения и повышения надежности источник питания обмотки возбуждения электрической машины содержит диодно-тиристорный преобразователь, выход которого соединен с обмоткой возбуждения электрической машины, устройство управления тиристорами и устройство защиты от обрыва тока возбуждения, включающее пороговый элемент. Параллельно тиристору преобразователя подключены обмотка возбуждения и через резистор входная цепь оптотранзистора, выходная цепь которого подсоединена параллельно конденсатору интегратора. Вход интегратора соединен с источником напряжения, а его выход с пороговым элементом. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается автоматизированного электропривода.

Известен источник питания обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока, используемый в тиристорном электроприводе, содержащий тиристорный регулятор скорости двигателя с вышеуказанным регулируемым источником питания обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока. В состав источника питания обмотки возбуждения входит тиристорно-диодный регулятор напряжения, система управления тиристорами, трансформатор тока, выпрямитель, усилитель и пороговый элемент, подключенные к источникам напряжения. При исчезновении тока в обмотке возбуждения срабатывает пороговый элемент и с его выхода сигнал поступает в систему защиты электропривода на его отключение.

Недостаток необходимость сложного возбудителя и трансформатора тока, удорожающих устройство и снижающих его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является источник питания обмотки возбуждения, используемый в электроприводе ЭПУ1 [1]

Источник питания обмотки возбуждения состоит из двух диодов 1 и двух тиристоров 2. Обмотка возбуждения 3 машины подключена на выход тиристорно-диодного преобразователя. Управление тиристорами осуществляется от системы 4 управления. Защита от аварийного режима обрыва тока возбуждения (при котором двигатель "идет в разнос", набирая недопустимо большую скорость вращения) выполнена при помощи устройства 5 защиты на базе трансформатора 19 тока, выпрямителя 20, усилителя 21 с апериодическим фильтром и порогового элемента 11.

При обрыве в цепи обмотки 3 возбуждения или отключении от питающей сети источника питания обмотки возбуждения в трансформаторе 19 тока исчезает сигнал, в результате на выходе порогового элемента 11 исчезает сигнал, что приводит к отключению системы защиты электропривода и остановке двигателя.

Недостаток относительно сложный диодно-тиристорный преобразователь и наличие моточного изделия-трансформатора тока, удорожающих и снижающих надежность устройства в целом.

Цель изобретения упрощение и повышение надежности устройства.

Достигается это тем, что в источник питания обмотки возбуждения электрической машины, содержащий диодно-тиристорный преобразователь, выход которого соединен с обмоткой возбуждения электрической машины, устройство управления тиристорами и устройство защиты от обрыва тока возбуждения, содержащее пороговый элемент, дополнительно введены оптотранзистор, резистор, интегратор и источник напряжения, при этом параллельно тиристору преобразователя подключены обмотка возбуждения и через резистор входная цепь оптотранзистора, выходная цепь которого подсоединена параллельно конденсатору интегратора, вход интегратора соединен с источником напряжения, а его выход с пороговым элементом.

Сущность изобретения заключается в том, что упрощение и повышение надежности достигается за счет оригинальной схемы соединения устройства, содержащей диоды и тиристор, параллельно которому включены обмотка возбуждения и через резистор входная цепь оптотранзистора, выходная цепь которого подключена к конденсатору интегратора, его вход соединен с источником питания, а выход с пороговым элементом. Это позволяет исключить моточное изделие трансформатор тока и выпрямитель, упрощает диодно-тиристорный преобразователь источника питания и повышает надежность.

На фиг. 2 схема предлагаемого источника обмотки возбуждения электрической машины, где 1 диоды; 2 тиристор, 3 обмотка возбуждения электрической машины; 4 система управления тиристорами; 5 устройство защиты от обрыва тока в обмотке возбуждения; 6 оптотранзистор; 7 резистор;8 конденсатор интегратора; 9 интегратор; 10 источник питания; 11 пороговый элемент; 12, 13, 17, 18 резисторы; 14 конденсатор; 15 стабилитрон; 16 динистор; U0, U1, U2 сигналы соответственно источника питания, выхода интегратора, порогового элемента.

Диоды 1 и тиристор 2 образуют преобразователь.

На фиг. 3 приведены диаграмма напряжения U на обмотке 3 возбуждения, ток i в обмотке возбуждения; Uса, Uсв соответствующие линейные напряжения между фазами СА и СВ; о циклическая частота питающей сети.

В предлагаемом устройстве диоды 1 преобразователя соединены с тиристором 2, параллельно которому подключена обмотка 3 возбуждения электрической машины, управляющие электроды тиристора 2 подсоединены к системе 4 управления тиристором, параллельно последнему подключено устройство 5 защиты от обрыва тока в обмотке возбуждения при помощи оптотранзистора 6 через резистор 7, при этом выход оптотранзистора 6 подключен к конденсатору 8 интегратора 9, вход которого соединен с источником 10 питания, а выход с пороговым элементом 11; устройство 4 через резисторы 12 и 13 и конденсатор 14 подключено к обмотке 3 возбуждения, параллельно резистору 13 и конденсатору 14 включен стабилитрон 15, а конденсатор 14 через динистор 16 и резисторы 17, 18 соединен с цепью управления тиpистора 2.

Устройство работает следующим образом.

На фиг. 2 приведен вариант 3-фазного источника питания обмотки возбуждения. Возможен также и вариант 2-фазного источника питания, тогда в этом случае вместо двух диодов 1 следует подключить к сети один диод (работают, например, фазы А и С).

Рассмотрим работу 3-фазного устройства. Если принять за угол регулирования диодно-тиристорного преобразователя

bc o(t2-t1), (1) то максимальное и минимальное выпрямленное напряжение на обмотке возбуждения равно:

a) Udмакс= 2Umsinotd(ot) cosot -0,68U

где 0 ot , Um= U б) Udмин= Udмакс- 2Umsind Udмакс+0,23U -0,45U

где 0 

U, Um соответственно действующее и амплитудное значение сетевого линейного напряжения.

Например, при U 380В имеем Udмакс260В, Udмин 170В. Аналогично можно показать, что для двухфазной схемы (диод из фазы В исключается) соответственно получим

Udмакс 0,45U, Udмин 0.

Регулируется угол включения тиристора 2, имеем Udмин Ud Udмакс (4) Такой источник питания при подключении к сети 380В на три фазы или две фазы позволяет получать стандартные напряжения питания обмотки возбуждения, например, 220В и 110В.

Управление углом регулирования осуществляется при помощи системы 4. Основу 4 составляет фазосмещающая RC-цепь (12, 13, 14). При достижении на конденсаторе 14 уровня напряжения пробоя динистора 16, на управляющий переход тиристора поступает запускающий импульс, включающий тиристор. Меняя величину резистора 13, изменяется угол и величина напряжения Ud.

При нормальной работе устройства с углом регулирования и отсутствии обрыва тока в обмотке возбуждения имеем диаграмму напряжения U и тока i (фиг. 3). В диаграмме напряжения имеются участки отрицательной, положительной и нулевой площади. Положительные участки обуславливаются индуктивным характером нагрузки (при активной нагрузке имеем только отрицательные площади).

В течение отрицательной волны напряжения U и его нулевого значения оптотранзистор 6 закрыт и на выходе интегратора 9 имеем линейно нарастающее напряжение U1. В этом случае наибольшая величина напряжения U1 меньше порога срабатывания Uп элемента 11, т. е.

U1макс < Uп. В результате элемент 11 не срабатывает, его выходная величина U2 0, защита электропривода не срабатывает (отсутствие аварии в цепи обмотки возбуждения).

В интервале времени t t2-t1 на вход оптотранзистора 6 поступает положительный сигнал, последний открывается и шунтирует конденсатор 8, т. е. U1 0. С момента t2 до t3 элемент 6 заперт. При аварийном режиме обрыве тока в обмотке 3 возбуждения в диаграмме выпрямленного напряжения U отсутствуют участки положительного напряжения (диаграмма за период сети представляет собой фигуру def с отрицательной площадью).

В результате, начиная с момента t3, вместо сброса напряжения U1 до нуля (как это было в момент t1) пилообразное напряжение в интервале (t3-t5) продолжает нарастать. При t5 на выходе 9 устанавливается максимальное напряжение насыщения, например, 12В, которое не сбрасывается (т. к. нет участка нулевого напряжения U1 на интервале t t2-t1.

В этом случае в момент t4(t3 t4 t5) происходит срабатывание порогового элемента 11: при t t4 U2 1, в результате срабатывает защита электропривода.

Преимуществом предлагаемого источника питания по сравнению с известным является упрощение и повышение надежности преобразователя и устройства защиты от обрыва тока в обмотке возбуждения. Известный преобразователь состоит из двух тиристоров и двух диодов, а устройство защиты от обрыва тока в обмотке возбуждения выполнено с использованием трансформатора тока, выпрямителя, усилителя с апериодическим фильтром и порогового элемента.

В предлагаемом устройстве благодаря параллельному включению трех элементов тиристора, обмотки возбуждения и входной цепи оптотранзистора и соединению его с интегратором, а последнего с источником питания и пороговым элементом, достигнуто упрощение и повышение надежности. Упрощение выражается в исключении трансформатора тока и выпрямителя. Исключение трансформатора тока оказалось возможным вследствие того, что признаком протекания тока по обмотке возбуждения наряду с отрицательными площадками напряжения использован факт наличия положительной площадки в диаграмме напряжения в каждом периоде (фиг. 3). Исчезновение указанной положительной площадки (и наличие только отрицательной площадки) является признаком обрыва тока в обмотке возбуждения. Следует отметить, что этим свойством не обладают другие типы преобразователей, например известные, в котором параллельно обмотке возбуждения оказываются включены два последовательно соединенных диода. В результате чего диаграмма выпрямленного напряжения содержит только однополярное напряжение. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий диоды и тиристор, соединенные с обмоткой возбуждения электрической машины, устройство управления тиристором и устройство защиты от обрыва обмотки возбуждения, имеющее пороговый элемент, отличающийся тем, что введены оптотранзистор, резистор, интегратор и источник напряжения, при этом параллельно тиристору подключены обмотка возбуждения и через резистор - входная цепь оптотранзистора, выходная цепь которого подсоединена параллельно конденсатору интегратора, вход интегратора соединен с источником напряжения, а его выход с пороговым элементом.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru