[go: up one dir, main page]

RU2095934C1 - Device for excitation of synchronous electric motors - Google Patents

Device for excitation of synchronous electric motors Download PDF

Info

Publication number
RU2095934C1
RU2095934C1 RU96107836A RU96107836A RU2095934C1 RU 2095934 C1 RU2095934 C1 RU 2095934C1 RU 96107836 A RU96107836 A RU 96107836A RU 96107836 A RU96107836 A RU 96107836A RU 2095934 C1 RU2095934 C1 RU 2095934C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
excitation
power supply
anode
rectification circuit
Prior art date
Application number
RU96107836A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96107836A (en
Inventor
А.М. Галиновский
Е.А. Ленская
А.В. Жирнов
А.Т. Ивко
В.И. Матросов
Original Assignee
П "Сургутгазпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by П "Сургутгазпром" filed Critical П "Сургутгазпром"
Priority to RU96107836A priority Critical patent/RU2095934C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2095934C1 publication Critical patent/RU2095934C1/en
Publication of RU96107836A publication Critical patent/RU96107836A/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: excitation winding is partitioned into two independent parallel circuits each of which is connected to m-phase power supply through bridge rectifying circuit. Cathode group of one bridge rectifier is connected to anode group of another bridge rectifier through two gates which are connected in opposing. Connection point of anode and cathode of gates which are connected in opposing is connected to zero terminal of power supply. EFFECT: increased stability of electric motors due to forced excitation current, decreased power consumption, decreased losses in power supply. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам возбуждения, и может быть использовано для обеспечения устойчивости синхронных электрических машин путем форсирования тока возбуждения. The invention relates to electrical engineering, in particular to excitation systems, and can be used to ensure the stability of synchronous electric machines by forcing an excitation current.

Известно устройство для возбуждения синхронных машин, в котором обмотка возбуждения через мостовой выпрямитель подключена к m-фазовому источнику питания (трансформатору) [1] Такое устройство лежит в основе тиристорных управляемых возбудителей (ТВУ) типа ТЕ-8 и ВТЕ, широко используемых на газокомпрессорных станциях с электроприводами. В рабочем режиме система управления обеспечивает угол управления вентилями тиристорного моста близкий к α+60o и выходное напряжение ТВУ равно половине максимального. В форсировочном режиме a=0o напряжение, и ток обмотки возбуждения удваивается. Недостатком такого устройства является низкий коэффициент мощности COSФ 0,42-0,505, низкое качество выходного напряжения в рабочем режиме (коэффициент искажения имеет величину Кис 1,24), повышенные потери в источнике питания, повышенные массогабаритные показатели, т.к. источник питания рассчитывается на полную мощность режима форсировки.A device for exciting synchronous machines is known in which the field winding through a bridge rectifier is connected to an m-phase power source (transformer) [1] This device is the basis of thyristor controlled exciters (TVU) of the type TE-8 and BTE, widely used in gas compressor stations with electric drives. In operating mode, the control system provides a control angle of the thyristor bridge valves close to α + 60 o and the output voltage of the TVU is equal to half the maximum. In the boost mode, a = 0 o voltage, and the field current doubles. The disadvantage of this device is the low power factor COSФ 0.42-0.505, low quality of the output voltage in the operating mode (distortion factor has a value of K IS 1.24), increased losses in the power source, increased weight and size indicators, because the power supply is calculated at full power boost mode.

Наиболее близким к изобретению является устройство возбуждения синхронной машины, содержащее m-фазный источник питания, вторичные обмотки которого через тиристорную мостовую схему выпрямления подсоединена к обмотке возбуждения, встречно включенный вентиль, анод которого соединен с анодной группой указанной схемы выпрямления, а катод с нулевой точкой m-фазного источника питания, выполненного, например в виде трансформатора [2]
В нормальном рабочем режиме включена катодная группа и "нулевой" тиристор (встречно включенный вентиль). В режиме форсировки работают катодная и анодная группы, а "нулевой" тиристор отключен. Таким образом, в рабочем режиме обмотка возбуждения синхронной машины питается от нулевой схемы выпрямителя, а в формировочном от мостовой. Недостатком такого устройства является качество напряжения в рабочем режиме, повышенные массогабаритные показатели вследствие наличия токов нулевой последовательности.
Closest to the invention is a synchronous machine excitation device containing an m-phase power supply, the secondary windings of which are connected to the field winding through a thyristor bridge rectification circuit, an on-off valve, the anode of which is connected to the anode group of the rectification circuit, and the cathode with zero point m -phase power supply made, for example, in the form of a transformer [2]
In normal operating mode, the cathode group and the "zero" thyristor (on-off valve) are on. In the forced mode, the cathode and anode groups work, and the "zero" thyristor is turned off. Thus, in the operating mode, the excitation winding of the synchronous machine is powered from the zero circuit of the rectifier, and in the formative from the bridge. The disadvantage of this device is the quality of the voltage in the operating mode, increased weight and size indicators due to the presence of zero sequence currents.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей, уменьшение потерь в источнике питания и улучшение качества выходного напряжения. The aim of the invention is to improve overall dimensions, reduce losses in the power source and improve the quality of the output voltage.

На чертеже представлена схема устройства возбуждения синхронной машины. The drawing shows a diagram of the excitation device of a synchronous machine.

Устройство возбуждения синхронной машины содержит m-фазный источник питания, например трехфазный источник напряжения (трансформатор), вторичные обмотки которого соединены через тиристорную мостовую схему выпрямления с анодной 2 и катодной 3 группами тиристоров и подсоединены к обмотке возбуждения (к первой полуобмотке) 6.1, которая снабжена независимой параллельной ветвью (полуобмоткой), 6.2, подключенной через вторую тиристорную схему выпрямления с анодной 4 и катодной 5 группами тиристоров к вторичным обмоткам m-фазного источника питания. Устройство содержит также встречно включенный первый вентиль 7.1, анод которого соединен с анодной группой первой из указанных схем выпрямления, а катод с нулевой точкой m-фазного источника питания, и второй встречно-включенный вентиль 7.2. The excitation device of a synchronous machine contains an m-phase power source, for example, a three-phase voltage source (transformer), the secondary windings of which are connected through the thyristor bridge rectification circuit to the anode 2 and cathode 3 groups of thyristors and connected to the field winding (to the first half winding) 6.1, which is equipped with independent parallel branch (semi-winding), 6.2, connected through the second thyristor rectification circuit with anode 4 and cathode 5 groups of thyristors to the secondary windings of the m-phase power source . The device also includes a counter-activated first valve 7.1, the anode of which is connected to the anode group of the first of these rectification schemes, and a cathode with a zero point of the m-phase power source, and a second counter-connected valve 7.2.

Катодная группа второй тиристорной мостовой схемы выпрямления через второй встречно включенный вентиль 7.2 соединена с катодом первого встречно-включенного вентиля 7.1. The cathode group of the second thyristor bridge rectification circuit through the second on-off valve 7.2 is connected to the cathode of the first on-off valve 7.1.

Устройство возбуждения синхронной машины работает следующим образом. В рабочем режиме полуобмотки возбуждения 6.1 и 6.2 питаются от источника питания 1 по цепям: катодная группа 2, полуобмотка 6.1, вентиль 7.1, нулевая точка источника питания, вентиль 7.2, полуобмотка 6.2, анодная группа 5. Для обеспечения номинального напряжения возбуждения угол управления тиристорами a 0o. В этом случае катодная группа 2 и анодная группа 5 образуют мостовую схему выпрямления по отношению к вторичным обмоткам трансформатора (источника питания). Устройство позволяет также осуществлять раздельное регулирование тока возбуждения полуобмоток 6.1 и 6.2, например, для осуществления режима потребления реактивной мощности при сохранении устойчивости синхронной машины в рабочем режиме, что расширяет его функциональные возможности.The excitation device of a synchronous machine operates as follows. In the operating mode, the field semi-windings 6.1 and 6.2 are fed from the power source 1 through the following circuits: cathode group 2, half-coil 6.1, valve 7.1, zero point of the power supply, valve 7.2, half-winding 6.2, anode group 5. To ensure the rated excitation voltage, the thyristor control angle a 0 o . In this case, the cathode group 2 and the anode group 5 form a bridge rectification circuit with respect to the secondary windings of the transformer (power source). The device also allows for separate regulation of the excitation current of the semi-windings 6.1 and 6.2, for example, to implement the regime of consumption of reactive power while maintaining the stability of the synchronous machine in the operating mode, which expands its functionality.

В форсировочном режиме импульсы управления подаются на все четыре тиристорные группы 2-5 с a 0o, и ток возбуждения в полуобмотках удваивается. Ввиду кратковременности режима форсировки в качестве расчетной принимается мощность источника питания (трансформатора) в рабочем режиме, т.е. Pтр Pов • Pов, где Pов суммарная мощность обмоток возбуждения 6.1 и 6.2 в рабочем режиме, Крм 1,05 коэффициент передачи по мощности мостовой схеме выпрямления. Коэффициент форсировки магнитного поля при расположении осей полуобмоток возбуждения под углом 90o составит величину не менее 1,4.In the boost mode, control pulses are applied to all four thyristor groups 2-5 with a 0 o , and the excitation current in the semi-windings doubles. Due to the short duration of the boost mode, the calculated capacity is the power of the power source (transformer) in the operating mode, i.e. P tr P s • P s , where P s the total power of the field windings 6.1 and 6.2 in operating mode, K pm 1.05 is the transmission coefficient for power of the bridge rectification circuit. The magnetic field forcing coefficient when the axes of the excitation half-windings are located at an angle of 90 ° will be at least 1.4.

В устройстве, принятом за прототип, в рабочем режиме обмотка возбуждения синхронной машины питается от нулевой схемы выпрямления. Расчетная мощность источника питания в прототипе будет Pтр Pрн • Pов, где Крн 1,345 коэффициент передачи по мощности нулевой схемы выпрямления.In the device adopted for the prototype, in the operating mode, the excitation winding of the synchronous machine is powered by a zero rectification circuit. The estimated power of the power source in the prototype will be P tr P rn • P s , where K ph 1,345 is the transmission coefficient for power of the zero rectification circuit.

Таким образом, применение предлагаемого устройства системы возбуждения синхронных машин взамен устройства, которым является прототип, позволяет уменьшить масоогабаритные показатели источника питания (трансформатора) и уменьшить его установленную мощность
DP = 1,345×Pов= 1,05×Pов= 0,295×Pов.
Кроме того, использование предлагаемого устройства возбуждения синхронных машин позволяет в два раза снизить потери в источнике питания по сравнению с прототипом.
Thus, the use of the proposed device of the excitation system of synchronous machines instead of the device, which is the prototype, allows to reduce the overall dimensions of the power source (transformer) and to reduce its installed power
DP = 1.345 × P s = 1.05 × P s = 0.295 × P s .
In addition, the use of the proposed excitation device of synchronous machines can halve the loss in the power source compared to the prototype.

При использовании двух отдельных мосто-нулевых схем (прототип) мощность потерь в источнике питания будет:

Figure 00000002

где
J2 ток во вторичных обмотках трансформатора, Jfn ток в обмотке возбуждения синхронной машины в номинальном режиме.When using two separate bridge-zero circuits (prototype), the power loss in the power source will be:
Figure 00000002

Where
J 2 current in the secondary windings of the transformer; J fn current in the excitation winding of the synchronous machine in nominal mode.

Ra активное сопротивление фазы вторичной обмотки трансформатора.R a the active phase resistance of the secondary winding of the transformer.

При использовании предлагаемого изобретения (каскадное соединение мосто-нудевых схем) мощность потерь в источнике питания:

Figure 00000003

Таким образом, изобретение обеспечит экономию электроэнергии и снижение массогабаритных показателей систем возбуждения синхронных машин.When using the present invention (cascade connection of bridge-node circuits), the power loss in the power source:
Figure 00000003

Thus, the invention will save energy and reduce the overall dimensions of the excitation systems of synchronous machines.

Claims (1)

Устройство возбуждения синхронной машины, содержащее m-фазный источник питания, вторичные обмотки которого через тиристорную мостовую схему выпрямления подсоединены к обмотке возбуждения, встречно включенный вентиль, анод которого соединен с анодной группой указанной схемы выпрямления, а катод с нулевой точкой m-фазного источника питания, отличающееся тем, что обмотка возбуждения снабжена второй независимой параллельной ветвью, которая через вторую тиристорную мостовую схему выпрямления подсоединена к вторичным обмоткам m-фазного источника питания, причем катодная группа второй тиристорной мостовой схемы выпрямления через второй встречно включенный вентиль соединена с катодом первого встречно включенного вентиля. The excitation device of a synchronous machine containing an m-phase power source, the secondary windings of which are connected through a thyristor bridge rectification circuit to the field winding, an on-off valve, the anode of which is connected to the anode group of the rectification circuit, and the cathode with the zero point of the m-phase power supply, characterized in that the field winding is provided with a second independent parallel branch, which is connected through the second thyristor bridge rectification circuit to the secondary windings of the m-phase power supply, and the cathode group of the second thyristor bridge rectification circuit through the second on-off valve is connected to the cathode of the first on-off valve.
RU96107836A 1996-04-18 1996-04-18 Device for excitation of synchronous electric motors RU2095934C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107836A RU2095934C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Device for excitation of synchronous electric motors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96107836A RU2095934C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Device for excitation of synchronous electric motors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2095934C1 true RU2095934C1 (en) 1997-11-10
RU96107836A RU96107836A (en) 1998-06-10

Family

ID=20179630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96107836A RU2095934C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 Device for excitation of synchronous electric motors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095934C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Вадатурский В. М., Круглый А. А., Домбровская 3. Г. Системы возбуждения и регулирования синхронных двигателей и генераторов мощностью от 100 до 10 кВт, - М.: Информэлектро, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР N 272422, кл. Н 02 Р 9/08, 1970. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5650707A (en) Inverter-controlled induction machine with an extended speed range
AU6313196A (en) Switched reluctance electric machine system
CN107171606B (en) Small-power Multifunctional three-phase switched reluctance motor system and its control method
US6051953A (en) Brushless exciterless field system for AC synchronous machines
EP0865139A3 (en) Power flow control with rotary transformers
CN102497038A (en) Multi-winding double-salient-pole generator and output transformation and control device
RU2095934C1 (en) Device for excitation of synchronous electric motors
RU2095935C1 (en) Device for excitation of synchronous electric motor
EP1381149B9 (en) Starting of switched reluctance generators
Barnes et al. New class of dual voltage converters for switched reluctance drives
CN108448968B (en) A simple multifunctional converter for small power semi-self-excited switched reluctance motor
US4418309A (en) Two phase induction motor circuit with series connected center-tapped stator windings
SU1198733A1 (en) Two-motor electric drive
RU2027293C1 (en) Converter of the three-phase alternating current into the alternating one
RU2354035C1 (en) Transformer block - synchronous motor
JP2001339976A (en) Brushless induction generator
CN220754420U (en) Nuclear power plant mobile emergency power supply and generator thereof
RU95107826A (en) Like-polarity inductor generator with power rectifier
US3424974A (en) Electric generating apparatus
SU1136287A1 (en) Electric drive
SU1157638A1 (en) A.c.drive
RU1798864C (en) Electromachine unit
SU1257771A1 (en) Rectifier generator
Liu et al. A Novel Wireless Switched Reluctance Motor with Improved Current Commutation
SU1279036A1 (en) Control device for induction phase-wound rotor motor

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner