RU2095934C1 - Device for excitation of synchronous electric motors - Google Patents
Device for excitation of synchronous electric motors Download PDFInfo
- 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
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000027311 M phase Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
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:
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:
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:
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:
Thus, the invention will save energy and reduce the overall dimensions of the excitation systems of synchronous machines.
Claims (1)
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) |
-
1996
- 1996-04-18 RU RU96107836A patent/RU2095934C1/en active
Non-Patent Citations (1)
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 |