專利名稱：用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于具有借助于旋轉(zhuǎn)二極管的間接激勵的同步電機的新去激勵系統(tǒng)，從而改進去激勵電機時的動態(tài)響應(yīng)和安全性，這意味著，在如果發(fā)生內(nèi)部短路事件時，對于電機的損壞將會更小。
背景技術(shù)：
當在發(fā)電機中發(fā)生內(nèi)部短路時，或者在發(fā)電機開關(guān)之前，由于發(fā)電機本身對短路的影響導致發(fā)生損壞。在這種情況下，需要盡可能快地減小激勵電流，從而不會在定子中感應(yīng)出電壓，并且因此不會對短路造成更大的影響。對于同步電機來說基本上存在兩種類型的激勵-借助于集電環(huán)和電刷的直接激勵。-借助于激勵電機和旋轉(zhuǎn)二極管的間接無刷激勵。電刷和集電環(huán)是需要維護的元件，特別是在大功率電機中。電刷隨著使用而磨損并且必須進行更換和維護。而且火花和碳粉塵沉積也始終是可能問題的焦點。因此，用于無刷電感器的激勵機制往往用在同步電機中。利用間接激勵消除了電刷問題，但是這具有削弱電機的動態(tài)響應(yīng)的缺點，這是因為由于使用了中間元件，即另一電機(激勵器)，因此沒有到達主發(fā)電機的激勵繞組的直接通路。在內(nèi)部缺陷的情況下，激勵響應(yīng)速度起到了很重要的作用，限制了交流發(fā)電機對于短路的影響。這種問題在直接激勵電機中(借助于電刷)通過當發(fā)生故障時在所連接的激勵電路中插入電阻器以快速去激勵電機而得到解決。這在借助于旋轉(zhuǎn)二極管的間接激勵電機中并不是那么容易的，在這樣的間接激勵電機中沒有到達激勵繞組的直接通路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)目標允許同步間接激勵電機在去激勵目的上表現(xiàn)得與直接激勵電機類似，但是保留了無刷激勵的優(yōu)點。用于具有借助于激勵電機和旋轉(zhuǎn)整流橋的間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)包括-去激勵阻抗，優(yōu)選地為電阻器，其連接在同步電機的勵磁繞組和旋轉(zhuǎn)整流橋之間；-控制器，優(yōu)選地為半導體類型控制器，其與去激勵阻抗并聯(lián)連接；_用于控制器的控制電路，被構(gòu)造為·在同步電機的正常操作期間保持控制器閉合，使得旋轉(zhuǎn)整流橋直接饋送同步電機的勵磁繞組；·去激勵同步電機(在短路的情況下，或者在同步電機與電網(wǎng)斷開的情況下)，斷開控制器，使得去激勵阻抗保持與勵磁繞組串聯(lián)并且與旋轉(zhuǎn)整流橋串聯(lián)?？刂齐娐穬?yōu)選地被構(gòu)造為根據(jù)旋轉(zhuǎn)整流橋的輸出處的電壓而斷開控制器，從而當作用在激勵器的勵磁繞組上時，旋轉(zhuǎn)整流橋的輸出處的電壓以及因此同步電機的去激勵可被控制。在特定實施例中，控裝電路包括-分壓器，其與旋轉(zhuǎn)整流橋并聯(lián)并且由第一輔助電阻器和第二輔助電阻器構(gòu)成，所述分壓器被構(gòu)造為當?shù)诙娮杵魃系碾妷哼_到特定值時斷開控制器。控制電路可還包括齊納二極管，其與第二電阻器并聯(lián)，以便于限制控制器的控制輸入處的電壓。作為這樣描述的系統(tǒng)的結(jié)果，在同步電機的內(nèi)部缺陷的情況下，限制了損壞。在具有傳統(tǒng)的間接激勵的同步電機中，內(nèi)部短路時的故障電流能夠持續(xù)幾秒的數(shù)量級，并且對發(fā)電機造成隨后的損壞。然而，通過實施本發(fā)明目標的去激勵系統(tǒng)，該時間被顯著地減少， 使損壞最小化。在說明書和權(quán)利要求中，詞語“包括”及其變形不是要排除其它技術(shù)特征、補充、組件或步驟。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將部分地根據(jù)說明書并且部分地根據(jù)本發(fā)明的實踐來理解本發(fā)明的其它的目標、優(yōu)點以及特征。借助于舉例說明來提供下面的示例和附圖，并且這些示例和附圖不表示限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明涵蓋這里提及的特定和優(yōu)選實施例的所有可能的組合。


圖1示出了本發(fā)明的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)的圖。圖2示出了本發(fā)明的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。圖3示出了具有傳統(tǒng)的間接激勵的2MVA同步電機的端子中的短路電流的模擬的結(jié)果。圖4示出了其中包括了本發(fā)明的去激勵系統(tǒng)的同一前述2MVA同步電機的端子中的短路電流的模擬的結(jié)果。
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明的去激勵方法的圖，其中使用了下述附圖標記-同步電機1-激勵電機2-旋轉(zhuǎn)組件3-同步電機1的定子4-同步電機1的勵磁繞組5-激勵電機2的勵磁繞組6-激勵電機2的電樞繞組7-旋轉(zhuǎn)整流橋8-控制器9
-去激勵阻抗10-用于控制器9的控制電路11。圖2示出了優(yōu)選實施例的圖，其中還使用了下述附圖標記-由第一電阻器12和第二電阻器13構(gòu)成的分壓器。-用于保護控制器9的齊納二極管14。如在圖1中看到的，用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)包括至少一組旋轉(zhuǎn)組件，其連接在旋轉(zhuǎn)整流橋8和主同步電機1的勵磁繞組5之間。所述旋轉(zhuǎn)組件又至少包括去激勵阻抗10、控制器9以及用于控制器9的控制電路 11，這些元件又與同步電機1的勵磁繞組5連接。去激勵阻抗10與勵磁繞組5串聯(lián)連接，并且控制器9與去激勵阻抗10并聯(lián)連接。在同步電機1的正常操作的情況下，控制器9被閉合，從而旋轉(zhuǎn)整流橋8饋送同步電機1的勵磁繞組5，如同在傳統(tǒng)同步電機中一樣。然而，在同步電機1要被去激勵的情況下，控制電路11發(fā)送命令以斷開控制器9， 從而去激勵阻抗10保持與同步電機1的勵磁繞組5串聯(lián)并且與旋轉(zhuǎn)整流橋8串聯(lián)，從而同步電機1的勵磁繞組5中的電流由于去激勵阻抗10而趨于非?？焖俚販p弱(參見圖4)。圖3和圖4示出了在具有間接激勵的同步電機的端子中模擬短路的兩個模擬結(jié)果。圖3對應(yīng)于傳統(tǒng)間接激勵的情況下的短路電流，而圖4示出了在前述電機中實施本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)果，并且還能夠看出的是，顯著地減小了短路電流的持續(xù)時間。半導體、IGBT晶體管等等將用作控制器9，從而防止了在諸如接觸器或者自動開關(guān)的機械控制器中離心力可能引起的可能的問題。當其控制輸入或者柵極處的電壓為正并且具有特定值時，該半導體將額外地被觸發(fā)，即導通?？刂齐娐?1將用于實現(xiàn)該控制電壓， 這樣的電路11又至少包括由兩個輔助電阻器即第一電阻器12和第二電阻器13形成的分壓器。因此，不需要任何發(fā)電機轉(zhuǎn)子之外的控制元件。最終，將借助于齊納二極管(14)或者另外的過壓保護元件來保護半導體的柵極處的輸入。
權(quán)利要求
1.一種用于具有借助于激勵電機(2)和旋轉(zhuǎn)整流橋(8)的間接激勵的同步電機(1)的快速去激勵系統(tǒng)，其特征在于包括-去激勵阻抗(10)，連接在所述同步電機(1)的勵磁繞組(5)與所述旋轉(zhuǎn)整流橋(8) 之間；-控制器(9)，與去激勵阻抗(10)并聯(lián)連接；-用于所述控制器(9)的控制電路(11)，其被構(gòu)造為 在所述同步電機(1)的正常操作期間，保持所述控制器(9)閉合，使得所述旋轉(zhuǎn)整流橋(8)直接饋送所述同步電機(1)的所述勵磁繞組(5)； 當所述同步電機要被去激勵時，斷開所述控制器(9)，使得所述去激勵阻抗(10)保持與所述勵磁繞組(5)串聯(lián)并且與所述旋轉(zhuǎn)整流橋(8)串聯(lián)。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述去激勵阻抗(10)是電阻器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(9)是靜態(tài)開關(guān)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路(11)被構(gòu)造為根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)整流橋(8)的輸出處的電壓斷開所述控制器(9)，使得當作用于激勵器(6)的勵磁繞組上時，所述旋轉(zhuǎn)整流橋的輸出處的電壓以及因此所述同步電機(1)的去激勵可被控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路(11)包括分壓器，其與所述旋轉(zhuǎn)整流橋(8)并聯(lián)并且包括第一輔助電阻器(12)和第二輔助電阻器(13)，所述分壓器被構(gòu)造為當所述第二電阻器(13)上的電壓達到特定值時閉合所述控制器(9)。
6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路(11)還包括齊納二極管，其與所述第二電阻器(13)并聯(lián)并且被構(gòu)造為保護所述控制器(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有借助于激勵電機(2)和旋轉(zhuǎn)整流橋(8)的間接激勵的同步電機(1)的快速去激勵系統(tǒng)，其包括去激勵阻抗(10)，連接在同步電機(1)的勵磁繞組(5)與旋轉(zhuǎn)整流橋(8)之間；控制器(9)，與去激勵阻抗(10)并聯(lián)連接；以及用于控制器(9)的控制電路(11)，被構(gòu)造為(i)在同步電機(1)的正常操作期間，保持控制器(9)閉合，使得旋轉(zhuǎn)整流橋(8)直接饋送同步電機(1)的勵磁繞組(5)；或(ii)當所述同步電機要被去激勵時，斷開控制器(9)，使得去激勵阻抗(10)保持與勵磁繞組(5)串聯(lián)并且與旋轉(zhuǎn)整流橋(8)串聯(lián)。
文檔編號H02K19/38GK102318183SQ201080007623
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者卡梅洛·卡雷羅·洛佩斯, 卡洛斯·安東尼奧·普拉特羅·高納, 帕布洛·弗里亞斯·馬林, 弗朗西斯科·布拉斯克斯·加西亞, 瑪爾塔·雷東多·丘弗斯, 里卡多·格拉尼索·阿拉韋 申請人:馬德里理工大學