[發明專利]用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統

無效

• 申請號: 201080007623.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102318183A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 卡洛斯·安東尼奧·普拉特羅·高納;弗朗西斯科·布拉斯克斯·加西亞;帕布洛·弗里亞斯·馬林;瑪爾塔·雷東多·丘弗斯;里卡多·格拉尼索·阿拉韋;卡梅洛·卡雷羅·洛佩斯
• 申請（專利權）人: 馬德里理工大學
• 主分類號: H02P9/12
• 分類號: H02P9/12;H02K19/38
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

技術領域

本發明的目的在于提供一種用于具有借助于旋轉二極管的間接激勵的同步電機的新去激勵系統，從而改進去激勵電機時的動態響應和安全性，這意味著，在如果發生內部短路事件時，對于電機的損壞將會更小。

背景技術

當在發電機中發生內部短路時，或者在發電機開關之前，由于發電機本身對短路的影響導致發生損壞。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：

-借助于集電環和電刷的直接激勵。

-借助于激勵電機和旋轉二極管的間接無刷激勵。

電刷和集電環是需要維護的元件，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響應的缺點，這是因為由于使用了中間元件，即另一電機(激勵器)，因此沒有到達主發電機的激勵繞組的直接通路。

在內部缺陷的情況下，激勵響應速度起到了很重要的作用，限制了交流發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。

發明內容

本發明的系統目標允許同步間接激勵電機在去激勵目的上表現得與直接激勵電機類似，但是保留了無刷激勵的優點。

用于具有借助于激勵電機和旋轉整流橋的間接激勵的同步電機的快速去激勵系統包括：

-去激勵阻抗，優選地為電阻器，其連接在同步電機的勵磁繞組和旋轉整流橋之間；

-控制器，優選地為半導體類型控制器，其與去激勵阻抗并聯連接；

-用于控制器的控制電路，被構造為：

·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并且與旋轉整流橋串聯。

控制電路優選地被構造為根據旋轉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，其與旋轉整流橋并聯并且由第一輔助電阻器和第二輔助電阻器構成，所述分壓器被構造為當第二電阻器上的電壓達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，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的結果，在同步電機的內部缺陷的情況下，限制了損壞。在具有傳統的間接激勵的同步電機中，內部短路時的故障電流能夠持續幾秒的數量級，并且對發電機造成隨后的損壞。然而，通過實施本發明目標的去激勵系統，該時間被顯著地減少，使損壞最小化。

在說明書和權利要求中，詞語“包括”及其變形不是要排除其它技術特征、補充、組件或步驟。對于本領域技術人員來說，將部分地根據說明書并且部分地根據本發明的實踐來理解本發明的其它的目標、優點以及特征。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明。此外，本發明涵蓋這里提及的特定和優選實施例的所有可能的組合。

附圖說明

圖1示出了本發明的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統的圖。

圖2示出了本發明的用于具有間接激勵的同步電機的快速去激勵系統的優選實施例。

圖3示出了具有傳統的間接激勵的2MVA同步電機的端子中的短路電流的模擬的結果。

圖4示出了其中包括了本發明的去激勵系統的同一前述2MVA同步電機的端子中的短路電流的模擬的結果。

具體實施方式

圖1示出了本發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。