Устройство управления вращающееся (УУВ) монтируется на ВЧ БСМ и производит управление тиристорами ПЗУ второй и третей групп БСД и тиристорами ПбВ, если в схеме последний выполняется полностью или полууправляемым. Схемы УУВ зависят от их функционального назначения. Для управления тиристорами полупроводникового ключа используются обычно стабилитронно-резисторные цепи. Управление последовательным или параллельным тиристором ПЗУ и тиристорами ПбВ производится с применением всех известных радиоэлектронных компонентов.
Часть устройства УУВ, предназначенная для управления последовательным или параллельным тиристором, включает в себя блок управления тиристорным ключом, синхронизирующий и послесинхронизирующий блоки (рис. 56). Конкретные схемы данных блоков, разработанные и применяемые зарубежными фирмами, показаны на рис. 41-48. Для питания данных блоков может использоваться напряжение, индуктируемое в ОВ, и напряжение якоря Вб, если последний возбужден.
Синхронизирующий блок УУВ производит измерение частоты и фазы переменного тока ротора СД. Импульс на включение последовательного или параллельного тиристора формируется в начале положительной полуволны переменного напряжения на ОВ по достижении заданного скольжения. Эта же схема, как правило, производит автоматическую ресинхронизацию при выпадении двигателя из синхронизма при недовозбуждении, ударной нагрузке или снижении питающего напряжения. При появлении напряжения на ОВ, превышающего напряжение ПбВ, последовательный (параллельный) тиристор ПЗУ запирается, а в цепь ОВ вводится сопротивление R, если напряжение на ее зажимах достаточно для коммутации полупроводникового ключа. Таким образом, повторяется процесс разгона двигателя.
Послесинхронизирующий блок производит подачу возбуждения на ОВ двигателя, если последний втягивается в синхронизм за счет реактивного момента, что может иметь место при малых значениях момента сопротивления. При этом используется времязависимый способ включения последовательного (параллельного) тиристора.
Рассмотренные схемы ПЗУ непрерывно совершенствуются. При этом достигается повышение надежности их работы.
Рис. 56. Структурная схема блоков УУВ управления БСД при пуске
1 - послесинхронизирующий блок; 2 — блок управления тиристорным ключом; 3 - синхронизирующий блок
Рис. 57. Схема УУВ, обеспечивающая управление БСД при пуске, синхронизации и ресинхронизации
Конкретная элементная схема УУВ БСД, предложенная в США, приведена на рис. 57. В синхронном режиме ОВ 12 СД питается от Вб 20 через преобразователь 26 и последовательные тиристоры 30 и 32. В асинхронных режимах при отрицательных значениях тока ОВ шунтируется пусковым сопротивлением на резисторах 40 и 42 через диод 48, а при положительных - через тиристор 60.
В начале отрицательного полупериода ЭДС в ОВ световоды СРЗ, СР4 оптронов получают питание через резистор 44. Первым включается питание цепи управления от выпрямителя 26, а вторым - на входе инвертора 202 создается "О" и сбрасывается "О" на счетчике 130, который начинает считать импульсы генератора 140. Если скольжение СД велико, асинхронный режим сохраняется и каждый период напряжения ОВ на счетчике 30 устанавливается "О". При малом скольжении накапливается напряжение, достаточное для срабатывания оптрона СР1 и подачи УИ на тиристор 30. Затем включается оптрон СР2 и тиристор 32. В конце счета оптроном СР5 включается тиристор, и питание цепи управления прекращается. (На рис. 57 170 и 190 - динамические триггеры; 220 - моностабильный триггер; 152, 154, 180 и 210 - логические элементы "И - НЕ". Цифры у конденсаторов показывают: числитель - емкость, мкФ; знаменатель - напряжение, В.
Для БСГ были предложены УВВ, включающие импульсные устройства управления ПбВ. В схеме БСГ на рис. 58 применены УУС и УУВ, при чем УУС осуществляет управление током в ОВВ, а УУВ содержит ИУ, питающееся от дополнительной обмотки якоря ВбС. Коррекция сигнала управления по н.с. СГ производится с помощью датчика н.с. 1.
В БСГ значительной мощности формирование ИУ может производиться с помощью специального генератора 5 с двумя обмотками возбуждения 3 и 4 по осям d и q (рис. 5 9). В цепи ротора такого генератора включен дроссель с импульсными обмотками 1А-6А, обмотками смещения 1В-6В и обмотками управления 1С-6С. На рис. 59 показана одна фаза 1 Вб и одно плечо ПбВ. Угол включения тиристоров М и 1S регулируется в зависимости от величины напряжений на неподвижных обмотках 3 и 4 специального генератора.
Рис. 58. Схема с управляемым ПбВ, УУС, УУВ и датчиком н.с. якоря
Рис. 59. Элементы схемы БСГ с управляемым ПбВ и генератором формирования ИУ
Рис. 60. Устройство для бесщеточного возбуждения синхронного генератора
Устройство возбуждения БСМ с полууправляемым ПбВ и УУВ, включающим смонтированные на вращающемся валу БСМ формирователи импульсов для включения тиристоров ПбВ и АРВ, показано на рис. 60 [114J. В качестве ИП ОВ (7а) ВбС (7) применены трансформатор тока 13 и силовой трансформатор напряжения 12, которые совместно с дросселем образуют параллельную схему фазового компаундирования. К выходу схемы фазового компаундирования подключен диодный мост 15. Якорная обмотка ВбС через полууправляемый трехфазный ПбВ (9а) соединена с ОВ1 СМ. Сигнал от трансформатора напряжения 4 и трансформатора тока 5 поступает на активное сопротивление 16, с которого напряжение подается на неподвижную обмотку ТрВ 18 через устройство 17 установки напряжения. С вращающейся обмотки ТрВ 18 сигнал поступает на АРВ 6а (на рис. 60 он охвачен внутренней штрих-пунктирной линией). Регулятор 6а состоит из выпрямителя 21; устройства базисного напряжения со стабилитронами 22-24 для согласования напряжения, поступающего с выхода выпрямителя 21, с заданным, выпрямителя 26, между входом которого и зажимом "земля''' Е включено активное сопротивление г . С помощью этого сопротивления получается сигнал рассогласования Е между заданным и существующим уровнем напряжения на выходе СГ. УУВ, кроме того, содержит интегрирующую цепочку 27, транзистор 28 для усиления сигнала рассогласования и формирователь импульсов 2 9а-2 9с. Наружная штрих- пунктирная линия на рис. 60 охватывает ВЧ устройства. В устройстве в качестве ИП может быть применен подвозбудитель с постоянными магнитами.
Рис. 61. Двигатель мощностью 8,5 МВт фирмы (Италия) с ПЗУ третьей группы и УУВ
Рассмотренные схемы УУВ позволяют сделать вывод о том, что зарубежные фирмы все большее количество функциональных элементов БСМ располагают на вращающейся части БСМ. При этом функциональные возможности БСМ становятся такими же, как и СМ со статическим возбуждением. Конструкция ВЧ при этом не претерпевает существенных изменений из-за малости габаритов электронных устройств ВЧ, что иллюстрируется рис. 61, где показан БСД фирмы Mareili (Италия) с ПЗУ с последовательным тиристором.
