CS232006B1

CS232006B1 - Connection of system for output variables of synchronous generator

Info

Publication number: CS232006B1
Application number: CS815557A
Authority: CS
Inventors: Juraj Vasja; Milos Siler
Original assignee: Juraj Vasja; Milos Siler
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS555781A1

Description

(54) Zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru(54) Connection of the synchronous generator output control system

Vynález ee týká zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru, připojeného přes statický měnič na izolovanou sil. Účelem vynálezu je vytvoření zapojení soustavy, kde se pouze elektronickou cestou dosáhne úplného potlačení náchylnosti soustavy ke kmitům v celém rozsahu pracovních otáček a výstupních proudů β napětí synchronního generátoru. Uvedeného účelu se dosáhne tím, Se ke svorkám budicího vinutí synchronního generátoru je připojen řiditelný zdroj proudu, nezávislého na napětí mezi svorkami budicího vinutí synchronního generátoru.The invention relates to the connection of a system for controlling the output quantities of a synchronous generator connected via a static converter to an isolated force. It is an object of the invention to provide a system wiring in which only the electronic susceptibility of the system to oscillations over the entire operating speed range and output currents β of the synchronous generator voltage is achieved by electronic means only. This is achieved by providing a controllable current source independent of the voltage between the terminals of the synchronous generator drive winding.

232 006232 006

Vynález se týká zapojení soustavy pro regulaci výstup· nich veličin synchronního generátoru, připojeného přes statický měnič na izolovanou sil.The invention relates to a system for controlling the output values of a synchronous generator connected via a static converter to an isolated force.

U těchto soustav se doposud regulace výstupních veličin uskutečňuje tak, že se na svorky budicího vinutí synchronního generátoru přivádí přes spojitý nebo přes spínací regulátor stejnosměrné napětí, jehož velikost je odvozena od velikošti příslušné regulované výstupní veličiny synchronního generátoru od požadované hodnoty. Proud, protékající budicím vinutím synchronního generátoru, je pak v ustáleném stavu dán napětím, přivedeným na budicí svorky a ohmickým odporem budicího obvodu.In these systems, up to now the control of the output variables is effected by applying to the terminals of the synchronous generator excitation windings via a continuous or switching regulator a direct voltage, the magnitude of which is derived from the magnitude of the respective controlled output variable of the synchronous generator. The current flowing through the excitation winding of the synchronous generator is then given in the steady state by the voltage applied to the excitation terminals and the ohmic resistance of the excitation circuit.

Pracuje-li synchronní generátor přes statický měnič, představovaný například řízeným nebo neřízeným usměrňovačem nebo měniči kmitočtu, do izolované sítě s malým dynamickým vnitřním odporem, mohou nastat v určitém oboru otáček synchronního generátoru, resp. v určitém rozsahu zatěžovacích výstupních proudů, oscilace. Výstupní napětí synchronního generátoru kolísá s poměrně velkou amplitudou a tyto oscilace nelze regulátorem ve stávajícím zapojení soustavy potlačit. K oscilacím dochází i tehdy, je-li regulační smyčka otevřena. Příčinou oscilací jsou elektromechanické děje uvnitř synchronního generátoru. Náchylnost synchronního generátoru ke vzniku kmitů lze do jisté míry snížit a oblast provozní nestability přesunout mimo hranice obvyklých provozních režimů bu5 konstrukčními úpravami samotného synchronního generátoru, jako například vytvořením předimenzovaného tlumicího vinutí na rotoru nebo speciálním, provedením statorového vinutí, nebo připojenímIf the synchronous generator operates via a static converter, such as a controlled or uncontrolled rectifier or frequency converter, to an isolated network with a low dynamic internal resistance, the synchronous generator or the synchronous generator may be driven in a certain speed range. in a certain range of load output currents, oscillation. The output voltage of the synchronous generator fluctuates with a relatively large amplitude and these oscillations cannot be suppressed by the controller in the existing system wiring. Oscillations occur even when the control loop is open. The cause of the oscillations is the electromechanical processes inside the synchronous generator. The susceptibility of the synchronous generator to oscillation can be reduced to a certain extent and the operational instability area can be moved beyond the normal operating modes either by designing the synchronous generator itself, such as by designing an oversized damping winding on the rotor or by special, stator winding or

232 006 přídavných komutačních induktorů do každé fáze statorového vinutí· Qýto dosud prováděné konstrukční i další dodatečné úpravy vedou k větším zastavovacím rozměrům jak vlastního synchronního generátoru, tak celé soustavy při současném logickém narůstání hmotnosti a poklesu účinnosti·232 006 additional commutating inductors for each phase of the stator winding · So far, the constructional and other retrofits have led to greater stopping dimensions of both the synchronous generator itself and of the system while logically increasing weight and decreasing efficiency ·

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke svorkám budicího vinutí synchronního generátoru je připojen řiditelný zdroj proudu, nezávislého na napětí mezi svorkami budicího vinutí synchronního generátoru·The aforementioned drawbacks are eliminated in the wiring of the synchronous generator output control system according to the invention, in which a controllable current-independent power source is connected to the terminals of the synchronous generator excitation winding.

Hlavní předností řešení zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru, připojeného přes statický měnič na izolovanou sít, podle vynálezu je skutečnost, že zcela bez nutnosti úprav elektromagnetického obvodu synchronního generátoru a tedy bez dalšího zvyšování zastavovacích rozměrů a hmotnosti se čistě elektronickou cestou dosáhne úplného potlačení náchylnosti soustavy ke kmitům a stabilní činnosti soustavy v celém rozsahu pracovních otáček a výstupních proudů a napětí.The main advantage of the solution of the system for controlling the output quantities of the synchronous generator connected via a static converter to an isolated network is the fact that completely without suppressing the electromagnetic circuit of the synchronous generator and thus without further increasing the stopping dimensions and weight susceptibility of the system to oscillations and stable operation of the system over the whole range of operating speed and output currents and voltages.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru, připojeného přes statický měnič na izolovanou sít,podle vynálezu, kde obr· 1 představuje blokové schéma zapojení soustavy a na obr. 2 jsou znázorněny výstupní charakteristiky řiditelného zdroje proudu.In the accompanying drawing, there is shown an exemplary embodiment of a circuitry for controlling the output variables of a synchronous generator connected via a static converter to an isolated grid, according to the invention, wherein Fig. 1 is a block diagram of the system and Fig. 2 shows the output characteristics of a controllable power source.

Zapojení soustavy pro regulaci výstupních veličin synchronního generátoru 1 podle vynálezu, znázorněné v blokovém schéma zapojení na obr. 1, je vytvořeno tak, že výstup synchronního generátoru 1 je připojen na vstup statického měniče 2, na jehož výstup je napojena izolovaná sít 3, k níž, jak je naznačeno na obr. 1, jsou napojeny zatěžovací odpory 5, představující spotřebiče této izolované sítě 3, přičemž k těmto zatěžovacím odporům 5 je paralelně připojena akumulátorová baterie 4, jako zdroj nepřetržité dodávky elektrické energie při případném dočasném poklesu otáčekThe wiring of the system for controlling the output quantities of the synchronous generator 1 according to the invention, shown in the circuit diagram in Fig. 1, is designed such that the output of the synchronous generator 1 is connected to the static converter 2 input. As indicated in FIG. 1, load resistors 5, representing the consumers of the insulated network 3, are connected, and a battery 4 is connected in parallel to these load resistors 5 as a source of uninterrupted power supply with a possible temporary drop in speed.

232 006 synchronního generátoru 1. S výstupem statického měniče 2 je vstupem 9 skutečné veličiny výstupního napětí spojen porovnávací člen 6, opatřený dále rovněž i vstupem 8 požadované veličiny výstupního napětí. Výstup porovnávacího členu 6 je potom připojen na vstupní svorky 10 řiditelného zdroje 7 proudu, jehož výstupní svorky 11 jsou připojeny na svorky 12 budicího vinutí synchronního generátoru 1.232 006 of the synchronous generator 1. A comparator 6 is connected to the output of the static converter 2 by the input 9 of the actual output voltage variable, furthermore also provided with an input 8 of the desired output voltage variable. The output of the comparator member 6 is then connected to the input terminals 10 of the controllable power source 7, whose output terminals 11 are connected to the terminals 12 of the field winding of the synchronous generator 1.

Jak je patrno podle obr. 1, pracuje synchronní generátor 1 přes statický měnič 2 do stejnosměrné palubní izolované sítě 3, ke které je paralelně připojena jednak akumulátorová baterie 4 a jednak zatěžovací odpory 5, reprezentující všechny spotřebiče této stejnosměrné palubní izo lované sítě 3« Akumulátorová baterie 4, která je v těchto soustavách vždy vřazována s ohledem na zajištění nepřetržité dodávky energie i při dočasném poklesu otáček synchronního generátoru 1, svým nepatrným dynamickým vnitřním odporem výrazně ovlivňuje náchylnost soustavy k oscilacím. Porovnávací člen 6 vyhodnocuje rozdíl mezi skutečnou hodnotou výstupního napětí, přivedenou na vstup 9 skutečné veličiny, a požadovanou hodnotou výstupního napětí, přivedenou na vstup 8 požadované veličiny. Z porovnávacího členu 6 je veden řídící signál na vstupní svorky 10 řiditelného zdroje 2 proudu. Jak je zřejmé z obr. 1, je okamžitá hodnota výstupního proudu i^ řiditelného zdroje 2 proudu rovna okamžité hodnotě proudu budicího vinutí synchronního generátoru 1. Analogicky je okamžitá hodnota napětí Ufc na výstupních svorkách 11 řiditelného zdroje 7 proudu“rovna okamžité hodnotě napětí na svorkách 12 budicího vinutí synchronního generátoru 1.As can be seen from FIG. 1, the synchronous generator 1 operates via a static converter 2 into a DC onboard insulated network 3, to which both a battery 4 and load resistors 5, representing all consumers of this DC onboard insulated network 3 are connected in parallel. The battery 4, which is always included in these systems with a view to ensuring a continuous supply of energy even when the synchronous generator 1 turns down temporarily, significantly influences the susceptibility of the system to oscillations due to its low dynamic internal resistance. The comparator 6 evaluates the difference between the actual value of the output voltage applied to the input 9 of the actual quantity and the desired value of the output voltage applied to the input 8 of the desired quantity. A control signal is applied from the comparator 6 to the input terminals 10 of the controllable power source 2. As can be seen from FIG. 1, the instantaneous value of the output current i of the controllable current source 2 is equal to the instantaneous current value of the excitation winding of the synchronous generator 1. Analogously, the instantaneous voltage value Ufc at the output terminals 11 of the controllable current source 7 is equal to the instantaneous voltage value of the terminals 12 of the field winding of the synchronous generator 1.

Jak je naznačeno na obr. 2, je výstupní proud 1^ řiditelného zdroje 7 proudu nezávislý na výstupním napatí u^ tohoto řiditelného zdroje 2 proudu a závisí pouze na oka“ mžité hodnotě řídícího signálu, přivedeného na vstupní svorky 10 řiditelného zdroje 7 proudu. Tím je zajištěno, že elektromagnetické děje uvnitř synchronního generátoru 1 neovlivňují proud protékající jeho budicím vinutím a soustava podle vynálezu je stabilní.As indicated in FIG. 2, the output current 1 of the controllable current source 7 is independent of the output voltage of the controllable current source 2 and depends only on the eye value of the control signal applied to the input terminals 10 of the controllable current source 7. This ensures that the electromagnetic events inside the synchronous generator 1 do not affect the current flowing through its excitation winding and the system according to the invention is stable.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232 006

The connection assembly for regulating the output quantities of the synchronous generator connected via a converter to an isolated forces, characterized in that the terminals (12) of the field winding of the synchronous generator (1) is connected to a controllable source (7) current is independent of the voltage (U _b) between the terminals (12) of the excitation winding of the synchronous generator (1).