CS254506B1 - Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje - Google Patents

Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje Download PDF

Info

Publication number
CS254506B1
CS254506B1 CS861763A CS176386A CS254506B1 CS 254506 B1 CS254506 B1 CS 254506B1 CS 861763 A CS861763 A CS 861763A CS 176386 A CS176386 A CS 176386A CS 254506 B1 CS254506 B1 CS 254506B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
input
output
synchronous machine
voltage
phase
Prior art date
Application number
CS861763A
Other languages
English (en)
Other versions
CS176386A1 (en
Inventor
Emil Hrzan
Petr Petrasek
Original Assignee
Emil Hrzan
Petr Petrasek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emil Hrzan, Petr Petrasek filed Critical Emil Hrzan
Priority to CS861763A priority Critical patent/CS254506B1/cs
Publication of CS176386A1 publication Critical patent/CS176386A1/cs
Publication of CS254506B1 publication Critical patent/CS254506B1/cs

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje je určeno pro stabilizační obvody regulátorů buzení velkých synchronních strojů. Z jeho výstupního signálu se ve zmíněných stabilizačních obvodech odděluje stejnosměrná složka a získaná odchylka od stejnosměrné složky je funkcí prvé derivace celkového zátěžného úhlu synchronního stroje. Provedení čidla je charakterizováno tím, že fázovým součtem napětí úměrného statorovému napětí a napětí úměrného úbytku napětí na synchronní reaktanci stroje v příčném směru se získá napětí, jehož fáze je stejná jako fáze vnitřního elektromotorického napětí stroje. K měření kmitočtu se využívá měření délky obou půlperiod tohoto střídavého napětí. Řešení je charakterizováno přiloženými třemi obrázky.

Description

Vynález se týká čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje.
Pro měření kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje, užívaného pro stabilizaci regulace buzení synchronních strojů, se až dosud používala čidla otáček synchronního stroje nebo čidla vyhodnocující délku jedné půlperiody napětí mající stejný kmitočet jako vnitřní elektromotorické napětí synchronního stroje a získaného rekonstrukcí fázorového diagramu.
Nevýhodou prvého způsobu je nutnost kvalitního čidla otáček, nebot pro účely stabilizace regulace buzení se signál derivuje a zesiluje, což vyžaduje výstupní signál čidla s velmi malým zvlněním. Nevýhodou druhého způsobu je vliv případné přechodné stejnosměrné složky statorového napětí nebo proudu na přesnost měření, nebot těchto veličin se používá pro rekonstruk ci fázorového diagramu.
Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje podle vynálezu spočívá v tom, že prvý vstup měřicího transformátoru sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup prvého měniče napětí synchronního stroje, jehož druhý výstup je uzemněn. Druhý vstup měřicího transformátoru sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup druhého měniče napětí synchronního stroje, jehož druhý výstup je uzemněn a prvý vstup měřicího transformátoru proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup měniče proudu synchronního stroje.
Druhý vstup měřicího transformátoru proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na druhý výstup měniče proudu synchronního stroje, přičemž výstup měřicího transformátoru proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na vstup proporcionálního členu s nastavitelným koeficientem zesílení, jehož výstup je připojen na druhý vstup prvého součtového členu.
Prvý vstup prvého součtového členu je připojen na výstup měřicího transformátoru sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje a výstup prvého součtového členu je připojen na vstup tvarovacího členu s invertorem, jehož neinvertující výstup je připojen jednak na vstup prvého omezovače a integrátoru a jednak na vstup prvého zdroje impulsu pro klíčování paměti.
Výstup prvého zdroje impulsu pro klíčování paměti je připojen jednak na klíčovací vstup prvého paměťového obvodu a jednak na vstup prvého zdroje impulsu pro nulování integrátoru, jehož výstup je připojen na nulovací vstup prvého omezovače a integrátoru, jehož výstup je připojen na vstup prvého paměťového obvodu, jehož výstup je připojen na prvý vstup druhého součtového členu.
Invertující výstup tvarovacího členu s invertorem je připojen jednak na vstup druhého omezovače a integrátoru a jednak na vstup druhého zdroje impulsu pro klíčování paměti, jehož výstup je připojen jednak na klíčovací vstup druhého paměťového obvodu a jednak na vstup druhého zdroje impulsu pro nulování integrátoru.
Výstup druhého zdroje impulsu pro nulování integrátoru je připojen na nulovací vstup druhého omezovače a integrátoru, jehož výstup je připojen na vstup druhého paměťového obvodu, jehož výstup je připojen na druhý vstup druhého součtového členu, jehož výstup je výstupem čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje.
Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v malém časovém zpoždění Čidla a malém zvlnění výstupního signálu. Další výhoda je v omezení vlivu přechodných stejnosměrných složek statorových napětí a proudů.
Příklad praktického provedení vynálezu je znázorněn blokový, schématem na obr. 1. Na obr. 2 a 3 je znázorněna funkce čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje.
Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje podle vynálezu sestává z prvého měniče _2 napětí synchronního stroje připojeného na prvou fázi statorového vinutí synchronního stroje 2/ druhého měniče 3 napětí synchronního stroje připojeného na druhou fází statorového vinutí synchronního stroje 2/ měniče 4. proudu synchronního stroje připojeného na třetí fázi statorového vinutí synchronního stroje 2/ přičemž prvý výstup 2.1 prvého měniče 2 napětí synchronního stroje je připojen na prvý vstup 5.1 měřicího transformátoru 5 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje a druhý výstup
2.2 prvého měniče 2 napětí synchronního stroje je uzemněn. Prvý výstup 3.1 druhého měniče 2 napětí synchronního stroje je připojen na druhý vstup 5.2 měřicího transformátoru 2 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje a druhý výstup 3.2 druhého měniče 2 napětí synchronního stroje je uzemněn.
Prvý výstup 4.1 měniče 2 proudu synchronního stroje je připojen na prvý vstup 6.1 měřicího transformátoru 6. proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje a druhý výstup
4.2 měniče 4_ proudu synchronního stroje je připojen na druhý vstup 6.2 měřicího transformátoru 2 proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje, jehož výstup 6.3 je připojen na vstup 7.1 proporcionálního členu 7_ s nastavitelným koeficientem zesílení, jehož výstup 7,2 je připojen na druhý vstup 8.2 prvého součtového členu 2· Prvý vstup 8,1 prvého součtového členu 2 3e připojen na výstup 5.3 měřicího transformátoru 2 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje a výstup 8.3 prvého součtového členu 2 3e připojen na vstup 9.1 tvarovacího členu 2 s invertorem.
Neinvertující vstup 9.2 tvarovacího členu 2 s invertorem je připojen jednak na vstup
14.1 prvého omezovače a integrátoru 14 a jednak na vstup 10.1 prvého zdroje 10 impulsu pro klíčování paměti, jehož výstup 10.2 je připojen jednak na klíčovací vstup 16.2 prvého paměťového obvodu 16 a jednak na vstup 12.1 prvého zdroje 12 impulsu pro nulování integrátoru. Výstup 12.2 prvého zdroje 12 impulsu pro nulování integrátoru je připojen na nulovaci vstup
14.2 prvého omezovače a integrátoru 14 a jehož výstup 14.3 je připojen na vstup 16.1 prvého pamětového obvodu 16, jehož výstup 16.3 je připojen na prvý vstup 18.1 druhého součtového členu 18.
Invertující výstup 9.3 tvarovacího členu 2 s invertorem je připojen jednak na vstup 15.1 druhého omezovače a integrátoru 15 a jednak na vstup 11.1 druhého zdroje 11 impulsu pro klíčování paměti, jehož výstup 11.2 je připojen jednak na klíčovací vstup 17.2 druhého 'paměťového obvodu 17 a jednak na vstup 13.1 druhého zdroje 13 impulsu pro nulování integrátoru. Výstup 13.2 druhého zdroje 13 impulsu pro nulování integrátoru je připojen na nulovaci vstup
15.2 druhého omezovače a integrátoru 15, jehož výstup 15.3 je připojen na vstup 17.1 druhého paměťového obvodu 17, jehož výstup 17.3 je připojen na druhý vstup 18.2 druhého součtového členu 22, jehož výstup 18.3 je výstupem čidla kmitočtu vnitřn-ího elektromotorického napětí synchronního stroje.
Měřicí transformátor 2 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje je realizován transformátorem 51 napětí, jehož vývody primárního vinutí jsou spojeny se vstupy 5.1 a 5.2 měřicího transformátoru 5 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje a jehož jeden vývod sekundárního vinutí je spojen s nulou napájecího napětí a druhý vývod je spojen s výstupem 5.3 měřicího transformátoru 2 sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje.
Měřicí transformátor 2 proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je realizován transformátorem 61 proudu, jehož vývody primárního vinutí jsou spojeny se vstupy 6.1 a 6.2 měřicího transformátoru 2 proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje a jeho jeden vývod sekundárního vinutí je spojen s nulou napájecího napětí a druhý vývod je připojen na výstup 6.3 měřicího transformátoru 2 proudu třetí fáze statorového vinutí syn254506 chronního stroje. Proporcionální člen ]_ s nastavitelným koeficientem přenosu je realizován potenciometrem 71, který je jedním koncem odporové dráhy připojen na vstup 7.1 proporcionálního členu 2 s nastavitelným koeficientem zesílení.
Druhý konec odporové dráhy je připojen na nulu napájecího napětí a jezdec na výstup 7.2 proporcionálního členu 7_ s nastavitelným koeficientem zesílení.
Prvý omezovač a integrátor 14 je realizován pomocí operačních zesilovačů 1407, 1410, tranzistorů 1403, 1409, diod 1402, 1411, odporů 1401, 1405, 140 6, 1412, 1413 a kondenzátoru 1408. Vstup 14.1 prvého omezovače a integrátoru 14 je připojen na katodu diody 1402, jejíž anoda je připojena na bázi tranzistoru 1403. Kolektor tranzistoru 1403 je připojen na záporné napájecí napětí 1404 a emitor tranzistoru 1403 je připojen jednak přes odpor 1401 na nulu napájecího napětí a jednak přes odpor 1413 na invertující vstup operačního zesilovače 1407, jehož neinvertující vstup je připojen na nulu napájecího napětí.
Výstup operačního zesilovače 1407 je připojen jednak na výstup 14.3 prvého omezovače a integrátoru 14, jednak přes kondenzátor 1408 na invertující vstup operačního zesilovače 1407 a jednak na emitor tranzistoru 1409, jehož kolektor je připojen na invertující vstup operačního zesilovače 1407. Báze tranzistoru 1409 je připojena přes odpor 1412 na anodu diody 1411, jejíž katoda je spojena s výstupem operačního zesilovače 1410.
Neinvertující vstup operačního zesilovače 1410 je připojen na nulu napájecího napětí a invertující vstup je připojen jednak přes odpor 1405 na záporné napájecí napětí 1404 a jednak přes odpor 1406 na nulovací vstup 14.2 prvého omezovače a integrátoru 14. Druhý omezovač a integrátor 15 je realizován obdobně jako prvý omezovač a integrátor 14. Prvý paměťový obvod 16 je realizován pomocí operačního zesilovače 1607, tranzistoru 1603, MOS spínače 1601, jehož výstup je připojen jednak přes kondenzátor 1602 na nulu napájecího napětí a jednak na bázi tranzistoru 1603.
Kolektor tranzistoru 1603 je připojen na kladné napájecí napětí 1608 a emitor tranzistoru 1603 je připojen jednak na výstup 16.3 prvého paměťového obvodu 16 a jednak přes odpor 1604 na záporné napájecí napětí 1609. Řídicí elektroda MOS spínače 1601 je připojena na výstup operačního zesilovače 1607, jehož neinvertující vstup je připojen na nulu napájecího napětí a jehož invertující vstup je připojen jednak přes odpor 1606 na záporné napájecí napětí 1609 a jednak přes odpor 1605 na klíčovací vstup 16.2 prvého napěťového obvodu 16.
Druhý paměťový obvod 17 je realizován obdobně jako prvý paměťový obvod 16.
Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje podle vynálezu pracuje tak, že polohou jezdce potenciometru 71 v proporcionálním členu 7_ θ nastavitelným koeficientem zesílení se nastaví takový koeficient zesílení, že napětí U? na výstupu 7.2 proporcionálního členu 2 s nastavitelným koeficientem zesílení je ve stejném poměru k napěťovému úbytku na synchronní reaktanci synchronního stroje v příčném směru jako napětí
U5 3 k statorovému napětí synchronního stroje Ufi.
Potom napětí Ug na výstupu 8.3 prvého součtového členu 2 synchronního stroje 2 stejnou fázi jako vnitřní elektromotorické napětí E. Na výstupu 9.2 tvarovacího členu 2 s invertorem je obdélníkové napětí Ug 2' jehož fáze je stejná jako fáze sinusového napětí Ug 3. Toto napétí přivedené na vstup 14.1 prvého omezovače a integrátoru 14 se omezí tak, že na emitoru tranzistoru 1403 je během kladné půlperiody napětí Ug nulové napětí a během záporné půlperiody napětí Ug záporné napětí. Během záporné půlperiody Ug integrátor realizovaný operačním zesilovačem 1407 odporem 1413 a kondenzátorem 1408 integruje a napětí na jeho výstupu —14 3 P° končení záporné půlperiody napětí Ug 2' úměrné délce periody tohoto napětí a nepřímo úměrné kmitočtu tohoto napětí a tedy i kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje 2·
Během kladné půlperiody se nejprve výstupní napětí uloží do paměti. Provede se to přivedením kladného impulsu 2 na klíčovací vstup 16.2 prvého paměťového obvodu 16. který otevře MOS spínač 1601 a kondenzátor 1602 se nabije na výstupní napětí integrátoru 3· Sestupná hrana impulsu υ^θ 2 spustí impuls U32 2, který je přiveden na nulovací vstup 14.2 prvého omezovače a integrátoru 14 a integrátor se vynuluje zkratováním kondenzátoru 1408 tranzistorem 1409. Tranzistor 1608 v prvním pamětovém obvodu 16 je společně s odporem 1604 zapojen jako emitorový sledovač, který má velký vstupní odpor, takže se napětí na kondenzátoru 1602 mění pouze v době kladného napětí na klíčovacím vstupu 16.2, jestliže se mění délka periody napětí ϋ8.3·
Na invertujícím výstupu 9.3 tvarovacího obvodu 2 s invertorem je obdélníkové napětí Ug g, jehož fáze je o 180° posunuta oproti fázi sinusového napětí Ug g. Toto napětí se zpracovává v druhém omezovači a integrátoru 15 a v druhém paměťovém obvodu 17 obdobně jako napětí Ug 2 v prvém omezovači a integrátoru 14 a v prvém paměťovém obvodu 16, a vede se na druhý vstup
18.2 druhého součtového členu 18. Na výstupu 18.3 druhého součtového členu 18, který je výstupem čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického asynchronního stroje, je tedy napětí, jehož velikost je nepřímo úměrná kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje.
Vzhledem k tomu, že změny kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí přefázovaného synchronního stroje jsou při normálním provozu malé, lze tuto nepřímou úměrnost linearizovat. Jelikož se zpracovávají obě půlperiody napětí 8.3, jehož fáze je stejná jako fáze vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje, redukuje se vliv případné přechodné stejnosměrné složky na přesnost měření.
Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje podle vynálezu se uplatní ve stabilizačních obvodech regulátorů buzení všech velkých synchronních strojů užívaných v energetice.

Claims (1)

  1. Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje sestávajícího z měřicího transformátoru sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje, měřicího transformátoru proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje, proporcionálního členu s nastavitelným koeficientem zesílení, prvého součtového členu, tvarovacího členu s invertorem, prvého impulsu pro klíčování paměti, prvého zdroje impulsu pro nulování integrátoru, prvného oraězovače a integrátoru, prvého paměťového obvodu, druhého zdroje impulsu při klíčování paměti, druhého zdroje impulsu pro nulování integrátoru, druhého omezovače a integrátoru/ druhého paměťového obvodu a druhého součtového členu, prvého měniče napětí synchronního stroje, připojeného vstupem na prvou fázi statorového vinutí synchronního stroje, druhého měniče napětí synchronního stroje, připojeného vstupem na druhou fázi statorového vinutí synchronního stroje a měniče proudu zapojeného v třetí fázi statorového vinutí synchronního stroje vyznačené tím, že prvý vstup (5.1) měřicího transformátoru (5) sdruženého napětí prvé a druhé fáze ze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup (2.1) prvého měniče (2) napětí synchronního stroje, jehož druhý výstup (2.2) je uzemněn a druhý vstup (5.2) měřicího transformátoru (5) sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup (3.1) druhého měniče (3) napětí, synchronního stroje, jehož druhý výstup je uzemněn a prvý vstup (6.1) měřicího transformátoru (6) proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na prvý výstup (4.1) měniče (4) proudu synchronního stroje a druhý vstup (6.2) měřicího transformátoru (6) proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na druhý výstup (4.2) měniče (4) proudu synchronního stroje, přičemž výstup (6.3) měřicího transformátoru (6) proudu třetí fáze statorového vinutí synchronního stroje je připojen na vstup (7.1) proporcionálního členu s nastavitelným koeficientem zesílení, jehož výstup (7.2) je připojen na druhý vstup (8.2) prvného součtového členu (8), jehož prvý vstup (8.1) je připojen na výstup (5.3) měřicího transformátoru (5) sdruženého napětí prvé a druhé fáze statorového vinutí synchronního stroje, přičemž výstup (8.3) prvého součtového členu (8) je připojen na vstup (9.1) tvarovacího členu (9) s invertorem, jehož neinvertující výstup (9.2) je připojen jednak na vstup (14.1) prvého omezovače a integrátoru (14) a jednak na vstup (10.1) prvého zdroje (10) impulsu pro klíčování paměti, jehož výstup (10.2) je připojen jednak na klíčovací vstup (16.2) prvého pamětového obvodu (16) a jednak na vstup (12.1) prvého zdroje (12) impulsu pro nulování integrátoru, jehož výstup (12.2) je připojen na nulovací vstup (14.2) prvého omezovače a integrátoru (14), jehož výstup (14.3) je připojen na vstup (16.1) prvého pamětového obvodu (16), jehož výstup (16.3) je připojen na prvý vstup (18.1) druhého součtového členu (18), přičemž invertujíci výstup (9.3) tvarovacího členu (9) s invertorem je připojen jednak na vstup (15.1) druhého omezovače a integrátoru (15) a jednak na vstup (11.1) druhého zdroje (11) impulsu pro klíčování paměti, jehož výstup (11.2) je připojen jednak na klíčovací vstup (17.2) druhého pamětového obvodu (17) a jednak na vstup (13.1) druhého zdroje (13) impulsu pro nulování integrátoru, jehož výstup (13.2) je připojen na nulovací vstup (15.2) druhého omezovače a integrátoru (15), jehož výstup (15.3) je připojen na vstup (17.1) druhého pamětového obvodu (17), jehož výstup (17.3) je připojen na druhý vstup (18.2) druhého součtového členu (18), jehož výstup (18.3) je výstupem čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje.
CS861763A 1986-03-14 1986-03-14 Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje CS254506B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS861763A CS254506B1 (cs) 1986-03-14 1986-03-14 Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS861763A CS254506B1 (cs) 1986-03-14 1986-03-14 Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS176386A1 CS176386A1 (en) 1987-05-14
CS254506B1 true CS254506B1 (cs) 1988-01-15

Family

ID=5352834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS861763A CS254506B1 (cs) 1986-03-14 1986-03-14 Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS254506B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS176386A1 (en) 1987-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5552979A (en) Isolated current sensor for DC to high frequency applications
US4070606A (en) Driving circuit for brushless DC motor
US4074175A (en) Inductive load current measuring circuit
US3517289A (en) System for controlling the speed and running direction of a brushless direct current motor
US6064191A (en) Current transducer and current-monitoring method
JP2661933B2 (ja) インバータの出力トランスの1次巻線を流れる電流の直流分の測定回路
JPS5947955B2 (ja) 回転磁界形電機の磁束成分に比例する電気量形成用回路装置
US4814696A (en) Method and circuit arrangement for measuring in-phase and quadrature components of current in an electrical alternating current power supply
JPS5814628B2 (ja) リレ−ノ シヤダンジカンソクテイソウチ
CS254506B1 (cs) Čidlo kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje
US3967174A (en) Electronic commutation apparatus for a brushless D.C. motor
GB1488775A (en) Current measuring apparatus
US3430142A (en) Direct current measurement apparatus
JPH05111246A (ja) 力率改善回路および力率改善回路を用いたスイツチング電源回路
US4389607A (en) Synchronous motor control device
US3499168A (en) Voltage regulating circuit with reactor sensing means
US12146916B2 (en) Method for controlling the speed of brushless motors
JPH0862261A (ja) 電子式電力量計の誤差補正装置
JPS6111995Y2 (cs)
JPH0345632B2 (cs)
SU1582290A1 (ru) Коммутатор вентильного электродвигател
SU1737694A1 (ru) Электропривод переменного тока
JP3144075B2 (ja) 交流電動機の定数測定方法
GB2315872A (en) Current transducer
SU129733A1 (ru) Устройство дл измерени коэффициента полезного действи электрического двигател