DE3238746A1

DE3238746A1 - Circuit arrangement of a rotor current limiting regulator of the field regulator of a synchronous machine

Info

Publication number: DE3238746A1
Application number: DE19823238746
Authority: DE
Inventors: Emil Dipl.-Ing. Hrzán; Václav Dipl.-Ing. Plzen Kuna
Original assignee: Skoda kp
Current assignee: Skoda kp
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1983-06-01
Also published as: CS225319B1

Abstract

The invention relates to a rotor current limiting regulator of the field regulator of a synchronous machine and achieves the object of providing a dedicated circuit arrangement of the rotor current limiting regulator. The idea of the invention is for the output of the rotor current sensor to be connected, from the adjustment limit, to the input of the error evaluating circuit which evaluates the rotor current error and whose output is connected on the one hand to the input of the delay element with a controlled delay and, on the other hand, is connected to the second input of the regulating element. The first input of the regulating element is connected to the output of the delay element with a controlled delay, and the output of the regulating element forms the circuit arrangement output.

Description

Schaltungsanordnung eines Läuferstrombegrenzungsreglers desCircuit arrangement of a rotor current limiting controller of the

Peldreglers von einer Synchronmaschine Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines Läuferstrombegrenzungsreglers des Feldreglers von einer Synchronmaschine die aus einem Läuferstromfühler, einem Fehlerauswertnngskrei s des Läuferstroms von der Einstellgrenze, einem Verzögerungsglied mit einer gesteuerten Verzögerung und einem Regelglied zusammengesetzt ist.Field regulator of a synchronous machine The invention relates to a Circuit arrangement of a rotor current limiting controller of the field controller of a Synchronous machine consisting of a rotor current sensor, an error evaluation circuit of the rotor current from the setting limit, a delay element with a controlled Delay and a control element is composed.

Bis jetzt wurden in den Eeldreglern von Synchronmaschinen solche Schaltungsanordnungen des Läuferstromb egrenzungsreglers angewendet, bei denen nur ein Kreis die Funktionen des Verzögerungsgliedes mit der gesteuerten Verzögerung und des Regelgliedes erfüllt hat. Ein Nachteil dieser Lösung liegt darin, daß die Größe der Verzögerungseinstellung die dynamischen Eigenschaften des Regelgliedes und umgekehrt beeinflußt.Up to now, such circuit arrangements have been used in the power regulators of synchronous machines of the rotor current limitation controller, where only one circuit has the functions the delay element with the controlled delay and the control element met Has. A disadvantage of this solution is that the size of the delay setting influences the dynamic properties of the control element and vice versa.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zu schaffen, bei der die Größe der Verzö.gerungseinstellung nicht mehr die dynamischen Eigenschaften des Regelgliedes beeinflußt.The invention overcomes these disadvantages. It is the object of the invention To create a circuit in which the size of the delay setting is not influences more the dynamic properties of the control element.

Die Erfindung besteht darin, daß der Ausgang des Läuferstromfühlers an den Eingang des Fehlerauswertungskreises des Läuf erstroms von der Einstellgrenze angeschlossen ist, dessen Ausgang einerseits an den Eingang des Verzögerungsgliedes mit einer gesteuerten Verzögerung und andeterseits an den æweiten Eingang des Regelgliedes angeschlossen ist, dessen erster Eingang an den Ausgang des Verzögerungsgliedes mit einer gesteuerten Verzögerung angeschlossen ist und dessen Ausgang den Schaltungsanordnungsausgang bildet.The invention consists in that the output of the rotor current sensor at the input of the error evaluation circuit of the rotor current from the setting limit is connected, the output of which on the one hand to the input of the delay element with a controlled delay and on the other hand to the wide input of the control element is connected, the first input of which is connected to the output of the delay element is connected with a controlled delay and whose output is the circuit arrangement output forms.

Das Wesen der BrSindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausftihrungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild0 Der Läaferstromfiihler 1 ist mit seinem Ausgang 1.1 an den Eingang 2.1 des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuferstroms von der Einstellgrenze angeschlossen, dessen Ausgang 2.2 einerseits an den Eingang 3.1 des Verzögerungsgliedes 3 mit einer gesteverten Verzögerung und andererseits an den sweiten Eingang 4.2 des Regelgliedes 4 angeschlossen ist, dessen erster Eingang 4.1 an den Ausgang 3.2 des Verzögerungsgliedes 3 mit einer gesteuerten Verzögerung angeschlossen ist und dessen Ausgang 4.3 den Schaltungsanordnungsausgang bildet.The essence of the bond is shown below with reference to one in the drawing schematically illustrated Ausftihrungsbeispieles explained in more detail. The drawing shows a block diagram 0 The Läaferstromfiihler 1 is with its output 1.1 on the input 2.1 of the error evaluation circuit 2 of the rotor current from the setting limit connected, the output 2.2 on the one hand to the input 3.1 of the delay element 3 with a timed delay and on the other hand to the second input 4.2 of the control element 4 is connected, the first input 4.1 to the output 3.2 of the delay element 3 is connected with a controlled delay and whose output 4.3 forms the circuit arrangement output.

Der Läuferstromffihler 1 beinhaltet einen Nebenschluß 1.2 und ein Glied 1.5 der galvanischen Trennung. Der Pol 1.3 des Nebenschlusses 1.2 ist an den Eingang 1.6 des Gliedes 1.5 der galvanischen Trennung angeschlossen. Der Pol 1.4 des Nebenschlusses 1.2 ist an den Eingang 1.7 des Gliedes 1.5 der galvanischen Trennung angeschlosscn. Der Ausgang 1.8 des Gliedes 1.5 der galvanischenTrennung ist an den Ausgang 1.1 des LäuferstromfUiilers 1. angeschlossen. Der Ausgang 1.9 des Gliedes 1.5 der galvanischen Trennung ist mit dem Nullpotential verbunden.The rotor current sensor 1 includes a shunt 1.2 and a Element 1.5 of the galvanic separation. The pole 1.3 of the shunt 1.2 is to the Input 1.6 of the element 1.5 of the galvanic separation connected. The pole 1.4 of the shunt 1.2 is to the input 1.7 of the element 1.5 of the galvanic isolation connected. The output 1.8 of the element 1.5 of the galvanic isolation is connected to the Output 1.1 of the rotor current filter 1. connected. The output 1.9 of the link 1.5 of the galvanic isolation is connected to the zero potential.

Der Fehlerauswertungskris 2 des Läuferstromes beinhaltet Widerstände 2.5, 2.6 und 2.8, ein Potentioseter 2.3 und einen Operationsverstärker 2.7. Der Eingang 2.1 des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuferstroms ist über den Widerstand 2.6 einerseits an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2.7, andererseits über den Widerstand 2.5 an den Schleiikontakt des Potentiometers 2.3, dessen eines Ende 2.9 an das Nullpotential und dessen zweites Ende an die Quelle 2.4 der positiven Spannung angeschlossen ist, und andererseits über den Widerstand 2.8 an den Ausgang des Operationsverstärkers 2.7 angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 2.7 ist an das Nullpotential angeschlossen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 2.7 ist an den Ausgang 2.2 des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuierstromes von der Einstellgrenze angeschlossen.The error evaluation crisis 2 of the rotor current contains resistors 2.5, 2.6 and 2.8, a potentioseter 2.3 and an operational amplifier 2.7. Of the Input 2.1 of the error evaluation circuit 2 of the rotor current is via the resistor 2.6 on the one hand to the inverting input of the operational amplifier 2.7, on the other hand via the resistor 2.5 to the loop contact of the potentiometer 2.3, one of which End 2.9 to the zero potential and its second end to the source 2.4 of the positive Voltage is connected, and on the other hand via the resistor 2.8 to the output of the operational amplifier 2.7 connected. The non-inverting input of the Operational amplifier 2.7 is connected to zero potential. The outcome of the Operational amplifier 2.7 is connected to output 2.2 of error evaluation circuit 2 of the sounding current connected from the setting limit.

Das Verzögerungsglied 3 mit der gesteuerten Verzögerung beinhaltet die Widerstände 3.3, 3.6 und 3.8, den Kondensator 3.5 und die Operationsverstärker 3.4 und 3.9. Der Eingang 3.1 des Verzögerungsgliedes 3 mit der gesteuerten Verzögerung ist über den Widerstand 3.3 einerseits an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 3.4, dessen nichtinvertierender Eingang an das Nullpotential angeschlossen ist, und andererseits über den Kondensator 3.5 an den Ausgang des Operationsverstärkers 3.4 angeschlossen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 3.4 ist über den Widerstand S.6 einerseits an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 3.9 und andererseits über den Widerstand 3.8 an die Quelle 3.7 der positiven Spannung angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 3.9 ist an das Nullpotential angeschlossen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 3.9 ist an den Ausgang 3.2 des Verzögerungagliedes 3 mit der gesteuerten Verzögerung angeschlossen.The delay element 3 includes the controlled delay the resistors 3.3, 3.6 and 3.8, the capacitor 3.5 and the operational amplifiers 3.4 and 3.9. The input 3.1 of the delay element 3 with the controlled delay is via the resistor 3.3 on the one hand to the inverting input of the operational amplifier 3.4, whose non-inverting input is connected to zero potential, and on the other hand via the capacitor 3.5 to the output of the operational amplifier 3.4 connected. The output of the operational amplifier 3.4 is via the resistor 6 on the one hand to the inverting input of the operational amplifier 3.9 and on the other hand connected via the resistor 3.8 to the source 3.7 of the positive voltage. The non-inverting input of the operational amplifier 3.9 is at zero potential connected. The output of the operational amplifier 3.9 is connected to the output 3.2 of the delay element 3 connected to the controlled delay.

Das Regelglied 4 beinhaltet die Widerstände 4.5, 4.6 und 4.7, die Dioden 4.4, 4.8 und 4.10 und den Operationsverstärker 4.9.The control element 4 includes the resistors 4.5, 4.6 and 4.7, the Diodes 4.4, 4.8 and 4.10 and the operational amplifier 4.9.

Der erste Eingang 4.1 des Regelgliedes 4 ist an die Kathode der Diode 4.4 angeschlossen, deren Anode über den Widerstand 4.5 einerseits an den invertierenden Eingang des Operationsver stärkere 4.9, an den über den Widerstand 4.6 der zweite Eingang 4.2 des Regelgliedes 4 angeschlossen ist, andererseits über den Widerstand 4.7 an den Ausgang 4.3 des Regelgliedes 4 und andererseits über die mittels der Kathode angeschlossene Diode 4.8 an den Ausgang des Operationsverstärkers 4.9 angeschlossen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 4.9 ist über die mittels der Kathode angeschlossene Diode 4.10 mit dem Ausgang 4.3 des Regelgliedes 4 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 4.9 ist an das Nullpotential angeschlossen.The first input 4.1 of the control element 4 is connected to the cathode of the diode 4.4 connected, the anode of which via the resistor 4.5 on the one hand to the inverting Input of the Operationsver stronger 4.9, to the resistor 4.6 of the second Input 4.2 of the control element 4 is connected, on the other hand via the resistor 4.7 to the output 4.3 of the control element 4 and on the other hand via the means of Cathode connected diode 4.8 connected to the output of the operational amplifier 4.9. The output of the operational amplifier 4.9 is via the connected by means of the cathode Diode 4.10 is connected to the output 4.3 of the control element 4. The non-inverting one The input of the operational amplifier 4.9 is connected to the zero potential.

An dem Ausgang 1.1 des Läuferstromfühlere 1 befindet sich eine Negativspannung, deren Grösse der BEaferstromgröße proportional ist. An dem Ausgang 2.2 des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuferstromes von der Einstellgrenze liegt eine Spannung, deren Größe der Läuferstromabweichung von der durch das Potentiometer 2.3 eingestellten Grenze proportcnaiist. Falls der Läuferstrom kleiner als die eingestellte Grenze ist, dann weist die Ausgangsspannung des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuferstromes von der Einstellgrenze eine Negativpolarität auf. Diese an den Eingang 3.1 des Verzögerungsgliedes 3 mit der gesteuerten Verzögerung angelegte Spannung bildet in dem Stabilzustand eine Positivepannung an dem Ausgang des durch den Operationsverstärker 3.4 realisierten Integrators und eine Negativspannung an dem Ausgang des durch den Operationsverstärker 3.9 realisierten Komparators aus.There is a negative voltage at output 1.1 of rotor current sensor 1, whose size is proportional to the BEaferstrom size. At output 2.2 of the error evaluation circuit 2 of the rotor current from the setting limit is a voltage whose size is the Rotor current deviation from the limit set by potentiometer 2.3 is proportional. If the rotor current is less than the set limit, the output voltage indicates of the error evaluation circuit 2 of the rotor current from the setting limit a negative polarity on. This to the input 3.1 of the delay element 3 with the controlled delay applied voltage forms a positive voltage at the output in the stable state of the integrator implemented by the operational amplifier 3.4 and a negative voltage at the output of the comparator implemented by the operational amplifier 3.9.

Die Negativspannung auf dem Komparatorausgang, die an den ersten Eingang 4.1 des Regelgliedes 4 geleitet ist, bildet eine Positivspannung an dem Ausgang des Operationsverstärkers 4.9 in dem Regelglied 4 und eine Nullspannung an dem Ausgang 4.3 des Regelgliedes 4. Falls die Läuferstromgröße die eingestellte Grenze überschreitet, erscheint an dem Ausgang 2.2 d e s des Fehlerauswertungskreises 2 des Läuf erstromes von der Einstellgrenze eine Positivspannung. Falls aber an den ersten Eingang 4.1 des Regelgliedes 4 aus dem Ausgang 3.2 des Verzögerungsgliedes 3 mit der gesteuerten Verzögerung eine Negativspannung geleitet wird, erscheint an dem Ausgang aus dem Operationsverstärker 4.9 in dem Regelglied 4 eine Positivspannung und an dem Ausgang 4.3 des Regelgliedes 4, das den Ausgang der Schaltungsanordnung bildet, eine Nullspannung. Falls eine Positivspannung an de Eingang 3.1 des Verzögerungsgliedes 3 mit der gesteuerten Verzögerung erscheint, sinkt die Spannung an dem Ausgang des durch den Operationsverstärker 3.4 realisierten Integrators und in einem bestimmten Zeitpunkt verändert sich die Negativspannung an dem Ausgang des Operationsverstärker 3.9 und an dem Ausgang 3.2 des Verzögerungsgliedes 3 mit de gesteuerten Verzögerung auf die Positivspannung sprunghaft.The negative voltage on the comparator output that goes to the first input 4.1 of the control element 4 is conducted, forms a positive voltage at the output of the operational amplifier 4.9 in the control element 4 and a zero voltage on the exit 4.3 of the control element 4. If the rotor current value exceeds the set limit, appears at output 2.2 of the error evaluation circuit 2 of the rotor current a positive voltage from the setting limit. But if at the first input 4.1 of the control element 4 from the output 3.2 of the delay element 3 with the controlled Delay a negative voltage is passed, appears at the output from the Operational amplifier 4.9 in the control element 4 a positive voltage and at the output 4.3 of the control element 4, which forms the output of the circuit arrangement, a zero voltage. If there is a positive voltage at the input 3.1 of the delay element 3 with the controlled Delay appears, the voltage at the output of the drops through the operational amplifier 3.4 realized integrator and at a certain point in time the Negative voltage at the output of the operational amplifier 3.9 and at the output 3.2 of the delay element 3 with de controlled delay to the positive voltage by leaps and bounds.

Die Funktion des Regelgliedes 4 wird nicht weiter blockiert und an dem Ausgang 4.3 des Regelgliedes 4 erscheint eine der tberhöhung des Läuferstromes über die Einstellgrenze proportionale Negativspannung, die zur Beschränkung des Läuferstromes anwendbar ist. Die Eingriffsverzögerung des Begrenzers ist umgekehrt proportional zur Überhöhungsgröße des Läuferstromes über die eingestellte Grenze.The function of the control element 4 is no longer blocked and on The output 4.3 of the control element 4 shows an increase in the rotor current Negative voltage proportional to the setting limit, which is used to limit the Rotor current is applicable. The intervention delay of the limiter is reversed proportional to the magnitude of the increase in the rotor current above the set limit.

Der Vorteil der beschriebenen Schaltungsanordnung liegt darin, daß die Unabhängigkeit der Funktion des Verzögerungs gliedes mit der gesteuerten Verzögerung und des Regelglied des es ermöglicht, eine solche Eingriffsverzögerung des Begrenzers einzustellen, die eine maximale Ausnutzung der Synchronmaschine zur Stel ring der Netz stabilität bei der Sicherheitserhaltung des Maschinenbetriebes sicherstellt.The advantage of the circuit arrangement described is that the independence of the function of the delay element with the controlled delay and the control element which enables such a delay in engagement of the limiter to set the maximum utilization of the synchronous machine for adjusting the Ensures network stability while maintaining the safety of machine operation.

Die Erfindung ist anwendbar in den Feldreglern von großen Synchronmaschinen.The invention can be used in the field regulators of large synchronous machines.

Liste der verwendeten Bezugs zeichen 1 Läuferstromfühler 1.1 Ausgang 1.2 Nebeschluß 1.3 Pol 1.4 Pol 1.5 Glied der galvanischen Trennung 1.6 Eingang 1.7 Eingang 1.8 Ausgang 1.9 Ausgang 2 Pehl erauswertungskre is 2.1 Eingang 2.2 Ausgang 2.3 Potentiometer 2.4 Quelle der positiven Spannung 2.5 Widerstand 2.6 Widerstand 2.7 Operationsverstärker 2.8 Widerstand 2.9 Ende 3 Verzögerungsglied 3.1 Eingang 3.2 Ausgang 3.3 Widerstand 3.4 Operationsverstärker 3.5 Kondensator 3.6 Widerstand 3.7 Quelle der positiven Spannung 3.8 Widerstand 3.9 Operationsverstärker 4 Regelglied 4.1 erster Eingang 4.2 zweiter Eingang 4.3 Ausgang 4.4 Diode 4.5 Widerstand 4.6 Widerstand 4.7 Widerstand 4.8 Diode 4.9 Operationsverstärker 4.10 Diode LeerseiteList of reference symbols used 1 rotor current sensor 1.1 output 1.2 shunt 1.3 pole 1.4 pole 1.5 element of galvanic isolation 1.6 input 1.7 Input 1.8 Output 1.9 Output 2 fault evaluation circuit 2.1 Input 2.2 Output 2.3 Potentiometer 2.4 Source of positive voltage 2.5 Resistance 2.6 Resistance 2.7 operational amplifier 2.8 resistor 2.9 end 3 delay element 3.1 input 3.2 Output 3.3 Resistor 3.4 Operational Amplifier 3.5 Capacitor 3.6 Resistor 3.7 Source of positive voltage 3.8 Resistance 3.9 Operational amplifier 4 control element 4.1 first input 4.2 second input 4.3 output 4.4 diode 4.5 resistor 4.6 Resistor 4.7 Resistor 4.8 Diode 4.9 Operational Amplifier 4.10 Diode Blank page

Claims

Claim: Circuit arrangement of a Läuferstronib ebegrenzungsreglers of the field controller from a synchronous machine, which consists of a rotor current sensor, a Error evaluation circuit of the rotor current from the setting limit, a delay element is composed with a controlled delay and a regulating element, thereby characterized in that the output (1.1) of the rotor current feeder (1) to the input (2.1) of the fault evaluation circuit (2) of the rotor current from the setting limit is connected, the output (2.2) on the one hand to the input (3.1) of the delay element (3) with a controlled delay and on the other hand to the second input (4.2) of the control element (4) is connected, the first input (4.1) of which is connected to the output (3.2) of the delay element (3) connected with a controlled delay and whose output (4.3) forms the circuit arrangement output.