Opublikowano dnia 25 listopada 1960 r.Wij, 9/ 4 BlBLlOTFrV Urzec • t..i'-*«S}0 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr43722 KI. 21 d2, 6/01 7 Zaklady Konstrukcyjno-Dosiuiadczalne Przemyslu Maszyn Elektrycznych*) Katowice, Polska Uklad stabilizacyjny do prqdnic synchronicznych samowzbudnych Patent trwa od dnia 29 pazdziernika 1959 r.Pradnice synchixniczne malej mocy sa bu¬ dowane z reguly jako samowzbudne, z pradem wzbudizenia pobieranym przez prostownik, ze specjalnymi ukladami utrzymujacymi staly po¬ ziom napiecia przy zmianie obciazenia od zera do znamionowego i wspólczynniku mocy zmie¬ niajacym sie w okreslonych granicach. Dla utrzymania stalego napliecia na zaciskach prad¬ nicy, prad w uzwojeniu wzbudzenia powinien zmieniac sie wraz ze zmiiana obciazenia wedlug charakterystyk regulacji, przy czym charaktery¬ styki te sa rózne dla róznych wspólczynników mocy.Jak widac na rysunku (fig. 1) do utrzymania stalego napliecia pradnicy nie obciazonej po¬ trzebny jest prad Ii. Ze wzrostem obciazenia prad wzbudzenia musi wzrosnac do wartosci Iw = h + *2- Potrzebny wzrost pradu wzbu¬ dzenia otrzymuje sie róznymi sposobami, na *¦) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku Jest ini. Maria Graczyk. przyklad w ukladach z wirujacym stabilizato¬ rem, kompaundowanych lub z korektorami napiecia.W ukladach z kompaundacja wzrost pradu wzbudzenia pochodzi od odpowiednio przetran- sformowanego pradu obciazenia. Miedzy innymi uzyskuje sie to za pomoca transformatora trójuzwójeniowego, posiadajacego dwa uzwo¬ jenia, pierwotne (napieciowe i pradowe) oraz uzwojenie wtórne sumujace, które zasila przez prostownik uzwojenie wzbudzenia pradnicy.W przyblizeniu, w takim ukladzie, prad Ii (fig. 1) pochodzi od przeplywu uzwojenia na¬ pieciowego (bocznikowego), a prad I2 od prze¬ plywu uzwojenia pradowego (szeregowego).Przeplywy bocznikowy i szeregowy dodaja sie geometrycznie. Zadaniem dodatkowym elemen¬ tów ukladu, takich jak: dlawiki, kondensatory, opory itp,, jest takie usytuowanie wektorów tych przeplywów, by dla róznych wspólczyn¬ ników mocy przebieg pradu wzbudzenia bylw przyblizeniu zgodny z charakterystyka re¬ gulacji.Odpowiednie polozenie wektorów przeplywów uzyskiwano róznymi sposobami, na przyklad: przez zastosowanie duzej indukcyjnosci w ob¬ wodzie uzwojenia napieciowego, badz to w po¬ staci oddzielnego dlawika, badz zwiekszonego rozproszenia transformatora trójuzwojeniowego, uzyskiwanego przez bocznikowanie strumienia glównego.Wspólna wada stosowanych ukladów jest znaczny ciezar elementów wchodzacych w ich sklad, takich jak dlawiki czy opornice, ponadto uklady, zawierajace opory wlaczone w obwód glówny, maja niska sprawnosc. Stosowane ukla¬ dy tego typu nie pozwalaja na uzyskiwanie plynnej regulacji poziomu napiecia oraz nie zapewniaja odpowiedniej jego stalosci.Uklad stabilizacyjny wedlug wynalazku do pradnic synchronicznych samowzbudnych jedno i wielofazowych pozbawiony jest w znacznym stopniu powyzszych wad. Uklad wedlug wy¬ nalazku,, który nalezy do ukladów kompaunóo- wanych, polega na zastosowaniu dodatkowego uzwojenia w tworniku maszyny, polaczonego w szereg z uzwojeniem roboczym, na wyko¬ rzystaniu zasilania uzwojenia napieciowego zna¬ nego transformatora trójuzwojeniowego — sumy napiecia fazowego pradnicy i napiecia uzwo¬ jenia dodatkowego, ponadto na zalaczeniu w szereg z uzwojeniem napieciowym transfor¬ matora pojemnosci i opornosci, przy czym ta ostatnia ma postac opornika regulacyjnego.Kat przestrzenny zawarty pomiedzy osiami uzwojen pradnicy glównego! i dodatkowego 90° powinien w przyblizeniu byc równy —¦ P gdzie „p" oznacza ilosc paT biegunów pradnicy.Przyklad ukladu wedlug wynalazku uwidocz¬ niony jest na figurach 2 i 3 rysunku, przy czyni na fig. 2 przedstawiono schemat ukladu, a na fig. 3 — wykres wektorowy pradów i na¬ piec ukladu wedlug fig. 2, sporzadzony na pod¬ stawie pomiarów dokonanych na pradnicy mo¬ delowej.Jak uwidoczniono na schemacie (fig. 2) twor- nik pradnicy E sklada sie ze znanego uzwo¬ jenia roboczego UG oraz uzwojenia dodatko¬ wego UD. Koniec 1 uzwojenia roboczego UG polaczony jest z poczatkiem 2 uzwojenia do¬ datkowego UD. Koniec 3 uzwojenia dodatkowe¬ go polaczony jest poprzez kondensator C i opor¬ nik regulacyjny R z koncówka 4 uzwojenia napieciowego GN transformatora trójuzwojenio¬ wego TR. Druga koncówka 5 uzwojenia GN jest przylaczona do poczatku 6 uzwojenia ro¬ boczego UG. W ten sposób uzwojenie napie¬ ciowe GN transformatora zalaczone jest po¬ przez opornik regulacyjny i kondensator na sume napiec: roboczego i odpowiednio w sto¬ sunku do niego przesunietego w fazie napie¬ cia uzwojenia dodatkowego. Przez dobranie kondensatora C i opornika regulacyjnego R zalaczonych w szereg umozliwione jest wyma¬ gane ustawienie kierunku wektora pradu w tymze uzwojeniu. Ponadto za pomoca opor¬ nika regulacyjnego R regulowac mozna z ma¬ lymi stratami w sposób ciagly poziom napiecia pradnicy. Uzwojenie szeregowe S transforma¬ tora z jednej strony 7 przylaczone jest do kon¬ cówki 1 uzwojenia roboczego, z drugiej stro¬ ny 8 polaczone jest w zaciskiem 9 odbiornika 10. Koncówki 11 i 12 uzwojenia wtórnego (su¬ mujacego) DN transformatora TR przylaczone sa do zacisków pradu zmiennego prostowni¬ ka P.Do zacisków pradu stalego prostownika przy¬ laczone sa koncówki 13 i 14 uzwojenia wzbu¬ dzenia W pradnicy.Dzialanie ukladu stabilizacyjnego wedlug wy¬ nalazku wyjasniono ponizej na podstawie (przy¬ kladu przedstawionego na fig. 2 oraz na wykre¬ sie wektorowym na fig. 3, na którym dodatko¬ we symbole oznaczaja: Ugen — napiecie na zaciskach pradnicy, Ugn —.napiecie na uzwo¬ jeniu GN transformatora, Uc — napiecie na kondensatorze, Ur — napiecie na oporniku re¬ gulacyjnym, Ud — napiecie na uzwojeniu do¬ datkowym UD pradnicy, AZs — przeplyw po¬ chodzacy od uzwojenia szeregowego S, AZgn — przeplyw od uzwojenia napieciowego GN i AZdn — przeplyw od uzwojenia wtórnego, sumujacego DN, transformatora trójuzwojenio¬ wego.Przy biegu jalowym pradnicy w transforma¬ torze TR dzialaja tylko dwa uzwojenia: pier¬ wotne napieciowe GN i wtórne DN. Prad Ign przetransformowany na strone wtórna transfor¬ matora i Wyprostowany przez prostownik P daje prad wzbudzenia Iw pradnicy potrzebny przy biegu jalowym. Przy obciazeniu pradnicy przez uzwojenie pierwotne szeregowe S trans¬ formatora plynie prad obciazenia I. Przeplyw AZS pochodzacy od pradu obciazenia dodaje sie geometrycznie do przeplywu AZgn pocho¬ dzacego od pradu Ign* Kierunki wektorów prze¬ plywów AZgn i AZs sa zgodne z kierunkami wektorów odpowiednich pradów Ign i J. Suma wektorów przeplywów AZgn i AZs daje prze- 2plyw AZdn odpowiadajacy pradowi wzbudze¬ nia pradnicy przy danym obciazeniu.Wektor pradu obciazenia moze byc w fazie z wektorem napiecia Ugen, wzglednie jest przesuniety o odpowiedni kat, zaleznie od charakteru obciazenia. Przy opracowaniu przy¬ kladu dzialania ukladu wzieto pod uwage ob¬ ciazenie czysto omowe i omowo-indukcyjne.Obliczenia i pomiary wykazaly, ze aby uzys¬ kac prad wzbudzenia zmieniajacy sie zgodnie z charakterystyka regulacji przy róznych wspól-' czynnikach mocy, nalezy wektor AZs odwrócic o 180° wzgledem wektora pradu obciazenia I.Praktycznie odwrócenie to uzyskuje sie przez takie polaczenie uzwojen transformatora TR, jakie pokazano na rys. fig. 2, przy zalozeniu jednakowego kierunku nawiniecia wszystkich uzwojen transformatora. no uzwojenie napieciowe i jedno szeregowe przewodzace prad obciazenia oraz jedno uz¬ wojenie wtórne sumujace, z którego pobie¬ rany jest prad wzbudzenia pradnicy poprzez prostownik, znamienny tym, ze pradnica posiada uzwojenie dodatkowe (UD) polaczo¬ ne w szereg z uzwojeniem roboczym (UG), przy czym na uzwojenie napieciowe (GN) zalaczona jest geometryczna suma napiecia glównego (Ugen) i napiecia (Ud) uzwojenia dodatkowego pradnicy, a wektor napiecia (Ud) uzwojenia dodatkowego (UD) wyprze¬ dza o okolo 90° wektor napiecia glówne¬ go (Ugen)- 2. Uklad wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze posiada kondensator (C) i opornik regu¬ lacyjny (R), wlaczone w szereg z uzwoje¬ niem napieciowym (GN) transformatora. PL