RU1818677C - Устройство дл возбуждени синхронной машины - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство дл  возбуждени  синхронных машин содержит тиристориый выпр митель, блок импульс- но-фазового управлени  тиристорным вы- пр мителем, блок защиты и блок автоматического регулировани  воэбужде- , ки . Новым в устройстве дл  возбуждени   вл етс  выполнение суммирующего усилител  в виде операционного усилител , охваченного целью обратной св зи, а формирователей импульсов управлени  на основе релаксационного генератора на од- нопереходном транзисторе оптопары, причем соединенные вместе первые выводы светодиодов каждой оптопары через резистор соединены с эмиттером регулирующего транзистора, база которого подключена к выходу операционного усилител , а коллектор через обмотки трансформатора синхронизации соединен с вторыми выводами соответствующих светодиодов оптопар. Выходы датчиков регулируемых параметров подключены к входу операционного усилител  и входам блока защиты, св занного своим выходом с шунтирующими элементами , включенными параллельно светоизлуча- ющим диодам оптопар. Т з. п. ф-лы, 3 ил. Ј

Description

Изобретение относитс  к электротехнической промышленности и может быть использовано дл  автоматического регулировани  тока возбуждени  синхронных электрических машин во всех отрасл х народного хоз йства, где они используютс .

Цель изобретени  - упрощение, повышение надежности и качества регулировани .

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл  возбуждени  синхронной машины, на фиг. 2 - схема одного канала блока им- пульсно-фазового управлени  и его св зи с остальными узлами и элементами устройства , а на фиг. 3 - временные диаграммы напр жений и токов на элементах устройстве при его работе.

Устройство дл  возбуждени  синкрон- ной машины (фиг. 1) включает в себ  блок импульсно-фазового управлени  (БИФУ) 1, блок автоматического регулировани  тока возбуждени  2, блок защиты 3 и управл емый тиристорный преобразователь 4, подключенный к обмотке возбуждени  синхронной машины 5. БИФУ 1 содержит три идентичные схемы формировани  импульсов управлени  6, 7 и 8. выходы каждой из которых соединены с управл ющими электродами тиристоров 9,10 и 11 преобразовател  4, БИФУ 1 содержит также трансформатор синхронизации 12, первичные

00

00

о 4

oDwor:; которого соединены треугольни-с первым и вторым входами блока защиты 3.

ком, а вторичные - звездой. Последователь-на третий вход которого подключаетс  выно с каждой вторичной обмоткой включеныходной сигнал датчика асинхронного хода

потенциометры 13, 14, 15. Движки потенци-37.

ометров через диоды 16, 17, 18 и резисторы5 Входом датчика 35 напр жени  статора 19, 20, 21, подключены к соответствующимсинхронной машины служит выход раздели- схемам 6, 7 и 8 формировани  импульсовтельного трансформатора 38, а входом дат- управлений. Кажда Ччз этих схем (на фиг. 2чика 36 тока возбуждени   вл етс  сигнал, изображена только схема 8) состоит из фор-снимаемый с шунта 39. («ироезтйл  импульсов и импульсного уси-Ю Устройство работает следующим обра- лителг), причем формирователь импульсовзом. В рабочем режиме на вторичных обмот- предстзЕш ет собой ждущий мультивибра-ках трансформатора синхронизации 12 тор, выполненный на однопереходномблока импульсно-фзэового управлени  1 по- транзмсторе оптопары 22, Ширина импуль- вл ютс  фазные напр жени , сдвинутые са мультивибратора определ етс  величи-15 на 30 эл. град, по отношению к соответству- ной емкости 23, Усилитель выполнен нающим напр жени м, поступающим на ано- транзисторе 24, нагруженном на импульс-ды силовых тиристоров 9, 10 и 11. ный трансформатор 25, Выводы вторичнойВременные диаграммы напр жений на ано- обмотки трансформатора 25 подключены кдах тиристоров приведены на фиг. 3 а. Фа- управл ющему электроду тиристора 11.20 зовый сдвиг обусловлен включением Импульсные трансформаторы схем форми-первичных обмоток трансформатора 12 по рователей импульсов б и 7 подключены ксхеме треугольника. Часть напр жени  соуправл ющим электродам тиристоров 9и 10ответствующей фазы с движков потенцио- соответственно.метров 13, 14, 15 через диоды 16, 17, 18

Светоизлучающий диод оптрона 2225 поступает на аноды светоизлучающих дио- шунтируетс  элементом 26, управл емымдов оптопар, вход щих в схемы 6, 7, 8 фор- зыходом блока защиты 3. Этот же выходмировани  импульсов управлени . блока защиты 3 управл ет аналогичнымиДиаграммы токов, протекающих через све- элементамм, шунтирующими выводы свето-тодиоды, включенные в фазы А, В и С вто- диодов s схема/ формировани  импульсов30 ричной обмотки трансформатора 12, 6 и 7. 8 качестве шуктрирующих элементовприведены на фиг. 3 б, в иг соответственно. могут использоватьс  нормально открытыеРаботу схем формировани  рассмотрим контакты pare либо ключи, выполненные нана примере схемы 8, включенной в фазу С Стол рных или МОП-транзисторах. Блок(фиг. 2). Схемы формировани  6 и 7 работа- защиты включает в себ  таймер и пороговые35 ют аналогично.

элементы, входы которых  вл ютс  входамиПоскольку светодиоды  вл ютс  элеблока защиты 3, э выходы подключены кментами с выраженной нелинейностью, то

аходу таймера, выходкой сигнал таймера по-при обратном смещении они не подсвечиваслупает на выход блока защиты,ютс , а при пр мом - не выдают выходного

Соединенные емеете катоды еветоизлу-40 светового сигнала, если величина тока смечающих диодов отроков, вход щих в схе-щени  меньше некоторого порогового знамы 6, 7 и 8 формировани  импульсовчени . При достижении положительной

управлени , подключены к переменному ре-полуволной тока синхронизации, поступаюзистору , соединенному с эмиттером регули-щего на анод светодиода, этого порога, сверующеготранзистора 28 (фиг. 1). Коллектор45 тодиод загораетс  и включает

транзистора 28 св зан с общей точкой сое-фототранзистор оптопары 22, вход щий в

динени  вторичных обмоток трансформато-схему одностабильного мультивибратора.

ра синхронизации 12. База транзистораПоследний генерирует импульс, поступаюподключена к выходу операционного усили-щий на усилитель, содержащий транзистор

тел  29, охваченного цепочкой обратной50 24 и импульсный трансформатор 25. С втосв зи 30, обеспечивающей требуемый за-ричной обмотки трансформатора импульс

кон регулировани . Входом усилител   вл -подаетс  на управл ющий электрод тириетс  суммирующа  цепь, составленна стора 11 (9 и 10 дл  схеме и 7 формировани 

резисторами 31,32 и 33, причем резистор 31импульсов). Импульсы на управл ющих

подключен к потенциометру 34, задающему55 электродах тиристоров 9.10 и 11 приведены

величину тока возбуждени  синхронной ма-на фиг. 3 д. е. ж соответственно. Момент

шины, резистор 32 св зан с выходом датчи-генерации управл ющего импульса, т. е. его

ка 35 напр жени  статора, а резистор 33положение на временной оси относительно

соединен с выходом датчика 36 тока возбуж-питающего напр жени , определ етс  то- дени . Выходы датчиков 35 и 36 соединены ком через светомз  акнций диод. Величина

этого тока зависит от степени открыти  регулирующего транзистора 28, вход щего в блок регулировани  2. Транзистор 28совместно с операционным усилителем 29 обра- зуют преобразователь напр жени  в ток. Изменени  напр жени  на входе операционного усилител  преобразуютс  в изменени  тока через светоизлучающие диоды. В качестве примера на фиг. 3 б показаны пун- ктиром различные величины амплитуд положительнойполуволны тока синхронизации, протекающего через светоизлучающие диоды оптронов. Величина тока Inop., соответствующа  порогу срабатывани  оптронов, изображена на фиг. 3 б, в и г пр мой линией, параллельной оси абсцисс. Импульсы управлени  генерируютс  в моменты пересечени  этой линии полуволной тока синхронизации. На фиг. 3 б точками 1, 2 и 3 указаны моменты генерации импульсов дл  различных амплитуд полуволн тока.

Требуема  величина тока возбуждени  задаетс  потенциометром 34. При измене- нии какого-нибудь контролируемого параметра , например, уменьшении тока ротора, выходной сигнал датчика тока 36, поступающий на вход блока автоматического регулировани  2, вызывает дополнительное открывание транзистора 28. Токи через све- тоизлучающие диоды оптопар 22 увеличиваютс , момент генерации импульсов управлени  тиристорами преобразовател  наступает раньше (смещаетс  из т. 2 на фиг. 3 б, в т. 1), а ток возбуждени  увеличиваетс . Аналогично происходит регулирование по напр жению статора машины.

Однако при возникновении аварийной ситуации, например при падении напр жени  на статоре ниже некоторого заданного уровн , выходной сигнал датчика 35 переводит возбудитель в режим форсировани  тока ротора, а в блоке защиты 3 вызы вает срабатывание порогового элемента, запускающего таймер. Если по истечении уста- новленного времени напр жение на статоре не восстановитс , таймер инициирует выходной сигнал блока защиты 3, который вызывает срабатывание элементов 26, шунтирующих светоизлучающие диоды on- топар 22 блоков формировани  импульсов 6,7 и 8. Генераци  импульсов прекращаетс  и возбудитель отключаетс . Восстановление номинального напр жени  на статоре синхронной машины до истечени  установ- ленного времени вызывает сброс таймера и отключение возбудител  не происходит. Возникновение асинхронного хода вызывает запуск таймера по сигналу датчика 37. но с меньшим временем выдержки. В остальном процесс протекает аналошчно выше описанному. В случае по влени  короткого замыкани  в цепи ротора синхронной машины выходной сигнал датчика 36 тока ротора вызывает срабатывание порогового элемента в блоке защиты 3, который, мину  таймер, включает шунтирующие элементы 26 в схемах формировани  импульсов управлени  6, 7 и 8. Подача импульсов на управл ющие электроды тиристоров преобразовател  4 блокируетс  и возбудитель отключаетс .

За вл емое устройство дл  возбуждени  синхронной машины благодар  введению операционного усилител  с большим коэффициентом усилени  в контур автоматического регулировани  позвол ет повысить точность и стабильность регулировани  тока возбуждени , а также более просто, чем в известном устройстве, осуществл ть заданные законы регулировани  путем выбора обратной св зи и подключени  выходов необходимых датчиков с соответствующей пол рностью к сумматору операционного усилител .

Использование в за вл емом устройстве оптронных пар, светодиоды которых задействованы в схеме регулировани , а транзисторы - в схемах формировани  импульсов управлени  тиристорами, приводит к упрощению этих схем, а также обеспечивает их электрическую разв зку, что повышает надежность устройства дл  возбуждени .

Введение элементов, шунтирующих светодиоды оптронов, обеспечивает в данном устройстве простую и надежную блоки- ровку импульсов тиристорами при возникновении аварийной ситуации.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  возбуждени  синхронной машины, содержащее тиристорный выпр митель, выход которого подключен к обмотке возбуждени  синхронной машины, блок импульсно-фазового управлени  тири- сторным выпр мителем, выполненным в виде регулирующего транзистора, резистора, синхронизирующего трансформатора, первые выводы соответствующих фаз выходной обмотки которого соединены с одним из выводов соответствующих диодов, и формировател  импульсов управлени  в каждом канале, суммирующий усилитель, входами подключенный к выходам задатчика величины тока возбуждени , датчиков напр жени  статора и тока возбуждени  синхронной машины , отличающеес  тем, что, с целью упрощени , повышени  надежности и качества регулировани , суммирующий усилитель выполнен в виде операционного

   усилител , охваченного цепью обратной св зи, а каждый формирователь импульсов управлени  выполнен на основе релаксационного генератора на однопереходном фототранзисторе оптопары, светодиод которой первым выводом соединен с другим выводом соответствующего диода, а вторым - с первым выводом резистора, вторым выводом соединенного с эмиттером ре- гулирующего транзистора, коллектор которого подключен к объединенным вторым выводам фаз выходной обмотки синхронизирующего трансформатора, а база - к выходу операционного усилител .

   & t /ft
2. 2. Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что введен блок защиты, датчик асинхронного хода и коммутирующие элементы по числу каналов блока импульснофазового управлени , подключенные параллельно светодиодам оптопар указанного блока, при этом входы блока защиты подключены к выходам датчиков асинхронного хода, напр жени  статора и тока воз0 буждени  синхронной машины, а его выход - к управл ющим входам коммутирующих элементов.

   А в С А 6 С

   Фиг

   к 8 с

   te.3