RU2063650C1 - Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами - Google Patents
Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063650C1 RU2063650C1 RU92009725A RU92009725A RU2063650C1 RU 2063650 C1 RU2063650 C1 RU 2063650C1 RU 92009725 A RU92009725 A RU 92009725A RU 92009725 A RU92009725 A RU 92009725A RU 2063650 C1 RU2063650 C1 RU 2063650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- adder
- output
- phase
- turbogenerator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Использование: в электротехнике в системах управления возбуждением турбогенераторов. Сущность изобретения: устройство содержит датчики тока и напряжения, делители напряжения, сумматоры, блок моделирования насыщения турбогенератора, выпрямитель, фильтр, блок моделирования демпфирования тока статора и блок моделирования внутренней ЭДС. Цель изобретения - повышение точности измерения колебания тока ротора и устойчивости работы турбогенератора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления возбуждением турбогенераторов.
Известно устройство для моделирования демпферных контуров с использованием RC-элемента [1] Оно состоит из операционного усилителя с RC-элементом на входе, или в обратной связи.
Однако указанное устройство [1] не обеспечивает точности моделирования и не может быть использовано для измерения тока ротора и управления возбуждением.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для моделирования турбогенератора с бесщеточным диодным возбудителем [2]
Устройство [2] содержит трансформатор линейного напряжения и трансреактор фазного тока статора генератора, первый и второй делители напряжения, делящие напряжение пропорционально сопротивлениям рассеяния (χσ) и реакции якоря (cad) соответственно, а также содержат три сумматора, выпрямитель, синхронный фильтр, инвертор и блок-модель "насыщения турбогенератора".
Устройство [2] содержит трансформатор линейного напряжения и трансреактор фазного тока статора генератора, первый и второй делители напряжения, делящие напряжение пропорционально сопротивлениям рассеяния (χσ) и реакции якоря (cad) соответственно, а также содержат три сумматора, выпрямитель, синхронный фильтр, инвертор и блок-модель "насыщения турбогенератора".
На выходе фильтра формируется следующий сигнал:
где , напряжения, пропорциональные и ;
Kμ нелинейный коэффициент насыщения.
где , напряжения, пропорциональные и ;
Kμ нелинейный коэффициент насыщения.
Известное устройство [2] моделирует турбогенератор не точно без учета демпферных контуров.
Изобретение позволяет точно измерять колебания тока ротора турбогенератора с демпферными контурами (в переходных процессах) при отсутствии доступа к токоведущим частям вращающегося ротора в бесщеточной системе возбуждения.
Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами содержит трансформатор напряжения, трансреактор, два делителя напряжения, три сумматора, выпрямитель, фильтр, блок-модель насыщения турбогенератора, блок-модель демпфирования внутренней ЭДС и блок-модель демпфирования тока статора. Указанные элементы устройства позволяют точно измерять ток ротора в переходных процессах.
Сущность изобретения раскрывает следующая формула:
где символ дифференцирования;
If ток возбуждения турбогенератора, пропорциональный внутренней ЭДС If≡Eq;
Id, Iq ток статора в проекции на оси d и q;
Trd, Trq постоянные времени демпферного контура
χrd=χad+χsrd
χrq=χad+χsrq
χsrd, χsrq сопротивления рассеяния демпферных контуров.
где символ дифференцирования;
If ток возбуждения турбогенератора, пропорциональный внутренней ЭДС If≡Eq;
Id, Iq ток статора в проекции на оси d и q;
Trd, Trq постоянные времени демпферного контура
χrd=χad+χsrd
χrq=χad+χsrq
χsrd, χsrq сопротивления рассеяния демпферных контуров.
Формула, раскрывающая сущность изобретения, получена на основе решения системы уравнений (18 23) [3] при следующих условиях:
R 0, S 0,
χd=χq, χad=χaq,
;
;
;
χd=χad+χσ,
,
.
R 0, S 0,
χd=χq, χad=χaq,
;
;
;
χd=χad+χσ,
,
.
Блок-модель "демпфирования тока статора" состоит из: фазоповоротного элемента, известного из [4] двух фазочувствительных выпрямителей, двух синхронных фильтров и компаратора известных из [5] а также двух дифференциаторов, параметры которых приведены в описании изобретения.
Блок-модель "демпфирования внутренней ЭДС" состоит из интегратора и сумматора, параметры которых приведены в описании изобретения.
Устройство при введении новых связей проявляет новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". На чертеже приведена структурная схема,
где 1 трансформатор напряжения;
2 трансреактор;
3, 6 делители напряжения;
4, 7, 10, 20 сумматоры;
5 блок-модель "насыщение турбогенератора";
8 выпрямитель;
9, 15, 16 фильтры;
11 фазоповоротный элемент;
12 компаратор;
13, 14 фазочувствительные выпрямители;
17, 18 дифференциаторы;
19 интегратор;
21 блок-модель "демпфирования тока статора";
22 блок-модель "демпфирование внутренней ЭДС".
где 1 трансформатор напряжения;
2 трансреактор;
3, 6 делители напряжения;
4, 7, 10, 20 сумматоры;
5 блок-модель "насыщение турбогенератора";
8 выпрямитель;
9, 15, 16 фильтры;
11 фазоповоротный элемент;
12 компаратор;
13, 14 фазочувствительные выпрямители;
17, 18 дифференциаторы;
19 интегратор;
21 блок-модель "демпфирования тока статора";
22 блок-модель "демпфирование внутренней ЭДС".
Устройство имеет следующие связи: трансформатор напряжения 1 связан с первым входом сумматора 4, трансреактор 2 связан с вторым входом сумматора 4 через делитель напряжения 3 и с вторым входом сумматора 7 через делитель напряжения 6, первый вход сумматора 7 связан с выходом сумматора 4 через блок-модель насыщения турбогенератора 5, выход сумматора 7 соединен через выпрямитель 8 и фильтр 9 с первым входом сумматора 10, трансреактор также соединен с первым входом фазочувствительного выпрямителя 13 и через фазоповоротный элемент 11 с первым входом фазочувствительного выпрямителя 14, вторые входы фазочувствительных выпрямителей соединены через компаратор 12 с выходом сумматора 7, входы фазочувствительных выпрямителей и фазоповоротного элемента являются входами блок-модели "демпфирования тока статора" 21, выход фазочувствительного выпрямителя 13 соединен через фильтр 15, дифференциатор 17 с вторым входом сумматора 10, выход фазочувствительного выпрямителя 14 соединен через фильтр 16 и дифференциатор 18 с третьим входом сумматора 10, выходы дифференциаторов 17 и 18 являются выходами блока модели и демпфирования тока статора 21, выход сумматора 10 с входом интегратора 19, который является входом блок-модели "демпфирования внутренней ЭДС" 22, выход интегратора 19 соединен с четвертым входом сумматора 10 и с первым входом сумматора 20, выход сумматора 20 является выходом блок-модели "демпфирования внутренней ЭДС" 22 и выходом устройства моделирования турбогенератора с демпферными контурами.
Устройство работает следующим образом. На входы сумматора 4 подводятся синусоидальные напряжения и , пропорциональные линейному напряжению (UАС, UСВ, UВА) и фазному току (IВ, IА, IС соответственно) статора генератора. На сумматоре 4 происходит векторное сложение этих напряжений, причем весовой коэффициент при значении тока численно равен реактивному сопротивлению χσ.
В результате суммирования формируется напряжение, пропорциональное ЭДС , которая обусловлена результирующим потоком в воздушном зазоре турбогенератора [6] т. е. .
Сигнал Eδ поступает на блок-модель "насыщения турбогенератора" 5, которая предназначена для аналогового моделирования кривой насыщения магнитной цепи. С выхода блок-модели 5 сигнал поступает на первый вход сумматора 7, на второй вход которого приходит сигнал с выхода делителя 6 это напряжение, пропорциональное току якоря за сопротивлением реакции якоря. На сумматоре 7 осуществляется векторное сложение этих напряжений. В результате сложения получается сигнал синусоидальной формы с амплитудой, пропорциональной току возбуждения турбогенератора If, т. е. напряжение, пропорциональное внутренней ЭДС турбогенератора:
Этот сигнал выпрямляется, с выхода выпрямителя 8 сигнал поступает на фильтр 9, где фильтруется вторая гармоника частоты сигнала с выхода фильтра 9 сигнал поступает на первый вход сумматора 10, являющийся последним звеном в устройстве прототипе.
Этот сигнал выпрямляется, с выхода выпрямителя 8 сигнал поступает на фильтр 9, где фильтруется вторая гармоника частоты сигнала с выхода фильтра 9 сигнал поступает на первый вход сумматора 10, являющийся последним звеном в устройстве прототипе.
На входы блок-модели "демпфирования тока статора" 21 приходят сигналы с выхода трансреактора 2 и сигнал с выхода сумматора 7. Сигнал поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 13 и на вход фазоповоротного элемента 11, который имеет следующую передаточную функцию:
где фаза
θ= -90° при R C R3/R1=ω-2
надо подставить
ω=ω1=314 сек-1
На фазоповоротном элементе осуществляется сдвиг фазы сигнала на 90o в сторону отставания (индуктивного режима) с выхода фазоповоротного элемента 11 сигнал , имеющий сдвиг фазы по отношению к сигналу , равный Φ, поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 14, на вторые входы фазочувствительных выпрямителей 13 и 14 проходит переменный сигнал Uk в виде чередующихся прямоугольных импульсов разной полярности и равной ширины и амплитуды, частота которого пропорциональна частоте внутренней ЭДС турбогенератора . На выходе фазочувствительных выпрямителей 13 и 14 будут следующие напряжения:
где δ полный угол электропередачи;
Сигналы и поступают на входы фильтров 15 и 16. С выхода фильтров сигналы Id и Iq приходят на дифференциаторы 17 и 18, которые имеют следующие передаточные функции:
где
R4Co=Trdχ /χrd
R5Co=Trqχ /χrq
R5Co Trd
С выходов дифференциаторов сигналы pId и pIq поступают на второй и третий входы сумматора 10. С выхода сумматора 10 сигнал -E поступает на интегратор 19, с выхода которого сигнал приходит на четвертый вход сумматора 10 и первый вход сумматора 20. С выхода сумматора 10 сигнал -E поступает на второй вход сумматора 20.
где фаза
θ= -90° при R
надо подставить
ω=ω1=314 сек-1
На фазоповоротном элементе осуществляется сдвиг фазы сигнала на 90o в сторону отставания (индуктивного режима) с выхода фазоповоротного элемента 11 сигнал , имеющий сдвиг фазы по отношению к сигналу , равный Φ, поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 14, на вторые входы фазочувствительных выпрямителей 13 и 14 проходит переменный сигнал Uk в виде чередующихся прямоугольных импульсов разной полярности и равной ширины и амплитуды, частота которого пропорциональна частоте внутренней ЭДС турбогенератора . На выходе фазочувствительных выпрямителей 13 и 14 будут следующие напряжения:
где δ полный угол электропередачи;
Сигналы и поступают на входы фильтров 15 и 16. С выхода фильтров сигналы Id и Iq приходят на дифференциаторы 17 и 18, которые имеют следующие передаточные функции:
где
R4Co=Trdχ
R5Co=Trqχ
R5Co Trd
С выходов дифференциаторов сигналы pId и pIq поступают на второй и третий входы сумматора 10. С выхода сумматора 10 сигнал -E
Передаточная функция блок-модели и демпфирования внутренней ЭДС имеет следующий вид:
где
R7/R6=1-χad/χrd
Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами можно использовать для измерения тока ротора в бесщеточных системах возбуждения турбогенераторов и для стабилизации системы регулирования возбуждения по производной тока ротора. Последнее позволяет расширить области статической устойчивости в режиме холостого хода и обеспечить более эффективное введение сигнала стабилизации по производной напряжения турбогенератора, обеспечивающего лучшую устойчивость в режимах работы турбогенератора в сети.
где
R7/R6=1-χad/χrd
Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами можно использовать для измерения тока ротора в бесщеточных системах возбуждения турбогенераторов и для стабилизации системы регулирования возбуждения по производной тока ротора. Последнее позволяет расширить области статической устойчивости в режиме холостого хода и обеспечить более эффективное введение сигнала стабилизации по производной напряжения турбогенератора, обеспечивающего лучшую устойчивость в режимах работы турбогенератора в сети.
Claims (1)
- Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами, содержащее датчики тока и напряжения, первый и второй делители напряжения, первый и второй сумматоры, блок моделирования насыщения турбогенератора, выпрямитель и фильтр, причем выход датчика напряжения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого делителя напряжения, вход которого соединен с выходом датчика тока, подключенным через второй делитель напряжения к первому входу второго сумматора, выход первого сумматора через блок моделирования насыщения турбогенератора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого через выпрямитель подключен к входу фильтра, отличающееся тем, что в него введены третий сумматор, блок моделирования демпфирования тона статора, состоящий из первого и второго фазочувствительных выпрямителей, первого и второго фильтров, первого и второго дифференциаторов, фазосдвигающего элемента и компаратора, и блок моделирования демпфирования внутренней ЭДС, состоящий из интегратора и сумматора, причем выход датчика тока непосредственно соединен с первым входом первого фазочувствительного выпрямителя и через цепочку из последовательно соединенных фазосдвигающего элемента, второго фазочувствительного выпрямителя, второго фильтра и второго дифференциатора подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом фильтра, а выход подключен к первому входу сумматора блока моделирования демпфирования внутренней ЭДС и к входу интегратора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора и ко второму входу сумматора блока моделирования демпфирования внутренней ЭДС, выход которого является выходом устройства, выход второго сумматора через компаратор соединен с вторым входом первого фазочувствительного выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные первый фильтр и первый дифференциатор подключен к четвертому входу третьего сумматора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009725A RU2063650C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009725A RU2063650C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92009725A RU92009725A (ru) | 1995-09-20 |
RU2063650C1 true RU2063650C1 (ru) | 1996-07-10 |
Family
ID=20133057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92009725A RU2063650C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2063650C1 (ru) |
-
1992
- 1992-12-04 RU RU92009725A patent/RU2063650C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 519731, кл. G 06 G 7/62, 1976 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kezunovic et al. | New digital signal processing algorithms for frequency deviation measurement | |
EP0239806B1 (en) | Apparatus for stabilizing turbine-generator shaft torsional oscillations | |
JPH0472478B2 (ru) | ||
US4245181A (en) | Method and apparatus for generating an air gap flux signal for an AC machine from AC line voltage and current values | |
Ojo et al. | Measurement and computation of starting torque pulsations of salient pole synchronous motors | |
JPS59501571A (ja) | 改良形誘導電動機制御装置 | |
EP1495524A1 (en) | Compensation method for a voltage unbalance | |
RU2063650C1 (ru) | Устройство для моделирования турбогенератора с демпферными контурами | |
Nandi | Slot permeance effects on rotor slot harmonics in induction machines | |
Agrawal et al. | Apparent impedance measuring systems (aims) | |
JPH03243137A (ja) | 完全性チェック方式を改良した電力システム安定化装置 | |
Smith | Harmonic field analysis for slip-ring motors including general rotor asymmetry | |
JPS5823589B2 (ja) | 送電系統の非周期波数の電力振動を検出する装置 | |
Sanchez et al. | Inductive attenuation of the transpolar voltage | |
US4335444A (en) | Multiple pulse-width multiplier | |
US5446363A (en) | Method of controlling induction motor | |
JPS58133167A (ja) | 2つの電気的交流量の共通周波数を求めるための装置 | |
Abbott et al. | Simulation and control of thyristor drives | |
CA1085449A (en) | Filter excitation circuitry | |
Salon et al. | Calculation of Induced Field Current and Voltage in Solid Rotor Generators | |
Vadher et al. | Simulation of permanent magnet generator/rectifier combination | |
Plunkett et al. | Digital techniques in the evaluation of high-efficiency induction motors for inverter drives | |
O'Flaherty et al. | Synchronous-machine stability under unsymmetrical faults | |
RU1814135C (ru) | Устройство дл защиты турбогенератора от двигательного режима | |
Chalmers et al. | Steady-state asynchronous characteristics of salient-pole motors with rectifiers in the field circuit |