RU2345461C1 - Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов - Google Patents
Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345461C1 RU2345461C1 RU2007139533/09A RU2007139533A RU2345461C1 RU 2345461 C1 RU2345461 C1 RU 2345461C1 RU 2007139533/09 A RU2007139533/09 A RU 2007139533/09A RU 2007139533 A RU2007139533 A RU 2007139533A RU 2345461 C1 RU2345461 C1 RU 2345461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- elements
- inputs
- generators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования напряжения с выравниванием реактивных нагрузок параллельно работающих генераторов. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно релейный элемент выполнен с коррекцией сигнала управления, причем выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом коррекции сигнала управления релейного элемента, выходы первого и третьего, второго и четвертого элементов И соединены соответственно с входами первого и второго ключевых элементов. Технический результат - повышение точности работы устройства. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих электромашинных генераторов, например судовых.
Известно устройство, для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее датчики нагрузки и ключевые элементы по числу генераторов, первые входы ключевых элементов подключены к выходу релейного элемента, выполненного с входом для подключения к шинам и уставке заданного напряжения, вторые входы ключевых элементов соединены с выходом блока выбора экстремального тока нагрузки, а их выходы соединены с выводами для подключения обмоток возбуждения генераторов, причем первый вход блока выбора экстремального тока нагрузки соединен с выходом релейного элемента, а второй - с выходом блока датчиков нагрузки [1].
Метод экстремального генератора с настройкой на максимум и минимум, реализуемый в данном устройстве, увеличивает в два раза частоту автоколебаний и, как следствие, уменьшает их амплитуду.
Недостатком известного устройства является то, что частота автоколебаний в релейной системе определяется в основном объектом регулирования. Для релейной системы с инерционным объектом регулирования такой способ коррекции частоты автоколебаний является не эффективным из-за низкой частоты собственных автоколебаний, что является недостатком устройства.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство для регулирования напряжения и распределения нагрузки параллельно работающих генераторов, содержащее ключевые элементы по числу генераторов с выходами для подключения на входы генераторов, релейный элемент с первым входом для подключения к питающим шинам, элемент сравнения, включающий в себя импульсный трансформатор, и триггер, блок выбора экстремального тока нагрузки, включающий в себя инвертор и четыре двухвходовых элемента И, датчики нагрузки, выходы которых соединены с первой и второй входными обмотками импульсного трансформатора, выходная обмотка которого соединена с входом триггера, выполненного на базе операционного усилителя, выход которого соединен с входом блока коррекции, замыкающий контакт реле времени которого включен параллельно резистору, соединенному последовательно с третьей обмоткой импульсного трансформатора, подключенной к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, причем выход триггера элемента сравнения соединен с входом инвертора и вторым и первым входами первого и четвертого элементов И, выход инвертора соединен с вторым и первым входами второго и третьего элементов И, первые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом релейного элемента, инверсный выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И [2].
Недостатком известного устройства является его недостаточная точность, что ограничивает область его применения и делает невозможным его применения вовсе в системах, к которым предъявляются повышенные требования, например в системах управления генераторами питания систем обнаружения подводных и надводных объектов.
Целью изобретения является повышение точности работы устройства
Поставленная цель достигается тем, что релейный элемент выполнен с коррекцией сигнала управления, причем выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом коррекции сигнала управления релейного элемента, выходы первого и третьего, второго и четвертого элементов И соединены соответственно с входами первого и второго ключевых элементов.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема релейного элемента.
Устройство содержит генераторы 1 и 2 с датчиками 3 и 4 нагрузки, элемент 5 сравнения, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, релейный элемент 7 с уставкой заданного напряжения, блок 8 коррекции, блок 9 выбора экстремального тока нагрузки, куда входят элементы И 10-13 и инвертор 14, ключевые элементы 15 и 16, шины 17, где выходы датчиков 3 и 4 нагрузки соединены с входными обмотками 18 и 19 импульсного трансформатора 20, выходная обмотка 21 которого соединена с входом триггера, выполненного на базе операционного усилителя 22, выход которого соединен с входом блока 8 коммутации, замыкающий контакт 23 реле времени которого включен параллельно резистору 24, соединенному последовательно с обмоткой 25 импульсного трансформатора 20, подключенного к выходу генератора 6 линейно изменяющегося напряжения, причем выход триггера элемента 5 сравнения соединен с входом инвертора 14 и вторым и первым входами элементов И 10 и 13, выход инвертора 14 соединен с вторым и первым входами элементов И 11 и 12, первые входы элементов И 10 и 11 соединены с прямым выходом релейного элемента 7, инверсный выход которого соединен с вторыми входами элементов И 12 и 13, выходы элементов И 10 и 12, 11 и 13 соединены соответственно попарно с входами ключевых элементов 15 и 16, выходы которых подключены к входу генераторов 1 и 2, причем первый вход релейного элемента 7 соединен с шиной 17, а второй вход подключен к выходу генератора 6 линейно изменяющегося напряжения.
Релейный элемент (фиг.2) содержит схему Ларионова, электролитический конденсатор, столб стабилитронов, переменный и постоянный резисторы и триггер Шмидта. Текущее трехфазное напряжение питающих шин выпрямляется с помощью схемы Ларионова. Выпрямленное напряжение с пульсацией f=300 Гц фильтруется электролитическим конденсатором и сравнивается с напряжением задания Uзад столба стабилитронов. Ток пробоя столба стабилитронов контролируется переменным резистором. Постоянный резистор осуществляет коррекцию сигнала управления релейного элемента 7. Через постоянный резистор протекает дополнительный ток от генератора 6 линейно изменяющегося напряжения и вызывает на нем падение напряжения. Сигнал отклонения текущего и заданного значений напряжений суммируется с падением напряжения на постоянном резисторе от генератора линейно изменяющегося напряжения и подается на вход триггера Шмидта, на выходе которого снимаются две последовательности импульсов для управления поддержанием напряжения на шинах 17.
Устройство работает следующим образом.
Сигналы, пропорциональные нагрузкам генераторов 1 и 2, с датчиков 3 и 4 поступают на входные обмотки 18 и 19 импульсного трансформатора 20 элемента 5 сравнения. На входную обмотку 25 через резистор 24 поступает линейно изменяющийся сигнал от генератора 6. В случае равенства токов нагрузки генераторов 1 и 2 магнитные потоки, созданные входными обмотками 18 и 19 импульсного трансформатора 20, равны и направлены встречно. Вычитание магнитных потоков входных сигналов в импульсном трансформаторе приводит к взаимной компенсации последних. Тогда величина суммарного магнитного потока в ферритовом сердечнике импульсного трансформатора определяется только магнитным потоком обмотки 25, что приводит к периодическому перемагничиванию сердечника трансформатора. На выходной обмотке 21 наводятся импульсы ЭДС с периодом Тгл=tu+tn, которые обуславливают переключение триггера, выполненного на операционном усилителе 22, причем время импульса tu равно времени паузы tn. Выход триггера есть выход элемента 5 сравнения, реализующего пороговую функцию PJ
А - текущее значение выходного сигнала генератора 6;
Ао - максимальное значение выходного сигнала генератора 6;
К - коэффициент пропорциональности, определяющий скорость нарастания напряжения генератора 6;
t - текущее время;
Δi=i1-i2 - текущее отклонение по входным сигналам;
ε1 - ширина петли гистерезиса элемента 5 сравнения.
В процессе работы генераторов 1 и 2 их токи нагрузки постоянно меняются. Это приводит к изменению токов во входных обмотках 18 и 19 импульсного трансформатора 20. В зависимости от их разности и знака в текущий момент времени происходит перемагничивание ферритового сердечника импульсного трансформатора, появление импульсов ЭДС на выходных обмотках 21 и соответствующее переключение триггера. На выходе элемента 5 присутствует последовательность импульсов, скважность которых зависит от соотношения амплитуды линейно изменяющегося напряжения А с выхода генератора 6 и сигнала разности Δi токов нагрузки генераторов 2 и 1.
Одновременно с этим другие сигналы, пропорциональные разности текущего напряжения на питающих шинах 17 и заданного значения Uзад, а также сигнал с выхода генератора 6, подаются на входы релейного элемента 7, реализующего пороговую функцию Рu:
где ΔU=Uзад-Uтек - отклонение напряжения на шинах 17 от Uзад;
ε2 - ширина петли гистерезиса релейного элемента 7.
При этом на прямом выходе релейного элемента 7 формируется последовательность прямоугольных импульсов, скважность которых также зависит от соотношения амплитуды линейно изменяющегося напряжения А с выхода генератора 6 и сигнала разности между заданным и текущим напряжениями на шинах 17. Периоды следования разных по скважности импульсов в выходных сигналах элемента 5 сравнения и релейного элемента 7 всегда равны, так как они определяются только генератором 6, частота которого постоянна. С выхода инвертора 14 блока 9 и плеча триггера релейного элемента 7 следуют инверсные последовательности импульсов, соответствующие инверсным пороговым функциям и Элементы И 10-13 блока 9 реализуют собой соответственно логические уравнения, записанные в виде системы уравнений
F1=PuΛPJ,
где F1 - переключающая функция на уменьшение возбуждения генератора 4;
F2 - переключающая функция на уменьшение возбуждения генератора 2;
При подаче на входы элементов И 10-13 блока 9 последовательностей импульсов, соответствующих прямым пороговым функциям Pj и Рu и инверсным пороговым функциям и получают на выходе схем И также последовательности прямоугольных импульсов, соответствующих прямым переключающим функциям F1 и F2 и инверсным переключающим функциям и которые вызывают коммутацию ключевых элементов 15 и 16 так, что напряжение на шинах 17 равняется Uзад и токи генераторов 1 и 2 равны друг другу. Причем коммутация ключевых элементов 15 и 16 происходит вынужденно с частотой работы генератора 6, что соответствует выполнению следующих условий захвата автоколебаний:
где fгл и Ао - частота и максимальная амплитуда генератора 6;
fавт и Аавт - частота и амплитуда автоколебаний в системе.
Время включения и выключения (скважность) ключевых элементов 15 и 16 определяется значениями функций
При набросе и сбросе больших нагрузок возможен срыв широтно-импульсной модуляции элемента 5 сравнения. Это связано с прекращением перемагничивания ферритового кольца импульсного трансформатора 20, так как величина разности магнитных потоков от обмоток 18 и 19 становится больше магнитного потока обмотки 25. Для восстановления процесса перемагничивания импульсного трансформатора элемента 5 необходимо увеличить магнитный поток обмотки 25, что достигается увеличением тока в ней, протекающего за счет шунтирования резистора 24 контактом 23 реле времени блока 8 коррекции. Ток через обмотку 25 увеличивается, и процесс модуляции восстанавливается вновь. Через выдержку времени на отпуск реле времени отпускает, если срыва модуляции после этого нет, то работа блока 8 прекращается, если есть, то работа последнего повторяется автоматически.
Аналогично при набросе больших нагрузок провал напряжения на шинах 17 приводит к снижению тока, протекающего через столб стабилитронов релейного элемента 7. Это, в свою очередь, вызывает изменение скважности выходных импульсов с его выхода в сторону увеличения возбуждения генераторов 1 и 2 и, как следствие, увеличение напряжения на шинах 17.
При сбросе нагрузки всплеск напряжения на шинах 17 приводит к увеличению тока, протекающего через столб стабилитронов релейного элемента 7. В случае превышения данным током максимальной амплитуды Ао линейно изменяющегося напряжения генератора 6 происходит также срыв широтно-импульсной модуляции выходных импульсов релейного элемента 7. На его выходе появляются постоянные уровни напряжений, соответствующих пороговым функциям Рu=0; Это вызывает уменьшение возбуждения генераторов 1 и 2 и, как следствие, уменьшение напряжения на шинах 17.
Применение предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет исключить субгармонические автоколебания в системе, которые шли там с необходимостью, так как не выполнялись условия захвата автоколебаний по релейному элементу 7.
Предлагаемое устройство повышает точность поддержания напряжения на шинах, уменьшает уравнительный ток и обменную мощность между генераторами.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1003244, кл. H02J 3/46, 1983.
2. Авторское свидетельство СССР №1206884, кл. H02J 3/46, 1986.
Claims (1)
- Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее ключевые элементы по числу генераторов с выходами для подключения на входы генераторов, релейный элемент с первым входом для подключения к питающим шинам, элемент сравнения, включающий в себя импульсный трансформатор, и триггер, блок выбора экстремального тока нагрузки, включающий в себя инвертор и четыре двухвходовых элемента И, датчики нагрузки, выходы которых соединены с первой и второй входными обмотками импульсного трансформатора, выходная обмотка которого соединена с входом триггера, выполненного на базе операционного усилителя, выход которого соединен с входом блока коррекции, замыкающий контакт реле времени которого включен параллельно резистору, соединенному последовательно с третьей обмоткой импульсного трансформатора, подключенной к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, причем выход триггера элемента сравнения соединен с входом инвертора и вторым и первым входами первого и четвертого элементов И, выход инвертора соединен с вторым и первым входами второго и третьего элементов И, первые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом релейного элемента, инверсный выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, отличающееся тем, что дополнительно релейный элемент выполнен с коррекцией сигнала управления, причем выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом коррекции сигнала управления релейного элемента, выходы первого и третьего, второго и четвертого элементов И соединены соответственно с входами первого и второго ключевых элементов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139533/09A RU2345461C1 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139533/09A RU2345461C1 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2345461C1 true RU2345461C1 (ru) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139533/09A RU2345461C1 (ru) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2345461C1 (ru) |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007139533/09A patent/RU2345461C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109874377B (zh) | 系统和用于运行系统的方法 | |
US11336198B2 (en) | System for generating a power output and corresponding use | |
RU2523005C1 (ru) | Система возбуждения синхронного генератора с управляемой внешней форсировкой | |
DE102016104860A1 (de) | Leistungsumwandlungsschaltungssystem | |
RU2510698C1 (ru) | Система воздуждения синхронного генератора с внешней форсировкой | |
RU2470454C2 (ru) | Система возбуждения синхронного генератора | |
KR101925182B1 (ko) | 변류기 기반의 유도형 전원공급 장치 | |
US8908402B2 (en) | Modular high-frequency converter and method for operating the same | |
CN109716609B (zh) | 用于功率变压器的相控激励的方法 | |
CN103312198A (zh) | 用于开关功率变换器的导通时间补偿 | |
CN113056866A (zh) | 数字补偿的电流感测保护 | |
US6696820B2 (en) | Alternating current generator field regulation control | |
RU2345461C1 (ru) | Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов | |
JP6443652B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CA2676497C (en) | Controlling transient response of a power supply | |
KR101813060B1 (ko) | 스위칭 모드 파워 서플라이 | |
JP2019041449A (ja) | Dc/dcコンバータの制御装置 | |
US10498223B1 (en) | Power supply circuit with improved power factor | |
RU2517300C2 (ru) | Способ управления статическим преобразователем в системе генерирования электрической энергии переменного тока в режиме короткого замыкания | |
SU1365242A1 (ru) | Устройство дл регулировани напр жени с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов | |
EP3413322A1 (en) | Active inductor | |
RU2723989C1 (ru) | Система регулирования возбуждения синхронного генератора с внешней форсировкой | |
JP2013243859A (ja) | インバータゲート制御回路および当該インバータゲート制御回路を備えたインバータ電源装置 | |
CN104620455A (zh) | 用于智能电子设备的电源和测量设备 | |
RU2212745C2 (ru) | Источник постоянного напряжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121025 |