RU2723989C1 - Excitation control system of synchronous generator with external forcing - Google Patents
Excitation control system of synchronous generator with external forcing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723989C1 RU2723989C1 RU2019139288A RU2019139288A RU2723989C1 RU 2723989 C1 RU2723989 C1 RU 2723989C1 RU 2019139288 A RU2019139288 A RU 2019139288A RU 2019139288 A RU2019139288 A RU 2019139288A RU 2723989 C1 RU2723989 C1 RU 2723989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- generator
- winding
- bits
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к регулированию возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии, передвижных электроагрегатах и электростанциях.The invention relates to electric machines, namely, to regulate the excitation of synchronous generators used in autonomous sources of electric energy, mobile power units and power plants.
Известны системы возбуждения синхронных генераторов, содержащие регуляторы напряжения (угольные, импульсные, вибрационные) /1/.Known excitation systems of synchronous generators containing voltage regulators (coal, pulse, vibration) / 1 /.
Недостатком этих систем является невысокое быстродействие, так как регуляторы производят регулирование по отклонению напряжения.The disadvantage of these systems is their low speed, since the regulators regulate the voltage deviation.
Известны системы возбуждения синхронных генераторов, содержащие элементы кампаундирования (резисторы, автотрансформаторы, суммирующие трансформаторы) /2/.Known excitation systems of synchronous generators containing camouflage elements (resistors, autotransformers, summing transformers) / 2 /.
Недостатком этих систем является невысокая точности, так как они производят регулирование по главному возмущающему фактору, не учитывая остальные возмущения.The disadvantage of these systems is the low accuracy, since they perform regulation according to the main disturbing factor, not taking into account other disturbances.
Известны комбинированные системы возбуждения синхронного генератора, содержащие суммирующий трансформатор, осуществляющий фазовое компаундирование и корректор напряжения, осуществляющий управление компаундированием /3/.Known combined excitation systems of a synchronous generator containing a summing transformer that implements phase compounding and a voltage corrector that controls compounding / 3 /.
Их недостатком является не высокая форсировочная способность и как следствие невозможность пуска асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором соизмеримых по мощности с генератором.Their disadvantage is not a high boosting ability and, as a consequence, the inability to start asynchronous motors with a short-circuited rotor comparable in power with a generator.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является система возбуждения синхронного генератора с внешней форсировкой, содержащая синхронный генератор, суммирующий трансформатор и корректор напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря генератора, а выход - к обмотке управления суммирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель подключена к обмотке индуктора синхронного генератора, первичная обмотка тока трансформатора включена последовательно с обмоткой якоря генератора, а первичная обмотка напряжения подключена к зажимам генератора, а параллельно обмотке индуктора генератора подключен внешний источник постоянного тока через электронный ключ, управляющий электрод которого подключен к выходу элемента ИЛИ, связанного первым входом с шиной ПУСК, а вторым входом - с прямым выходом триггера, сбросовый вход которого через второй дифференциатор соединен с выходом элемента И, второй вход которого через инвертор подключен к выходу формирователя-ограничителя, вход которого связан с выходом второго выпрямителя, который подключен входом к потенциальным зажимам шунта, включенного в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с обмоткой якоря генератора, кроме того выход второго выпрямителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, разряды выхода которого связаны с соответствующими разрядами информационных входов первого и второго регистров памяти, входы записи которых соединены соответственно с первым и вторым выходом распределителя импульсов, подключенного входом к выходу генератора импульсов стабильной частоты, при этом соответствующие разряды выходов первого и второго регистров памяти подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами входа дешифратора, младшие n выходов которого соединены с первым входом элемента И, а остальные (m-n) выходов связаны с единичным входом триггера, причем число n соответствует коду предельно допустимого приращения тока нагрузки генератора /4/.The closest in technical essence to the invention is the excitation system of a synchronous generator with external boost, containing a synchronous generator, a summing transformer and a voltage corrector, the input of which is connected to the winding of the armature of the generator, and the output to the control winding of the summing transformer, the secondary winding of which is connected through the first rectifier to the winding of the inductor of a synchronous generator, the primary current winding of the transformer is connected in series with the winding of the armature of the generator, and the primary winding of the voltage is connected to the terminals of the generator, and in parallel to the winding of the inductor of the generator, an external DC source is connected through an electronic switch, the control electrode of which is connected to the output of the OR connected the first input with the START bus, and the second input with the direct output of the trigger, the discharge input of which through the second differentiator is connected to the output of the element And, the second input of which is connected through the inverter to the output of the shaper a contactor, the input of which is connected to the output of the second rectifier, which is connected to the potential terminals of a shunt connected to the secondary winding of the current transformer, the primary winding of which is connected in series with the generator armature winding, in addition, the output of the second rectifier is connected to the input of the analog-to-digital converter, discharges the outputs of which are associated with the corresponding bits of the information inputs of the first and second memory registers, the recording inputs of which are connected respectively to the first and second output of the pulse distributor connected to the output of the stable frequency pulse generator, while the corresponding bits of the outputs of the first and second memory registers are connected respectively to the first and the second inputs of the subtractor, the output bits of which are connected to the corresponding bits of the input of the decoder, the lower n outputs of which are connected to the first input of the And element, and the remaining (mn) outputs are connected to the single input of the trigger, and the number about n corresponds to the code of the maximum permissible increment of the load current of the generator / 4 /.
Недостатком прототипа является отсутствие форсировки возбуждения при сбросе нагрузки.The disadvantage of the prototype is the lack of forced excitation during load shedding.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения форсировки при набросе и сбросе нагрузки.The purpose of the invention is the expansion of functionality by providing forcing during the surge and load shedding.
Цель изобретения достигается тем, что система регулирования возбуждения синхронного генератора с внешней форсировкой, содержащая синхронный генератор, суммирующий трансформатор и корректор напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря генератора, а выход - к обмотке управления суммирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель подключена к обмотке индуктора синхронного генератора, первичная обмотка тока трансформатора включена последовательно с обмоткой якоря генератора, а первичная обмотка напряжения подключена к зажимам генератора, а параллельно обмотке индуктора генератора подключен внешний источник постоянного тока через электронный ключ, кроме того к первому входу элемента ИЛИ, подключена шина ПУСК, а сбросовый вход первого RS-триггера через первый формирователь коротких импульсов соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого через первый инвертор подключен к выходу формирователя-ограничителя, вход которого связан с выходом второго выпрямителя, который подключен входом к потенциальным зажимам шунта, включенного в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с обмоткой якоря генератора, кроме того выход второго выпрямителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, разряды выхода которого связаны с соответствующими разрядами информационных входов первого и второго регистров памяти, входы записи которых соединены соответственно с первым и вторым выходом распределителя импульсов, подключенного входом к выходу генератора импульсов стабильной частоты, при этом соответствующие разряды выходов первого и второго регистров памяти подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами входа дешифратора, младшие n выходов которого соединены с первым входом первого элемента И, а остальные (m-n) выходов связаны с единичным входом триггера, причем число n соответствует коду предельно допустимого приращения тока нагрузки генератора снабжена вторым, третьим, четвертым и пятым логическим элементом И, шиной СБРОС, первым и вторым числовым компаратором, вторым формирователем коротких импульсов, первым и вторым элементами задержки, вторым RS-триггером, вторым источником постоянного тока, третьим и четвертым регистрами памяти, вторым и третьим электронным ключом, включенным между обмоткой индуктора генератора и положительным зажимом первого источника постоянного тока, а управляющий вход третьего электронного ключа подключен к выходу второго инвертора, связанного входом с управляющим входом второго электронного ключа и выходом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу второго RS-триггера, а первый вход связан с прямым выходом первого RS-триггера и первым входом пятого логического элемента И, выход которого через второй вход логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого электронного ключа, а второй вход - с прямым выходом второго RS-триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго логического элемента И, связанного первым входом с выходом БОЛЬШЕ второго числового компаратора, разряды первого входа которого связаны с соответствующими разрядами входа четвертого регистра памяти, второго входа первого числового компаратора разрядами и разрядами выхода третьего регистра памяти, вход записи которого подключен к выходу БОЛЬШЕ первого числового компаратора, связанного выходом МЕНЬШЕ со входом второго формирователя коротких импульсов, а разрядами первого входа - с соответствующими разрядами выхода аналого-цифрового преобразователя и разрядами входа третьего регистра памяти, сбросовый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, связанного входом с выходом второго формирователя коротких импульсов, с входом второго элемента задержки и вторыми входами второго и третьего логического элемента И, выход которого подключен к сбросовому входу второго RS-триггера, а первый вход - к выходу МЕНЬШЕ второго числового компаратора, разряды второго входа которого соединены с соответствующими разрядами выхода четвертого регистра памяти, вход записи которого подключен к выходу второго элемента задержки, а сбросовый вход связан со сбросовым входом третьего регистра памяти и шиной СБРОС, кроме того параллельно третьему электронному ключу подключены последовательно соединенные второй электронный ключ и второй источник постоянного тока, ЭДС которого направлена встречно напряжению первого выпрямителя.The purpose of the invention is achieved in that the excitation control system of a synchronous generator with external boost, containing a synchronous generator, a summing transformer and a voltage corrector, the input of which is connected to the winding of the generator armature, and the output to the control winding of the summing transformer, the secondary winding of which is connected through the first rectifier to winding of the inductor of a synchronous generator, the primary winding of the transformer current is connected in series with the winding of the armature of the generator, and the primary winding of the voltage is connected to the terminals of the generator, and in parallel to the winding of the inductor of the generator, an external DC source is connected via an electronic key, in addition to the first input of the OR element, the START bus is connected and the dump input of the first RS-flip-flop through the first short-pulse shaper is connected to the output of the first AND element, the second input of which through the first inverter is connected to the output of the shaper-limiter, the input of which is connected to the output of the second a rectifier, which is connected by an input to potential terminals of a shunt connected to the secondary winding of a current transformer, the primary winding of which is connected in series with the winding of the generator armature, in addition, the output of the second rectifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output bits of which are connected with the corresponding bits of information inputs the first and second memory registers, the recording inputs of which are connected respectively to the first and second output of the pulse distributor, connected by an input to the output of a stable frequency pulse generator, while the corresponding bits of the outputs of the first and second memory registers are connected respectively to the first and second inputs of the subtractor, the output bits of which connected to the corresponding bits of the input of the decoder, the lower n outputs of which are connected to the first input of the first element And, and the remaining (mn) outputs are connected to a single input of the trigger, and the number n corresponds to the code is extremely permissible of the first increment of the load current of the generator is equipped with a second, third, fourth and fifth logic element AND, bus RESET, the first and second numerical comparator, the second driver of short pulses, the first and second delay elements, the second RS-trigger, the second DC source, the third and fourth memory registers, the second and third electronic key connected between the winding of the generator inductor and the positive terminal of the first DC source, and the control input of the third electronic key is connected to the output of the second inverter connected to the input of the second electronic key and the output of the fourth logical element And, the second the input of which is connected to the inverse output of the second RS-flip-flop, and the first input is connected to the direct output of the first RS-flip-flop and the first input of the fifth logical element AND, whose output through the second input of the logical element OR is connected to the control input of the first electronic key, and the second input is with direct exit the second RS-trigger, the single input of which is connected to the output of the second logical element AND, connected by the first input to the output MORE than the second numerical comparator, the bits of the first input of which are associated with the corresponding bits of the input of the fourth memory register, the second input of the first numerical comparator and the bits and bits of the third register output memory, the recording input of which is connected to the output MORE of the first numerical comparator, connected by the LESS output to the input of the second short-pulse generator, and the bits of the first input - with the corresponding bits of the output of the analog-to-digital converter and the bits of the input of the third memory register, the reset input of which is connected to the output of the first the delay element associated with the input to the output of the second short-pulse generator, with the input of the second delay element and the second inputs of the second and third logical elements And, the output of which is connected to the reset input of the second RS-trigger, and the first input to the output LESS the second numerical comparator, the bits of the second input of which are connected to the corresponding bits of the output of the fourth memory register, the recording input of which is connected to the output of the second delay element, and the reset input is connected to the reset input of the third memory register and the RESET bus, in addition, series-connected parallel to the third electronic key a second electronic switch and a second direct current source whose EMF is directed counter to the voltage of the first rectifier.
Первый числовой компаратор, третий регистр памяти, второй формирователь коротких импульсов, первый элемент задержки и их связи обеспечивают измерение амплитуды тока нагрузки. Второй числовой компаратор, четвертый регистр памяти, второй элемент задержки, второй, третий, четвертый и пятый логические элементы И, второй RS-триггер и их связи устанавливают необходимое направление форсировки. Второй и третий электронные ключи, второй инвертор, второй источник постоянного тока и их связи обеспечивают форсировку при сбросе нагрузки.The first numerical comparator, the third memory register, the second shaper of short pulses, the first delay element and their connections provide a measurement of the amplitude of the load current. The second numerical comparator, the fourth memory register, the second delay element, the second, third, fourth and fifth logical elements And, the second RS-trigger and their connections establish the necessary direction of forcing. The second and third electronic keys, the second inverter, the second DC source and their connections provide forcing during load shedding.
На фиг. 1 представлена схема системы регулирования возбуждения синхронного генератора с внешней форсировкой, на фиг. 2 - эпюры сигналов на основных элементах схемы.In FIG. 1 is a diagram of a system for controlling the excitation of a synchronous generator with external boost, FIG. 2 - diagrams of signals on the main elements of the circuit.
Система возбуждения (фиг. 1) включает синхронный генератор 1, имеющий обмотку якоря 2 и обмотку индуктора 3, которая подключена к выходу первого выпрямителя 4. Суммирующий трансформатор 5 имеет четыре обмотки: первичную токовую 6, которая включена последовательно с обмоткой якоря 2; первичную обмотку напряжения 7, которая подключена к зажимам генератора; вторичную обмотку 8 питания индуктора 3 и обмотку управления 9, подключенную к выходу корректора напряжения 10. Для обеспечения условий фазового компаундирования трансформатор 5 имеет магнитный шунт, который отделяет обмотку 7 от других обмоток на сердечнике трансформатора. Внешний источник постоянного тока 11, например, стартерная аккумуляторная батарея, подключен параллельно индуктору 3 через электронный ключ 12. Последовательно с обмоткой якоря 2 включен трансформатор тока 13. В цепь его вторичной обмотки включен шунт 14, к которому подключен второй выпрямитель 15. Его напряжение подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 16. Информационные входы первого 17 и второго 18 регистров памяти соединены с АЦП 16, а их входы записи - с распределителем импульсов 19, на вход которого подключен генератор импульсов 20 стабильной частоты. Выходы вычитателя 21 подключены к входам дешифратора 22. Нагрузка генератора подключается к зажимам 23 и 24. Старшие (m-n) разрядов выхода дешифратора 22 подключены к счетному входу RS-триггера 25, сбросовый вход которого связан с выходом первого формирователя 26 коротких импульсов. Второй вход логического элемента ИЛИ 27 соединен с шиной ПУСК 28, а выход - с управляющим входом электронного ключа 12. Формирователь-ограничитель 29 входом подключен к выпрямителю 15, а выходом через первый инвертор 30 - ко второму входу первого логического элемента 31 И, первый вход которого подключен к n младших выходов дешифратора 22, а выход к входу первого формирователя 26 коротких импульсов. Число n соответствует коду предельно допустимого приращения (Δi/Δt)доп тока нагрузки генератора. Кроме того схема содержит второй 32, третий 33, четвертый 34 и пятый 35 логические элементы И, первый 36 и второй 37 числовые компараторы, второй формирователь 38 коротких импульсов, первый 39 и второй 40 элементы задержки, второй RS-триггер 41, второй инвертор 42, второй источник 43 постоянного тока, третий 44 и четвертый 45 регистры памяти, второй 46 и третий 47 электронные ключи и шину 48 СБРОС. Время задержки у первого элемента 39 больше, чем время задержки у второго элемента 40 задержки.The excitation system (Fig. 1) includes a
Система возбуждения синхронного генератора работает следующим образом.The excitation system of a synchronous generator operates as follows.
Начальное возбуждение происходит за счет остаточного магнитного потока генератора 1. При недостаточном остаточном магнитном потоке подается короткий сигнал на шину 28 ПУСК. Он через логический элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход ключа 12, который, открываясь, кратковременно подключает индуктор 3 генератора к внешнему источнику 11. Генератор 1 возбуждается и на якорной обмотке 2 появляется напряжение, которое подается на обмотку напряжения 7 суммирующего трансформатора 5. По обмотке 7 начинает протекать ток и появляется магнитодвижущая сила (МДС) обмотки 7. Под ее действием возникает магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке 8 электродвижущую силу (ЭДС). Она поступает на вход выпрямителя 4 и по обмотке индуктора 3 протекает ток возбуждения, обеспечивающий заданный уровень напряжения на холостом ходу и при малых нагрузках.The initial excitation occurs due to the residual magnetic flux of the
При подключении к зажимам генератора 1 нагрузки протекающий по обмоткам якоря 2 ток порождает реакцию якоря, которая стремится изменить напряжение. Одновременно ток нагрузки протекает по токовой обмотке 6 трансформатора 5 и появляется МДС обмотки 6, которая геометрически складывается с МДС обмотки 7. Результирующая МДС возрастает при активной и индуктивной нагрузке и уменьшается при емкостной нагрузке. Соответственно изменяется магнитный поток трансформатора 5, ЭДС во вторичной обмотке 8 и ток возбуждения генератора 1 в обмотке индуктора 3. Этим компенсируется действие реакции якоря, и напряжение генератора остается на прежнем уровне.When connected to the terminals of the
Для повышения точности регулирования на обмотку управления 8 трансформатора 4 подается ток с выхода корректора напряжения 10. Если напряжение генератора, по какой-либо причине увеличилось, то возрастает выходной ток корректора 10, протекающий по обмотке 8. При этом насыщение стали сердечника трансформатора 5 увеличивается, а электромагнитная передача из первичных обмоток 6 и 7 во вторичную обмотку 8 уменьшается. ЭДС обмотки 8 снижается, ток возбуждения уменьшается, и напряжение генератора восстанавливается на прежнем уровне. Если напряжение генератора снизилось, то насыщение стали трансформатора также снижается, а электромагнитная передача и ток возбуждения возрастают, стабилизируя напряжение на заданном уровне.To increase the accuracy of regulation, the current from the output of the
Одновременно с процессами, описанными выше, анализируется величина тока i(t) нагрузки генератора, протекающего по первичной обмотке трансформатора 13.Simultaneously with the processes described above, the magnitude of the current i (t) of the load of the generator flowing along the primary winding of the
Ток i2(t) вторичной обмотки трансформатора 13 токаThe current i 2 (t) of the secondary winding of the
i2(t)=i(t)/k, где k - коэффициент трансформации трансформатора 13. Этот ток, протекая по шунту 14, производит на нем падение напряженияi 2 (t) = i (t) / k, where k is the transformation coefficient of the
u2(t)=i2(t)r, где r - сопротивление шунта 14,u 2 (t) = i 2 (t) r, where r is the resistance of the
которое подается на вход выпрямителя 15. На выходе выпрямителя 15 появляется пульсирующее напряжение u(t)=|u2(t)| X15 (фиг. 2), поступающее на вход АЦП 16. На выходе преобразователя 16 формируется код X16 мгновенного значения входного напряженияwhich is fed to the input of the
X16=u(t)/ un, где un - шаг квантования АЦП 16.X16 = u (t) / u n , where u n is the quantization step of the
Этот код X16 по существу является кодом мгновенного значения тока нагрузки генератора, который анализируется по двум каналам. Первый канал определяет амплитуду тока и тенденцию его изменения (сброс или наброс нагрузки). Второй канал проводит оценку скорости изменения тока для принятия решения о необходимости форсировки.This X16 code is essentially a code for the instantaneous value of the generator load current, which is analyzed on two channels. The first channel determines the amplitude of the current and its tendency to change (discharge or load surge). The second channel evaluates the rate of change of current to decide on the need for forcing.
Перед работой с шины СБРОС 48 подается сигнал на сбросовые входы регистров памяти 44 и 45, на выходе которых устанавливается нулевой код. При включении нагрузки на выходе АЦП 16 появляется код X16, поступающий на первый вход компаратора 36, на второй вход которого подан нулевой код с выхода регистра памяти 44. Появляется сигнал на выходе БОЛЬШЕ компаратора 36 и в регистр 44 записывается код мгновенного значения тока с выход АЦП 16. Процесс перезаписи кодов Х44 (фиг. 2) в регистр 44 продолжается до момента записи кода первой амплитуды, после чего появляется сигнал на выходе МЕНЬШЕ компаратора 36. По фронту этого сигнала формирователь коротких импульсов 38 выдает короткий сигнал Х38. Сигналом Х40 с выхода элемент задержки 40 в регистр памяти 45 переписывается код первой амплитуды с выхода регистра 44. После чего с выдержкой времени, обусловленной сигналом Х39 с выхода элемента задержки 39, регистр 44 обнуляется, готовясь к формированию кода второй амплитуды тока. Перед этим код Х44 с выхода регистра 44 поступающий на первый вход компаратора 37, сравнивается с кодом Х45 первой амплитуды тока, поданным на второй вход компаратора 37 с выхода регистра 45. При последующих циклах измерения амплитуды тока к моменту их завершения на выходе регистра 45 присутствует код Х45 амплитуды в предыдущий момент времени, а на выходе регистра 44 присутствует код Х44 (фиг. 2) амплитуды в текущий момент времени.Before working with the bus RESET 48, a signal is sent to the reset inputs of the
При набросе нагрузки (фиг. 2 интервал времени t1-t2) код Х44 на выходе регистра 44 больше кода Х45 на выходе регистра 45, поэтому появляется сигнал Х37(1) на выходе БОЛЬШЕ компаратора 37, который подготавливает элемент И 32 по первому входу. После завершения цикла измерения амплитуды тока сигнал Х38 с выхода формирователя 38 поступает на второй вход элемента И 32. Появляется сигнал Х32 на выходе элемента И 32, поступающий на единичный вход RS-триггера 41, у которого появляется сигнал на прямом выходе.When loading the load (Fig. 2, the time interval is t 1 -t 2 ), the code X44 at the output of the
Когда происходит сброс нагрузки (фиг. 2 интервал времени t3-t4), код Х44 на выходе регистра 44 меньше кода Х45 на выходе регистра 45, поэтому появляется сигнал Х37(2) на выходе МЕНЬШЕ компаратора 37, который подготавливает элемент И 33 по первому входу. При завершении очередного цикла измерения амплитуды тока сигнал Х38 с выхода формирователя 38 поступает на второй вход элемента И 33, подготовленного по первому входу. Появляется сигнал Х33 на выходе элемента И 33, поступающий на сбросовый вход RS-триггера 41, у которого появляется сигнал на инверсном выходе.When a load shedding occurs (Fig. 2, the time interval is t 3 -t 4 ), the code X44 at the output of
Таким образом, если происходит наброс нагрузки, то сигнал присутствует на прямом выходе RS-триггера 41, а если сброс - то на инверсном выходе.Thus, if a load surge occurs, then the signal is present at the direct output of the RS flip-
Одновременно производится оценка скорости изменения тока. С выхода АЦП 16 код мгновенного значения тока подается на информационные входы регистров памяти 17 и 18. С выхода генератора 20 импульсы стабильной частоты ƒ20 поступают на вход распределителя 19. На его выходах попеременно через фиксированный промежуток времени Δt=1/ƒ20 появляются импульсы, которые поступают на входы записи регистров 17 и 18. В результате в регистры памяти 17 и 18 записываются коды К(t) и К(t+Δt) соответствующие мгновенным значениям тока нагрузки i(t) и i(t+Δt) для смежных моментов времени отличающихся на Δt. Коды поступают на входы вычитателя 21. На его выходе появится код, соответствующий текущему приращению тока нагрузки |Δi/Δt| за фиксированный промежуток времени Δt. Он поступает на вход дешифратора 22. При этом появляется сигнал на одном из m выходов дешифратора 22.At the same time, the rate of change of current is estimated. From the output of the
Если текущее приращение тока нагрузки не превышает допустимой величины, то сигнал появляется на одном из выходов дешифратора 22 с номерами от 1 до пи триггер 25 остается в состоянии, когда сигнал на его прямом выходе отсутствует. При этом форсировка возбуждения не производится.If the current increment of the load current does not exceed the permissible value, then the signal appears at one of the outputs of the
Если текущее приращение тока нагрузки генератора превышает допустимую величину, то появляется сигнал на одном из выходов дешифратора 22 с номерами от (n+1) до m, который поступает на единичный вход триггера 25. Триггер 25 переводится в состояние, при котором появляется сигнал на его прямом выходе, подготавливающий элементы И 34 и 35 по первым входам.If the current increment of the generator load current exceeds the permissible value, a signal appears on one of the outputs of the
При набросе нагрузки открывается элемент И 35. Сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход ключа 12, который открывается и подключает источник постоянного тока 11 к индуктору через ключ 47, открытый сигналом с выхода инвертора 42. Происходит форсированное увеличение возбуждения генератора. При снижении тока нагрузки до допустимых значений, например, после завершения процесса пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, появляется сигнал на одном из выходов дешифратора 22 с номерами от 1 до n, который подготавливает элемент И 31 по первому входу. В момент времени, когда мгновенное значение тока близко к нулевому значению и наблюдается максимальное приращения тока, появляется сигнал на выходе инвертора 30, который поступает на второй вход элемента И 31. На выходе элемента И 31 появляется сигнал и с выхода формирователя 26 поступает сигнал на сбросовый вход триггера 25, который меняет свое состояние. Сигнал на прямом выходе триггера 25 исчезает. Закрывается ключ 12, отключая внешний источник 11 от обмотки 3 индуктора генератора.When the load is boosted, the And 35 element opens. The signal from its output through the
При сбросе нагрузки сигналами с прямого выхода RS-триггера 25 и инверсного выхода RS-триггера 41 открывается элемент И 34. Сигнал с его выхода поступает на вход инвертора 42, закрывающего ключ 47. Одновременно сигнал с выхода элемента И 34 открывает ключ 46, который включает встречно напряжению выпрямителя 4 источник постоянного тока 43 в цепь обмотки 3 индуктора генератора. Возбуждение генератора форсированно снижается.When load shed by signals from the direct output of the RS-flip-
Таким образом, предложенная система возбуждения генератора имеет высокую форсировочную способность при сбросе и набросе нагрузки.Thus, the proposed generator excitation system has a high boosting ability during discharge and load shedding.
Источники информацииSources of information
1. Полянский В.Ф., Попов А.В. Электрооборудование судов и предприятий: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1989, с. 233-236.1. Polyansky V.F., Popov A.V. Electrical equipment of ships and enterprises: Textbook for universities. - M .: Transport, 1989, p. 233-236.
2. Сугаков В.Г., Хватов О.С. Основы автоматического регулирования выходных электрических параметров Часть 2. Автоматическое регулирование напряжения автономных источников электрической энергии. Учебное пособие для вузов. - Кстово: НВВИКУ (ВУ), 2007, с. 44-52.2. Sugakov V.G., Khvatov O.S. Fundamentals of automatic regulation of electrical
3. Сугаков В.Г., Хватов О.С. Системы автоматического регулирования параметров электрической энергии судовых электростанций. Часть 2. Автоматическое регулирование напряжения судовых источников электрической энергии. Учебное пособие. - Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2011, с. 59-95.3. Sugakov V.G., Khvatov O.S. Systems for automatic regulation of electrical energy parameters of ship power plants.
4. Патент на изобретение RU 2510698, кл. Н02Р 9/14, 2014.4. Patent for invention RU 2510698, cl. H2P 9/14, 2014.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139288A RU2723989C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Excitation control system of synchronous generator with external forcing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139288A RU2723989C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Excitation control system of synchronous generator with external forcing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723989C1 true RU2723989C1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=71095993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139288A RU2723989C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Excitation control system of synchronous generator with external forcing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723989C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811685C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учереждение Высшего Образования "Самарский Государственный Универститет Путей Сообщения" (Самгупс) | Excitation system of synchronous generator with forcing and parallel operation corrector |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3899731A (en) * | 1973-05-29 | 1975-08-12 | Electric Machinery Mfg Co | Voltage regulator with controlled current |
RU2072622C1 (en) * | 1994-06-07 | 1997-01-27 | Конструкторское бюро автотранспортного оборудования | Synchronous generator voltage regulator |
KR100206658B1 (en) * | 1996-11-11 | 1999-07-01 | 이종훈 | Static exciting system of synchronous generator using boost/buck chopper |
KR100737955B1 (en) * | 2005-03-23 | 2007-07-13 | 가부시키가이샤 덴소 | Method and apparatus for controlling power generation using gradually exciting technique |
RU2470454C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжская государственная академия водного транспорта" (ФГОУ ВПО ВГАВТ) | System of excitation of synchronous generator |
RU2510698C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-04-10 | Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжская государственная академия водного транспорта" (ФБОУ ВПО ВГАВТ) | System of synchronous generator excitation with external boosting |
-
2019
- 2019-12-02 RU RU2019139288A patent/RU2723989C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3899731A (en) * | 1973-05-29 | 1975-08-12 | Electric Machinery Mfg Co | Voltage regulator with controlled current |
RU2072622C1 (en) * | 1994-06-07 | 1997-01-27 | Конструкторское бюро автотранспортного оборудования | Synchronous generator voltage regulator |
KR100206658B1 (en) * | 1996-11-11 | 1999-07-01 | 이종훈 | Static exciting system of synchronous generator using boost/buck chopper |
KR100737955B1 (en) * | 2005-03-23 | 2007-07-13 | 가부시키가이샤 덴소 | Method and apparatus for controlling power generation using gradually exciting technique |
RU2470454C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжская государственная академия водного транспорта" (ФГОУ ВПО ВГАВТ) | System of excitation of synchronous generator |
RU2510698C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-04-10 | Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжская государственная академия водного транспорта" (ФБОУ ВПО ВГАВТ) | System of synchronous generator excitation with external boosting |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811685C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учереждение Высшего Образования "Самарский Государственный Универститет Путей Сообщения" (Самгупс) | Excitation system of synchronous generator with forcing and parallel operation corrector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2510698C1 (en) | System of synchronous generator excitation with external boosting | |
RU2523005C1 (en) | System of synchronous generator excitation with controlled external boosting | |
RU2470454C2 (en) | System of excitation of synchronous generator | |
US4146827A (en) | Four-quadrant current-regulated energization of d.c. motor using pulse-width modulation | |
RU2704313C1 (en) | System for boosting excitation of self-contained synchronous generator included in electrical system, using energy accumulators based on storage batteries and high-power supercapacitors | |
EP1282937B1 (en) | Method for controlling the starting of an ac induction motor | |
US6420848B1 (en) | Method and controlling the starting of an AC induction motor with closed loop current control | |
CA2892333C (en) | Method for converting alternating current into direct current and related device | |
RU2723989C1 (en) | Excitation control system of synchronous generator with external forcing | |
WO1980002487A1 (en) | Voltage-to-frequency-converter | |
US6407529B1 (en) | Method for controlling the starting of an induction motor utilizing closed loop alpha control | |
RU2725137C1 (en) | Excitation system of synchronous generator with external two-directional forcing | |
RU2781107C1 (en) | Synchronous generator excitation system with controlled bidirectional external boost | |
RU2790361C1 (en) | System for excitation of synchronous generator with controllable external forcing | |
US3708739A (en) | Regulated electrical inverter system | |
RU2811685C1 (en) | Excitation system of synchronous generator with forcing and parallel operation corrector | |
RU2072622C1 (en) | Synchronous generator voltage regulator | |
US3900739A (en) | Device for providing a current supply to inductive loads by use of a battery and a d. c. pulse transformer positioned between battery and load | |
US3733539A (en) | Multi-phase thyristor inverter | |
RU2100899C1 (en) | Power supply for overexcited hysteresis synchronous gyromotor | |
RU2817045C1 (en) | Bidirectional frequency recovery time tolerance control device | |
CA1068338A (en) | Scr d.c. interrupter | |
RU2345461C1 (en) | Device for voltage control and loads alignment in parallel operating generators | |
SU1241339A1 (en) | System for supplying electric power and controlling groups of hysteresis electric motors | |
SU1636978A1 (en) | Device for controlling thyratron motor based on synchronous machine |