RU2727922C1 - Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator - Google Patents

Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator Download PDF

Info

Publication number
RU2727922C1
RU2727922C1 RU2019101052A RU2019101052A RU2727922C1 RU 2727922 C1 RU2727922 C1 RU 2727922C1 RU 2019101052 A RU2019101052 A RU 2019101052A RU 2019101052 A RU2019101052 A RU 2019101052A RU 2727922 C1 RU2727922 C1 RU 2727922C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
generator
synchronous generator
autonomous
decoder
Prior art date
Application number
RU2019101052A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Борисович Тюнин
Николай Николаевич Скребов
Дмитрий Романович Палагутин
Александр Владимирович Химич
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019101052A priority Critical patent/RU2727922C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727922C1 publication Critical patent/RU2727922C1/en

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
    • H02P9/02—Details of the control
    • 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
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in aircraft power supply ground facilities frequency control devices. Autonomous synchronous generator frequency control device comprises a reference frequency generator, a comparison device, an adder, engine drive rpm controller, control action forming unit, decoder, encoder, load connection sensor, hand-held switching device.
EFFECT: technical result is reduced frequency oscillations of self-contained synchronous generator, reduced time of onset of steady-state by frequency during switching of powerful loads.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам регулирования частоты автономных синхронных генераторов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to systems for regulating the frequency of autonomous synchronous generators.

Известно устройство, [Патент на полезную модель №99910 МПК Н02Р 9/02. Регулятор частоты синхронного генератора / Г.Н. Утляков, А.Р. Валеев, В.М. Асадуллин, В.И. Каримов, А.С. Есаулов. Заявлено 29.06.2010, опубл. 27.11.2010. Бюл. №33]. Регулятор частоты синхронного генератора, содержащий первый измерительный орган частоты, соединенный с синхронным генератором, первое усилительное устройство, соединенное с первым исполнительным устройством, второе усилительное устройство, соединенное со вторым исполнительным устройством, связанным с приводом постоянной частоты вращения, подключенный к синхронному генератору и второму измерительному органу частоты, связанному со вторым устройством усиления и первым исполнительным устройством, отличающийся тем, что содержит датчик тока, подключенный к синхронному генератору и интеллектуальному регулятору, соединенным с первым усилительным устройством и первым измерительным органом частоты.You know the device [Patent for utility model No. 99910 IPC Н02Р 9/02. Synchronous generator frequency regulator / G.N. Utlyakov, A.R. Valeev, V.M. Asadullin, V.I. Karimov, A.S. Esaulov. Stated 06/29/2010, publ. November 27, 2010. Bul. No. 33]. A frequency regulator of a synchronous generator, comprising a first frequency measuring device connected to a synchronous generator, a first amplifying device connected to a first actuator, a second amplifying device connected to a second actuating device connected to a constant speed drive, connected to a synchronous generator and a second measuring a frequency organ associated with the second amplification device and the first actuator, characterized in that it contains a current sensor connected to a synchronous generator and an intelligent controller connected to the first amplifying device and the first frequency measuring organ.

Недостатками устройства являются значительные колебания частоты генератора, при коммутации мощных нагрузок, обусловленные низким быстродействием системы регулирования частоты и инерционностью приводного двигателя.The disadvantages of the device are significant fluctuations in the frequency of the generator, when switching powerful loads, due to the low speed of the frequency control system and the inertia of the drive motor.

Техническим результатом изобретения является уменьшение колебаний частоты автономного синхронного генератора, сокращение времени наступления установившегося режима по частоте при коммутации мощных нагрузок.The technical result of the invention is to reduce the frequency fluctuations of an autonomous synchronous generator, to reduce the time of the onset of a steady state in frequency when switching powerful loads.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство регулирования частоты автономного синхронного генератора электроагрегата дополнительно введены дешифратор, блок формирования управляющего воздействия и сумматор, второй вход сумматора соединен с выходом устройства сравнения, а выход - со входом регулятора оборотов приводного двигателя, а на каждом потребителе установлен датчик включения нагрузки, расположенный на рукоятке ручного коммутационного аппарата и последовательно соединенный с шифратором, при этом выход шифратора n-го потребителя, где

Figure 00000001
(N - количество потребителей), соединен с входом дешифратора линией связи.The specified technical result is achieved by the fact that a decoder, a control action generating unit and an adder are additionally introduced into the device for regulating the frequency of the autonomous synchronous generator of the electric unit, the second input of the adder is connected to the output of the comparison device, and the output is connected to the input of the speed controller of the drive motor, and is installed on each consumer load switching sensor located on the handle of a manual switching device and connected in series with the encoder, while the encoder output of the nth consumer, where
Figure 00000001
(N is the number of consumers), connected to the decoder input by a communication line.

Сущность изобретения заключается в дополнительном увеличении оборотов приводного двигателя перед включением нагрузки за счет формирования и передачи по линии связи упреждающего сигнала о намерении ее включения, обеспечивая тем самым технический результат изобретения.The essence of the invention lies in an additional increase in the speed of the drive motor before switching on the load due to the generation and transmission through the communication line of a pre-emptive signal about the intention of its switching on, thereby providing the technical result of the invention.

Структурная схема регулирования частоты автономного синхронного генератора электроагрегата изображена на чертеже.The block diagram of the frequency control of the stand-alone synchronous generator of the generating set is shown in the drawing.

Устройство содержит: 1 - генератор опорной частоты, 2 - устройство сравнения, 3 - сумматор, 4 - регулятор оборотов приводного двигателя, 5 - блок формирования управляющего воздействия, 6 - дешифратор, 7 - шифратор, 8 - датчик включения нагрузки, 9 - ручной коммутационный аппарат.The device contains: 1 - reference frequency generator, 2 - comparison device, 3 - adder, 4 - drive motor speed controller, 5 - control action formation unit, 6 - decoder, 7 - encoder, 8 - load switch, 9 - manual switching apparatus.

Датчик включения нагрузки установлен на рукоятке ручного коммутационного аппарата и предназначен для фиксации момента прикосновения оператора к рукоятке ручного коммутационного аппарата.The load switch is installed on the handle of the manual switching device and is designed to record the moment when the operator touches the handle of the manual switching device.

В качестве датчика включения нагрузки может быть применен тензодатчик с возможностью определения направления воздействия [см. например «Шушкевич, В.А. Основы электротензометрии [Текст] / В.А. Шушкевич. - Минск: Вышейшая школа, 1975, с. 121-122].A strain gauge with the ability to determine the direction of exposure can be used as a load switch sensor [see. for example “Shushkevich, V.A. Fundamentals of electrotensometry [Text] / V.А. Shushkevich. - Minsk: Higher School, 1975, p. 121-122].

Блок формирования управляющего воздействия предназначен для выбора из массива согласно полученному от дешифратора сигналу импульса, хранящегося в памяти блока, причем величина изменения оборотов должна соответствовать амплитуде импульса, а длительность воздействия - времени включения нагрузки.The control action shaping unit is intended for selection from the array according to the pulse signal received from the decoder and stored in the unit memory, and the value of the revolutions change must correspond to the pulse amplitude, and the duration of the action - to the load switching time.

Блок формирования управляющего воздействия может быть выполнен в виде микропроцессорного устройства с энергонезависимой памятью [см. например «Компоненты и технологии» №7, 2012 с. 12-14].The block for generating the control action can be made in the form of a microprocessor device with non-volatile memory [see. eg "Components and Technologies" No. 7, 2012 p. 12-14].

Линия связи между шифратором и дешифратором может быть выполнена на основе соответствующей интегральной микросхемы, реализующей на физическом уровне беспроводную передачу данных по интерфейсу Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM или CDMA с возможностью задания адреса передатчика [см. например «Новости электроники» №13, 2009, с. 25-28].The communication line between the encoder and the decoder can be made on the basis of a corresponding integrated microcircuit that implements at the physical level wireless data transmission via the Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM or CDMA interface with the ability to set the transmitter address [see. eg "Electronics News" №13, 2009, p. 25-28].

Назначение элементов сумматора - 3, дешифратора - 6, шифратора - 7 понятно из их названия. Все эти элементы могут быть выполнены по известным радиотехническим схемам.The purpose of the elements of the adder - 3, decoder - 6, encoder - 7 is clear from their name. All these elements can be made according to known radio engineering schemes.

Устройство работает следующим образом: При включении нагрузки путем воздействия оператора на ручной коммутационный аппарат 9 до момента замыкания его контактов происходит срабатывание датчика включении нагрузки 8. На выходе датчика появляется упреждающий сигнал, свидетельствующий о предстоящем включении нагрузки, соответствующий ее мощности и типу. Далее сигнал с датчика 8 поступает на шифратор 7, где происходит формирование сигнала о порядковом номере нагрузки. Далее по линии связи данный сигнал поступает на дешифратор 6, где происходит определение порядкового номера нагрузки и передача этой информации в блок формирования управляющего воздействия 5. Там по порядковому номеру нагрузки происходит выбор импульса, соответствующего поступающему сигналу из массива, хранящегося в памяти, причем мощность нагрузки соответствует амплитуде импульса, а длительность работы нагрузки - его продолжительности. Далее данный импульс поступает на сумматор, где алгебраически складывается с сигналом штатного регулятора частоты и через регулятор оборотов приводного двигателя увеличивает либо уменьшает его обороты.The device works as follows: When the load is turned on by the operator's action on the manual switching device 9 until its contacts are closed, the sensor is triggered when the load is turned on 8. A pre-emptive signal appears at the sensor output, indicating the upcoming load activation, corresponding to its power and type. Further, the signal from the sensor 8 goes to the encoder 7, where the signal is generated about the serial number of the load. Further, through the communication line, this signal is sent to decoder 6, where the serial number of the load is determined and this information is transmitted to the control action generating unit 5. There, according to the serial number of the load, the pulse is selected corresponding to the incoming signal from the array stored in the memory, and the load power corresponds to the amplitude of the pulse, and the duration of the load operation corresponds to its duration. Further, this pulse is fed to the adder, where it is algebraically added to the signal of the standard frequency regulator and, through the speed controller of the drive motor, increases or decreases its speed.

Таким образом, начало регулирования частоты синхронного генератора наступает с необходимым опережением по отношению к моменту включения нагрузки.Thus, the beginning of the regulation of the frequency of the synchronous generator comes with the necessary advance in relation to the moment when the load is switched on.

При сбросе нагрузки последовательность работы элементов в схеме сохраняется прежней, причем вместо увеличения оборотов приводного двигателя происходит их уменьшение для исключения выбросов частоты.When the load is shed, the sequence of operation of the elements in the circuit remains the same, and instead of increasing the speed of the drive motor, they are reduced to eliminate frequency surges.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как существующий на данный момент уровень техники позволяет его реализовать.The proposed technical solution is industrially applicable, since the current state of the art allows it to be implemented.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить качество регулирования частоты синхронных генераторов при коммутации мощных нагрузок, а именно снизить провалы и выбросы частоты, время наступления установившегося режима и, тем самым, повысить надежность работы потребителей, чувствительных к качеству регулирования частоты питающего напряжения.The use of the proposed device will improve the quality of the frequency control of synchronous generators when switching powerful loads, namely, to reduce the frequency dips and surges, the time of the onset of the steady state and, thereby, increase the reliability of the consumers, sensitive to the quality of the supply voltage frequency regulation.

Claims (1)

Устройство регулирования частоты автономного синхронного генератора электроагрегата, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, устройство сравнения, а также регулятор оборотов двигателя и n ручных коммутационных аппаратов, где
Figure 00000002
(N - количество потребителей), отличающееся тем, что дополнительно введены дешифратор, блок формирования управляющего воздействия и сумматор, второй вход сумматора соединен с выходом устройства сравнения, а выход - с входом регулятора оборотов приводного двигателя, а на каждом потребителе установлен датчик включения нагрузки, расположенный на рукоятке ручного коммутационного аппарата и последовательно соединенный с шифратором, при этом выход шифратора n-го потребителя, где
Figure 00000003
соединен с входом дешифратора линией связи.A device for regulating the frequency of an autonomous synchronous generator of a generating set, containing a series-connected reference frequency generator, a comparison device, as well as an engine speed controller and n manual switching devices, where
Figure 00000002
(N is the number of consumers), characterized in that a decoder, a control action generating unit and an adder are additionally introduced, the second input of the adder is connected to the output of the comparison device, and the output is connected to the input of the drive motor speed controller, and a load switch is installed on each consumer, located on the handle of a manual switching device and connected in series with the encoder, while the encoder output of the n-th consumer, where
Figure 00000003
connected to the decoder input by a communication line.
RU2019101052A 2019-01-10 2019-01-10 Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator RU2727922C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101052A RU2727922C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101052A RU2727922C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727922C1 true RU2727922C1 (en) 2020-07-27

Family

ID=71741180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019101052A RU2727922C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727922C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467731A1 (en) * 1987-04-20 1989-03-23 Ростовское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Им.Неделина М.И. Self-sufficient power unit
SU1740734A1 (en) * 1989-12-26 1992-06-15 Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Неделина М.И. Power plant shaft rotational speed regulator
WO1999013550A1 (en) * 1997-09-11 1999-03-18 Siemens Aktiengesellschaft System for supplying electromotive consumers with electric energy
RU2311722C1 (en) * 2006-01-27 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Off-line power unit
RU2319277C1 (en) * 2006-11-08 2008-03-10 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Dc electric energy autonomous supply
RU99910U1 (en) * 2010-06-29 2010-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" SYNCHRONOUS FREQUENCY REGULATOR
US20140103652A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 General Electric Company System and method of selecting wind turbine generators in a wind park for curtailment of output power to provide a wind reserve
DE112015005097A5 (en) * 2014-11-10 2017-07-27 Technische Universität Graz METHOD FOR OPERATING A DEVICE FOR ENERGY SUPPLYING AN ELECTRICAL CONSUMER IN AN ISLAND OPERATION

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467731A1 (en) * 1987-04-20 1989-03-23 Ростовское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Им.Неделина М.И. Self-sufficient power unit
SU1740734A1 (en) * 1989-12-26 1992-06-15 Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Неделина М.И. Power plant shaft rotational speed regulator
WO1999013550A1 (en) * 1997-09-11 1999-03-18 Siemens Aktiengesellschaft System for supplying electromotive consumers with electric energy
EP1012943A1 (en) * 1997-09-11 2000-06-28 Siemens Aktiengesellschaft System for supplying electromotive consumers with electric energy
RU2311722C1 (en) * 2006-01-27 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Off-line power unit
RU2319277C1 (en) * 2006-11-08 2008-03-10 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Dc electric energy autonomous supply
RU99910U1 (en) * 2010-06-29 2010-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" SYNCHRONOUS FREQUENCY REGULATOR
US20140103652A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 General Electric Company System and method of selecting wind turbine generators in a wind park for curtailment of output power to provide a wind reserve
DE112015005097A5 (en) * 2014-11-10 2017-07-27 Technische Universität Graz METHOD FOR OPERATING A DEVICE FOR ENERGY SUPPLYING AN ELECTRICAL CONSUMER IN AN ISLAND OPERATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107024985B (en) Linear motor braking method and device, and tactile feedback system
WO2009045058A3 (en) System and method for directly and instantaneously controlling exciter of generator
US2408451A (en) Speed control system
WO2006026169A3 (en) Method and apparatus for customizing of a power supply based on load characteristic data
EP1834113A4 (en) Steady-state and transitory control for transmission between engine and electrical power generator
JP2008283835A (en) Load drive unit
CN104428635A (en) Method for controlling a coil current of a magnetoinductive flowmeter
RU2727922C1 (en) Device for frequency control of autonomous sync generator of electric generator
KR101564321B1 (en) Generating method for Generator and system
EP3396849A1 (en) Improved generator output voltage regulation
KR101845432B1 (en) High efficiency generator with permanent excitation
KR101730236B1 (en) Wireless Power Transmitter
RU2574166C1 (en) Device to force excitation of free-running synchronous generator
KR100453158B1 (en) Automatic voltage regulator of generator
JP5449871B2 (en) Transmission control device for ultrasonic diagnostic equipment
SU1241274A1 (en) Remote control device
KR100757747B1 (en) Step motor control system using memory index
SU1471279A1 (en) Automatic excitation regulator for synchronous electric machine
US847079A (en) Electromagnetic transmitting device.
SU446937A1 (en) Method of controlling synchronous hysteresis motor operation
CN105071739A (en) Control system of linear motor and control method of linear motor
SU1543528A1 (en) Method of controlling hysteresis electric motor
SU1121649A1 (en) Secondary control of fuel supply to ac diesel-generator
SU738081A1 (en) Device for stabilizing dc motor rotational speed
SU716627A1 (en) Apparatus for power supply of piezoelectric vibration motor