SU1246254A1 - Синхронна электрическа машина с устройством дл контрол вращающегос выпр мител бесщеточного возбудител - Google Patents

Abstract

Изобретение., относитс  к устройствам контрол  бесщеточных возбудителей мощных синхронных мащин. Целью изобретени   вл етс  повьппение надежности и точности контрол  в широком диапазоне изменени  тока возбулщени . Устр-во содержит два токовых датчика 1 и 2, установленных на неподвижной части возбудител  и расположенных напротив вращающихс  вентилей и предохранителей, и блок 4 обработки информации. Оно дополнительно снабжено двум  блоками селекции 3, каждый из которых состоит из двухполупериодного вьшр мител  5, масштабного преобразовател  6, детектора 7 и компаратора 8, подключенного своими входами соответственно на выходы преобразовател  6 и детектора 7, при этом входы выпр мител  5 подсоединены к выходам датчиков 1 и 2, а выходы компаратора 8 подключены к блоку 4. Блоки селекции 3 отдел ют рабочие импульсы от помех в широком диапазоне изменени  токов возбудите-

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам контрол  бесщеточных возбудителей мощных синхронных машин, и может быть не- пользовано в системах автоматического контрол  работы турбогенераторов и синхронных компенсаторов на электростанци х .

Цель изобретени  - повышение надежности устройства при одновремен ном повьшении точности контрол  в широком диапазоне изменени  тока воз буждени  синхронной электрической

машины,

На фиг,1 приведена блок-схема

устройства; на фиг.2 и 3 - соответ ственно форма сигналов от токовых датчиков и на входах компаратора; на фиг.4 - пример реализации блока селекции на микросхемных операционных усилител х.

Устройство состоит из токовых датчиков 1 и 2, двух блоков 3 селекции , электронного блока 4 обработки информации, причем каждый блок 3 селекции включает в себ  двухполу- периодный выпр митель 5, масштабный преобразователь 6, детектор 7 среднго значени  и компаратор 8.

Схема блока селекции (фиг.4) вьшол нена на микросхемных операционных усилител х 9-14. Двухполупериодный выпр  . митель представл ет собой линейный детектор на операционных усилител х 9,10, масштабный преобразователь 6 вьшолнен в виде инвертора на операционном усилителе 11 с регулируемой отрицательной обратной св зью.. Б качестве детектора 7 среднего значени  использован фильтр нижних частот на операционном усилителе 12, в цепи отрицательной обратной св зи которого включено апериодическое звено первого порддка. Компаратор 8 состоит из двух операционных усилителей 13, 14, представл ющи1х собой дифференциальный усилитель и усилитель без цепи обратной св зи.

Устройство работает следую1цим образом .

При исправном состо нии всех эле v-ieHTOB вращаюш;егос  выпр мител  от Токовых датчиков 1 и 2 поступают на вход блоков 3 селекции положительны и отрицательные рабочие имп:ульсы, характеризуюшие соответстЕ.енно проводимость цепей с анодными и катодными вентил ми в плечах выпр мител .

462542

В блоках 3 селекции из общего сигнсша токовых датчиков 1 и 2 производитс  отделение рабочих импульсов от импульсов помех, генерируемых самими датчиками 1 и 2. Рабочие импульсы блоков 3 селекции поступают на входы электронного блока 4 обработки информации, в котором осуществл етс  подсчет числа импульсовв (3 их последовательности за один оборот вала и сравнение этого числа с заданными числами уставок. Алгоритм работы электронного блока 4 обеспечивает отсутствие сигнала на выходе J5 устройства при полном числе рабочих импульсов в каждом из двух каналов, что свидетельствует об исправном состо нии всех контролируемых цепей вращающегос  выпр мител .

При выходе из стро  какого.-либо вентил  перегорает последовательно включенный с ним предохранитель; контролируема  цепь обесточиваетс  и в зависимости от числа недостаю- 215 щи  импульсов в их последовательности за один оборот вала устройство выдает предущ)едительный или аварийный сигнал.

Точность подсчета импульсов и наделсность функционировани  всего устройства обеспечиваетс  .блоком .3 селек1и1и, который отдел ет рабочие импульсы от помех в широком диа- пазон:е токов возбудител .

Принцип действи  блока 3 седек- ции по сн етс  на фиг.2 и 3, .На вход блока 3 селекции от токового датчика 1 или 2 подаетс  периодическое напр жение сложной формы (фиг.2), Оно содержит рабочие импульсы с амплитудой Up и импульсы помели с амплитудой U С Up .

Рабочий импульс соответствует моменту совпадени  оси контролируемого шин:опровода с осью токового датчика 1 или 2 при вращении ротора возбудител . Полное число положитель ных и отрицательных рабочих импульсов напр жени  на зажимах обоих токовых датчиков I и 2 за один оборот вала при нормальном состо нии возбудител  соответствует числу контролируемых цепей.

Чиспо импульсов помех U, вдвое больше рабочих импульсов. Амплитуда 55 тех и других импульсов пропорциональна току возбудител .

Двухпол рный импульсный сигнал токового датчика преобразуетс  вы30

35

40

45

50

}

пр мителем 5 в однопол рное напр жение Ug, которое затем поступает на входы масштабного преобразовател  6 и детектора 7 среднего значени  Компаратор 8 сравнивает по величине выходные сигналы элементов 6 и 7 (фиг.З).

Условием срабатьшани  компаратора  вл етс  вьтолнение неравенстр 

mU,U,(1)

где m - коэффициент передачи масштабного преобразовател  6; Ug, Ug - мгновенное и среднее значени  выпр мленного напр жени  .

Величина уставки масштабного коэффициента Шу выбираетс  из услови  надежного срабатьшани  компаратора 8 в момент по влени  рабочего импульса () и услови  отсутстви  ложного срабатывани  в момент прохождени  импульса помехи () %Up

myUfl UB (2)

Разделив певуто и правую части пер вого неравенства на Up, и второго на

Up , и обозначив через К -, К, -,

... Up Lp

условие нормального функционировани  блока 3 селекции можно представить в следующем виде:

К. ,,(3)

Так как напр жени  U, Up, Up пропорциональны току возбудител , то коэффициенты К и К„, равные отношени м этих напр жений в установившемс  режиме, не зависит от этого тока.

Таким образом, выбор масштабного, коэффициента т, согласно условию (3), обеспечивает надежное отделение рабочих импульсов от импульсов помех в щироком диапазоне изменени  тока возбудител ,

Коэффициент передачи m масштабного преобразовател  определ етс  отношением величин переменного сопротивлени  в цепи отрицательной обратной св зи и сопротивлени  на входе операционного усилител  1. Дл  выбора вполне определенного значени  уставки ту условие (3) дополн ют следующим

ди lmyUpl-|U, .| (4)

Оно выр&жает требование рйвноуда- ленности вершин импульсов myU и нУй ° среднего значени  Ug на эпю246254

ре входных сигналов компаратора (4ИГ.З).

Из (4) можно найти

10

25

50

т,

2Ki

Un

(5)

IS

20

где -- - коэффициент относи- тельного содержани 

помех в сигнале датчиков .

Прохождение сигнала от токового датчика через элементы блока селекции показано на фиг14 с помощью эпюр напр жений U , ... , Ug в основных узлах схемы относительно общего провода .

Устройство может быть использовано дл  контрол  состо ни  вращающегос  выпр мител  бесщеточного возбудител  мощного турбогенератора в щироком диапазоне изменени  тока возбуждени  .

Повыщенна  точность и наде: сность функционировани  устройства позвол ет с одной стороны своевремен но обнаружить , вьтедшие из стро  полупроводниковые вентили и прин ть меры по автоматическому ограничению режима рабо-, ,ты или отклгочение возбудител , с другой - исключить ложные отключени  30 си нхронной машины практически при любых уровн х тока возбуждени .

Экономический эффект от внедрени  предлагаемого устройства выражаетс 

35 в уменьшении средней продолжительности аварийного просто  энергоблока и снижении дефицита электроэнергии,- а следовательно, уменьшении необходимого аварийного резерва мощности

в энергосистеме.

Ф.ормула изобретени 

Синхронна  электрическа  машина 45 с устройством дл  контрол  вращающегос  выпр мител  бесщеточного возбудител , содержаща  пару электромаг- .нитных токовых датчиков, установленных на неподвижной части возбудител , смещенных в плоскости вращени  ра относительно один другого на 180 эл.град.и расположенных напротив вращающихс  шинопроводов контролируемых цепей из последовательно соединенных 55 полупроводниковых вентилей и предохранителей , и электронный блок обработки информации, поступающей от токовых датчиков, о т л и ч а ю -

щ а   с   тем, что, с целью повышени  надежности и точности контрол  в широком диапазоне изменени  тока возбуж,цени  синхронной машины, в нее введены два блока селекции, каждый из которых состоит из входного двух- полупериодного выпр мител , масштаб- .ного преобразовател , детектора сред него значени , входы которых соединены с выходом выпр мител , и выход462546

ного компаратора, подключенного свои ми входами соответственно к входа 1 масштабного преобразовател  и детектора среднего значени , при этом 5 вход Ксокдого двухполупериодного выпр мител  подсоединен к выходу электромагнитного токового датчика, а выходы компаратора подключены, к блоку обработки информа - 10 ции.

,W %;i/5

niyUs4V iij/Mrt

Фмг.З

ВНИИПИ Заказ 4015/50

Произв.-полигр. пр-тие, г. У:кгороДз ул.. Проектна , 4

Тираж 631

Тодписное

Claims (1)

1. Ф.о р мул а изобретения электрическая машина для контроля вращающеСинхронная с устройством гося выпрямителя бесщеточного возбудителя. содержащая пару электромагнитных токовых датчиков, установленных на неподвижной части возбудителя, смещенных в плоскости вращения рото^· ра относительно один другого на 180 эл.град.и расположенных напротив вращающихся шинопроводов контролируемых цепей из последовательно соединенных полупроводниковых вентилей и предохранителей, и электронный блок обработки информации, поступающей от токовых датчиков, отличаю- щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля в широком диапазоне изменения тока возбуждения синхронной машины, в нее введены два блока селекции, каждый из которых состоит из входного двухполупериодного выпрямителя, масштабного преобразователя, детектора среднего значения, входы которых соединены с выходом выпрямителя, и выход ного компаратора, подключенного свой ми входам! соответственно к входам масштабного преобразователя и детектора среднего значения, при этом

   5 вход каждого двухполупериодного выпрямителя подсоединен к выходу элект ромагнитного токового датчика, а выходы компаратора подключены, к блоку обработки информа -