SU1262684A1 - Способ управлени автономной электроэнергетической установкой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автономных электроэнергетических установках с вш:окими требовани ми к качеству выходного напр жени . Целью изобретени   вл етс  улучшение качества стабилизации напр жени  в переходных режимах работы. Первичный двигатель 2 приводит во вращение ротор синхронного генератора 1, напр жение с выхода которого через непосредственный преобразователь 3 частоты поступает на нагрузку 4. Приводитс  способ управлени  автономной электроэнергетической установкой путем одновременного воздействи  на синхронный генератор и непосредственный преобразователь частоты, позвол ющий обеспечить высокое качество выходно- . го напр жений при изменени х нагрузки . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автономных электроэнергетических установках с высокими требовани ми к качеству выходного напр жени .

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества стабилизации напр жени  в переходных режимах работы.

На чертеже представлен пример конкретной реализации способа управлени автономной электроэнергетической установкой . Автономна  электроэнергетическа  установка содержит синхроиньй генератор 1, валом св занньй с первичным двигателем 2, а  корными обмотками через непосредственный преобразователь 3 частоты - с нагрузкой 4, Первый выход 5 источника 6 эталонных , сигналов, на котором сформирован пер вый эталонный сигнал, соответствую ,щий наименьшему заданному напр жению синхронного генератора, обеспечивающему получение выходного напр жени  непосредственного преобразовател  3 частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, подключен к первому входу первого элемента 7 сравнени , с вторым входом которого через фильтр 8 и выпр митель 9 св зан выход синхронного генератора 1. Выход первого элемента 7 сравнени , на котором сформирован первый сигнал рассогласовани , через первьй вентиль 10 подключен к первому входу сумматора 11, выЯод которого св зан с управл ющим входом регул тора 52 возбуждени , силовой вход которого св зан с выходом синхронного генератора 1, а выход - с обмоткой 13 возбуждени , в цепь которой включен дат чик 14 тока. Выход непосредственного преобразовател  3 частоты подключен через блок 15 коррекции к первому входу второго.элемента 16 сравнени , второй вход которого соединен с вторым выходом 17 источника 6 эталонных сигналов, на котором сформирован вто рой эталонный сигнал,соответствующий номинальному напр жению непосредстве ного преобразовател  частоты. Выход второго элемента 6 сравнени , на котором сформирован второй сигнал рассогласовани , подключен к управл ющему входу системы 18 импульсно-фазового управлени , вход синхронизации которой св зан с выходом синхрон ного генератора 1, .а выход - с управл ющим входом непосредственного

преобразовател  3 частоты. Третий выход 19 источника 6 эталонных сигналов , на котором сформирован третий эталонный сигнал, соответствующий минимальному току возбуждени , который в свою очередь соответствует определенному наименьшему заданному напр жению синхронного генератора, подключен к первому входу третьего элемента 20 сравнени , второй вход которого соединен с датчиком 14 тока, а выход через второй вентиль 21 - с вторым входом сумматора П. Устройство работает следующим образом . Первичный двигатель 2 приводит во вращение ротор синхронного генератора 1, которьш вьфабатьшает переменное напр жение высокой частоты, поступаюЩ через непосредственный преобразователь 3 частоты на нагрузку 4. С второго выхода 17 источника 6 эталонных сигналов через второй элемент 16 сравнени  поступает на регулирующий вход системы 18 импульсно-фазового управлени  синусоидальный сигнал низкой частоты, который преобразуетс  с помощью системы 18 в серию импульсов , включающий вентили непосредственно преобразовател  3 частоты . В результате на выходе последнего формируетс  напр жение той же частоты, которое поступает на нагрузку 4 и через блок 15 коррекции - на первьй вход второго элемента 16 сравнени  . В результате замыкаетс  отрицательна  обратна  св зь, стабилизирующа  напр жение непосредственного преобразовател  3 частоты. Однако, дл  улучшени  стабилизации выходного напр жени  непосредственного преобразовател  3 частоты в динам11ке при набросе нагрузки 4 необходимо определенным образом регулировать напр жение синхронного генератора 1. Дл  управлени  напр жением синхронного генератора 1 измер ютс  ток возбуждени  с помощью датчика 14 тока и его напр жение с помощью выпр мител  9 и фильтра 8. Если величина нагрузки 4 превышает номинальную, то при сравнении первого эталонного сигнала с выхода 5 источника 6 эталонных сигналов с измеренным напр жением , последнее по модулю будет меньше или равно первому эталонному сигналу, поэтому пол рность сигнала на выходе первого элемента 7 сравнени  будет 3 поддерживать первый вентиль 10 в открытом состо нии и первьй сигнал рас согласовани  через сумматор 11 воздействует на управл ющий вход регул тора 18 возбуждени . В результате будет осуществл тьс  регулирование тока возбуждени  синхронного генератора 1 с целью стабилизации его напр жени  . При этом ток возбуждени  будет превьшать (по модулю) величину третьего эталонного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6 эталонных сигналов). Пол рность третьего сигнала рассогласовани  (с выхода третьего элемента 20 сравнени ) буде обратной дл  второго вентил  21 и канал стабилизации тока возбуждени  будет отключен. При величине нагрузки ниже номинального значени  первый сигнал рассогласовани  поддерживает первый вентиль 10 в закрытом состо нии. При этом ток возбуждени  меньше третьего этглорного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6) и третий сигнал рассогласовани  (с выхода третьего элемента 20 сравнени ) поддерживает второй вентиль 21 в открытом состо нии и воздействует через сумматор 11 на 1 егул тор 12, ст билизиру  тем самым ток возбуждени  генератора. Переключение каналов стабилизации происходит следующим образом. При уменьшении нагрузки 4 ниже но минального значени  уменьшаетс  ток в обмотках  кор  синхронного генератора 1 и его напр жение стремитс  увеличитьс . Отрицательна  обратна  св зь по Напр жению генератора, замк нута  по контуру, синхронный генератор 1, выпр митель 9, фильтр 8, первый элемент 7 сравнени , первьй вентиль 10, сумматор II, регул тор 12 возбуждени , обмотка 13 возбуждени , стремитс  поддерживать напр жение синхронного генератора I на заданном первым эталонным сигналом уровне и уменьшает ток возбуждени  синхронного генератора. Это приводит к тому, что ток возбуждени  становитс  меньше тока возбуждени , соответствующего наименьшему заданному напр жению синхронного генератора при номинальной нагрузке. При этом сигнал с датчика 14 тока становитс  меньше третьего эталонного сигнала, что измен ет пол рность выходного сигнала 84 третьего элемента 20 сравнени  на положительную, открывающую второй вентиль 21 и на регулирующий вход регул тора 12 возбуждени  поступает управл ющий сигнал и замыкаетс  обратна  св зь, осуществл юща  стабилизацию тока возбуждени  в обмотке 13 возбуждени  на уровне, определ емом третьим эталонным сигналом. Стабилизаци  тока возбуждени  на уровне, соответствующем наименьшему допустимому напр жению генератора при номинальной нагрузке непосредственно преобразовател  3 частоты, вызьюает при меньшей нагрузке увеличение напр жени  синхронного генератора 1, которое превышает величину, определ емую первым эталонным сигналом. Сигнал на выходе первого элемента 7 сравнени  измен ет пол рность на отрицательную , закрьшающую первый вентиль 10. В результате канал стабилизации напр жени  синхронного генератора отключаетс . Аналогичным образом происходит переключение системы регулировани  на режим стабилизации напр жени  генератора при увеличении нагрузки 4 вьш1е номинальной. Изменени  нагрузки от холостого хода до номинальной привод т к изменени м напр жени , соответствующим характеристике генератора при посто нном токе возбуждени . При этом напр жение генератора всегда остаетс  вьщ1е минимально-допустимого при номинальной нагрузке, определ емого заданным током возбуждени . Изменени  напр жени  генератора компенсируютс  преобразователем частоты путем регулировани  глубины модул ции сиг-;нала управлени . При таком регулировании наброс любой нагрузки в диапазоне от холостого хода до номинальой не вызьшает снижени  напр жени  генератора ниже допустимого уровн , определ емого требовани ми к напр ению преобразовател , и составл ет еличину, достаточную дл  стабилизаии выходного напр жени  преобразоваел  на заданном уровне без регулиовани  тока возбуждени  генераторе. оздаваемый таким образом запас по апр жению генератора позвол ет сисеме управлени  НПЧ работать в линейом режиме без выхода на предельные глы управлени  и осуществл ть быстое регулирование сигнала управлени 

преобразовател , тем самым уменьша  провалы его выходного напр жени ,

При набросах нагрузки выше номинальной напр жение генератора снижаетс  за максимально допустимый уровень и осуществл етс  дополнительное регулирование тока возбуждени . Однако , и в этих режимах провал в выходном направлении НПЧ будет уменьшенным , так как первоначальное снижение напр жени  генератора будет меньше и регулировать ток возбуж;це- ни  нужно будет в меньшем диапазоне. Уменьшение провалов в выходном напр жении преобразовател  в динамике при набросе нагрузки улучшает качество стабилизации напр жени  преобразовател  частоты в переходных режимах. Это, в свою очередь, улучшает качество работы потребителей электрической энергии и повьш1ает надежность работы всей системы электроснабжени .

Таким образом, предлагаемый способ управлени  автономной электроэнергетической установки позвол ет улучшить качество стабилизации напр жени  преобразовател  частоты в переходных режимах.

Фор. мула изобретени 

Способ управлени  автономной электроэнергетической установкой, со держащей синхронный генератор, валом св занный с первичным двигателем, а  корными обмотками через непосредственный преобразователь частоты - с нагрузкой, заключающийс  в том, что определ ют наименьшее заданное напр жение синхронного генератора, обеспечивающее получение выходного напр жени  непосредственного.преобразовател  частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, в

соответствии с которым формируют первьй эталонный сигнал, измер ют напр жение синхронного генератора и формируют первый сигнал рассогласова5 ни  между ним и первым эталонным сигналом , в соответствии с первым сигналом рассогласовани  регулируют ток возбуждени  синхронного генератора, измер ют вькодноа напр жение непо0 средственного преобразовател  частоты , сравнивают его с вторым эталонным сигналом, соответствующим номинальному напр жению непосредственного преобразовател  частоты, в резульS тате чего формируют второй сигнал рассогласовани , в соответствии с которым регулируют напр жение непосредственного преобразовател  частоты, измер ют ток возбуждени  синхронного

0 генератора, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества стабилизации напр жени  в переходных режимах работы, определ ют минимальный ток возбуждени  синхронного гене5 ратора, соответствующий определенному наименьшему напр жению синхронного генератора, формируют соответствующий данному минимальному току возбуждени  третий эталонный сигнал

0 и, сравнива  последний с измеренным током возбуждени  синхронного генератора , .формируют третий сигнал рассог- . ласовани , в случае превышени  третьим эталонным сигналом тока возбуж5 дени  последний регулируют в соответствии с третьим сигналом рассогласовани , в случае превьшени  первым эталонным сигналом напр жени  синхронного генератора регулируют ток

0 возбуждени  в соответствии с первым сигналом рассогласовани , а в случае выполнени  обоих указанных условий peryniipyroT ток возбуждени  в соответствии с суммой первого и третьего

5 сигналов рассогласовани .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ управления автономной электроэнергетической установкой, содержащей синхронный генератор, валом 35 связанный с первичным двигателем, а якорными обмотками через непосредственный преобразователь частоты - с нагрузкой, заключающийся в том, что определяют наименьшее заданное на- 40 пряжение синхронного генератора, обеспечивающее получение выходного напряжения непосредственного.преобразователя частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, в 45 соответствии с которым формируют первый эталонный сигнал, измеряют напряжение синхронного генератора и формируют первый сигнал рассогласования между ним и первым эталонным сигналом, в соответствии с первым сигналом рассогласования регулируют ток возбуждения синхронного генератора, измеряют выходное напряжение непосредственного преобразователя частоты, сравнивают его с вторым эталонным сигналом, соответствующим номинальному напряжению непосредственного преобразователя частоты, в результате чего формируют второй сигнал рассогласования, в соответствии с которым регулируют напряжение непосредственного преобразователя частоты, измеряют ток возбуждения синхронного генератора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы, определяют минимальный ток возбуждения синхронного генератора, соответствующий определенному наименьшему напряжению синхронного генератора, формируют соответствующий данному минимальному току возбуждения третий эталонный сигнал и, сравнивая последний ς. измеренным током возбуждения синхронного генератора, формируют третий сигнал рассог- . ласования, в случае превышения третьим эталонным сигналом тока возбуждения последний регулируют в соответствии с третьим сигналом рассогласования, в случае превышения первым эталонным сигналом напряжения синхронного генератора регулируют ток возбуждения в соответствии с первым сигналом рассогласования, а в случае выполнения обоих указанных условий регулируют ток возбуждения в соответствии с суммой первого и третьего сигналов рассогласования.