SU1408518A1 - Устройство дл возбуждени бесщеточного синхронного генератора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике Н может быть использовано в авто- номны.х система.х энергоснабжени , к к-рым предъ вл ютс  повьииенные требовани  но надежности и качеству выходного напр жени . Устр-во содержит два однотипных широтно-импульсных регул тора напр жени  1 и 2 с выходными ключами 3 и 4 н ключами 5 н 6 формирователей имнуль- сов синхронизации, управл емый выпр митель 7, подключенный к обмотке возбуждени  возбудител  8 и  корным обмоткам подвозбуднтел  9, блок 10 управлени  выпр мителем, блок включени  резерва 13, состо щий из логического элемента ИЛИ 14 и блока диагностики 15. Блок диагностики 15 выполн ет функции идентификации состо ни  выходных сигналов регул торов 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсна  модул ци , форсиров- ка), контролирует уровень выходного напр - женн  н по полученным данным подключает к блоку управлени  10 исправный регул тор. 3 ил. & (Л

Description

00 ел

00

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автономных, системах энергоснабжени , к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  но надежности и качеству выходного напр жени . Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства дл  возбуждени  : бесщеточного синхронного генератора с воз- : будителем и нодвозбудителем; на фиг. 2 - : нринципиальна  схема блока диагностики; I на фиг. 3 - временные диаграммы, по с- I н ющие работу блока диагностики.

Устройство дл  возбуждени  бесш,еточ- I ного синхронного генератора (фиг. 1) со- I держит два однотипных широтно-импульс- ных регул тора 1 и 2 напр жени , изме- I рительные входы которых соединены с од- I нои.менными выходами  корных цепей син- I хронного генератора, имеюп ие выходные транзисторные ключи 3 и 4, транзисторные Ключи 5 и 6 фор.мирователей импульсов j синхронизации соответственно, управл емый I выпр митель 7, выполненный на тиристорах, I подключенный на стороне посто нного тока к обмотке возбуждени  возбудител  8, а на стороне переменного тока к  корным об- I моткам подвозбудител  9, блок 10 управ- |лени  выпр мителем, неуправл емый вы- :пр митель 11, на стороне посто нного то- ка подключенный к обмотке возбуждени  генератора 12, а на стороне переменного тока - к  корным обмоткам возбудите- :л  8, блок 13 включени  резерва, состо щий |из логического элемента ИЛИ 14, входы которого подключены к транзисторным клю- |чам 5 и 6, блок 15 диагностики, вход 16 Которого подключен к выходу логического Элемента ИЛИ 14, входы 17 и 18 - к выходным транзисторам 3 и 4 регул торов 1 и 2 напр жени  соответственно, входы :19-21 - к трем фазам  кор  генера- topa. На входе блока 10 управлени  установлен логический элемент 2-2И-2ИЛИ Й2, к входам которого подключены выходные транзисторы 3 и 4 регул торов J и 2 напр жени , выходы 23 и 24 блока 15 диагностики .

Блок диагностики (фиг. 2) содержит шесть D-триггеров 25-30, семь логических элементов НЕ 31-37, два логических элемента ИЛИ НЕ 38 и 39, логический элемент 2--2--2-3-ЗИ-5 ИЛИ 40, понижаюСхему блока диагностики (фиг. 2) можно разделить на следующие функциональные части; узлы 46 и 47 диагностики, которые выполн ют функции идентификации состо ни  выходных сигналов регул торов, соответственно, 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсна  модул ци  или форси- ровка); узел 48 с компаратором 45,

1Ций трансформатор 41, выпр митель 42, по Q который выполн ет функции реле напр жепеременнои стороне подключенный к вторичным обмоткам трансформатора 41, на посто нной стороне - к фильтру нижних частот, составленно.му из резистора 43 и конденсатора 44. Выход фильтра подключен к инвертирующему входу компаратора 45, а на 55 неинвертирующий вход компаратора 45 подключено опорное стабилизированное напр жение . На .0-входы D-триггеров 25 и 28

ки , определ   больше или меньше номинального напр жение генератора при его выходе за зону пропорционального регулировани  регул торвв 1 и 2; схему, состо щую из логических элементов 36, 40 и 37, котора  на основании выходных сигналов перечисленных функциональных частей формирует выходные сигналы блока диагностики .

0

5

0

5

0

5

0

5

поданы напр жени , соответствующие уровню логической единицы.

Логические элементы 31, 32 и 38 и D-триг- геры 25-27 образуют узел 46 диагностики основного регул тора I напр жени , а логические элементы 34, 35 и 39 и D-триг- геры 28-30 - узел 47 диагностики резервного регул тора 2 напр жени . Трансформатор 41, выпр митель 42, резистор 43 и конденсатор 44 образуют датчик напр жени  генератора 48.

Устройство работает следующим образом.

На выходах широтно-импульсных регул торов 1 и 2 (фиг. ) возможны следующие сигналы: сигнал форсировки, которому соответствует напр жение единичного логического уровн , сигнал щиротно- импульсной модул ции - чередование интервалов с нулевым и единичны.м логическими уровн ми, следующих с частотой напр жени  на щинах генератора, сигнал развозбуждени  - напр жение, соответствующее нулевому логическому уровню.

На входы логического элемента ИЛИ 14 (фиг. 1) поступают импульсы синхронизации от транзисторных ключей 5 и 6. С выхода логического элемента ИЛИ на вход 16 блока 15 диагностики поступают и.мпульсы синхронизации с частотой напр жени  на шинах генератора, причем по времени фронты импульсов синхронизации совпадают со срезами импульсов щиротно-импульсной модул ции на выходах регул торов 1 и 2. Длительность импульсов синхронизации намного меньше периода напр жени  на шинах генератора, но достаточна дл  нормальной работы логических элементов (дес тки микросекунд).

Блок 15 диагностики контролирует исправность основного регул тора 1 в соответствии с заложенньгм в него алгоритмом. При этом нормальной работе регул тора 1 соответствует единичный уровень напр жени  на выходе 23 и нулевой уровень на его выходе 24, отказу регул тора 1 соответствует нулевой уровень на выходе 23 и единичный уровень на выходе 24.

Схему блока диагностики (фиг. 2) можно разделить на следующие функциональные части; узлы 46 и 47 диагностики, которые выполн ют функции идентификации состо ни  выходных сигналов регул торов, соответственно, 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсна  модул ци  или форси- ровка); узел 48 с компаратором 45,

Q который выполн ет функции реле напр жекоторый выполн ет функции реле напр жеки , определ   больше или меньше номинального напр жение генератора при его выходе за зону пропорционального регулировани  регул торвв 1 и 2; схему, состо щую из логических элементов 36, 40 и 37, котора  на основании выходных сигналов перечисленных функциональных частей формирует выходные сигналы блока диагностики .

Логические элементы НЕ 31 и 32 (34 и 35) обеспечивают требуемую задержку выходных сигналов от регул торов 1 и 2, логический элемент НЕ 33 производит инвертирование и задержку импульсов синхро- низации Ui6. На временной диаграмме (фиг. 3) единичный логический уровень на выходе элемента 26 (29) соответствует сигналу развозбуждени  на выходе регул тора , единичный логический уровень ) на выходе элемента 27 (30) - сиг- налу широтно-импульсной модул ции на выходе регул тора, единичный логический уровень из8(з9) на выходе элемента 38 (39) - сигналу форсировки на выходе регул тора. Состо ние выходных сигналов UITAS)- ре- гул торов 1 и 2 определ етс  с запаздыванием (из2ф5) ), не превышающим один период напр жени  генератора (0,02 с).

На входы 19-21 блока 15 диагностики подаетс  трехфазное напр жение с шин генератора . Напр жение понижаетс  с по- мошью трансформатора 41, выпр мл етс  на выпр мителе 42, сглаживаетс  с помощью фильтра, состо щего из резистора 43 и конденсатора 44, и подаетс  на инвертирующий вход компаратора 45, на неинвертирующий вход которого подано опорное стабилизированное напр жение. При выходе напр жени  на шинах генератора из зоны пропорциональной работы регул торов напр жение на выходе компаратора 45 имеет нулевой логический уровень, если напр же- ние на шинах генератора больше номинального; единичный логический уровень, если напр жение на шинах генератора меньше номинального .

Сигналы на выходах 23 и 24 блока диаг- ностики (фиг. 1 и 2) в любой момент имеют разные логические уровни, поскольку между ними подключен инвертор на логическом элементе НЕ 37, и формируетс  с помощью логических элементов 36 и 40. Напр жение на выходе 23 имеет уровень ло- гической единицы, а на выходе 24 - логического нул  в следующих случа х: когда на выходе регул тора 1 сигнал широтно-импульсной модул ции; когда выходные сигналы обоих регул торов совпадают; когда на выходе одного из регул торов сигнал форсировки , а на выходе другого регул тора сигнал развозбуждени , но выходной сигнал компаратора 45 совпадает с выходным сигналом регул тора 1. В этом случае че- рез логический элемент 2-2И-2ИЛИ 22 (фиг. 1) на блок 10 управлени  проходит выходной сигнал основного регул тора 1. Во всех остальных случа х через логический элемент 22 на блок 10 управлени  проходит выходной сигнал резервного регул тора 2.

Благодар  высокому быстродействию блока включени  резерва при отказе основного регул тора независимо от характера

его отказа (на выходе регул тора устанавливаетс  сигнал форсировки или раз- возбуждени ), напр жение на шинах генератора остаетс  в пределах допустимого, т. е. отказ регул тора не вызывает никаких изменений в режиме работы генератора и потребителей.

Отказ резервного регул тора 2 также никак не вли ет на работу системы возбуждени . При этом,, использу  сигналы, вырабатываемые в блоке диагностики, может быть легко реализована индикаци  исправности регу.т торов I и 2.

Сигналы от регул торов поступают в блок управлени  выпр мителем, мину  блок включени  резерва, т. е. блок включени  резерва в смысле надежности включен параллельно регул торам, что обеспечивает повышение надежности системы возбуждени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  возбуждени  бесщеточного синхронного генератора, содержащее управл емый выпр митель с блоком управлени , выходом подключенный к обмотке возбуждени  возбудител , основной и резервный однотипные широтно-импульсные регул торы напр жени  с измерительными входами, блок включени  резерва, входы которого св заны с выходами регул торов напр жени , а выход - с входом блока управлени  выпр мителем, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, широтно- импульсные регул торы напр жени  выполнены с формировател ми импульсов синхронизации , блок управлени  выпр мителем снабжен на входе логическим элементом 2-2И-2 ИЛИ, блок включени  резерва выполнен в виде логического элемента ИЛИ и блока диагностики, который состоит из трех логических элементов НЕ, логического элемента 2-2-2-3-ЗИ-5 ИЛИ. датчика напр жени  генератора с фильтром нижних частот на выходе, компаратора, источника опорного напр жени  и двух одинаковы.х узлов диагностики основного и резервного регул торов напр жени , каждый из которых выполнен в виде двух логических элементов НЕ, логического элемента ИЛИ НЕ и трех D-триггеров, D-вход первого из которых соединен с источником сигнала, соответствующего логической единице, а неинвертирующий выход - с D-входом третьего D-триггера, С-входы второго и третьего D-триггеров объединены и подключены к выходу логического элемента ИЛИ и входу первого логического элемента НЕ блока диагностики, выход упом нутого эле.мента НЕ соединен с инвертирующим Н-входом первого D-триггера, С-вход которого обм- динен с D-входом второго D-Tpnrre|)a, и через два последовательно соединенных логических элемента НЕ узла диагностики

   св зан с выходом соответствующего регул тора напр жени , выход датчика напр жени  генератора с фильтром нижних частот на выходе подключен к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорного напр же- ни , а выход - с входом второго ло- ;гического элемента НЕ блока диагностики, |при этом первые и вторые входы И логического элемента 2-2-2-3-ЗИ-5 ИЛИ соединены соответственно с инвертирующими 1выходами вторых D-триггеров и с выходами логических элементов ИЛИ НЕ узлов диагностики, входы которых соединены с пр - 1мым выходом третьего и инвертирующим выходом второго D-триггеров соответствую- Ьдего узла диагностики, третьи входы И |: выходом третьего D-триггера узла диаг- юстики основного регул тора 1апр жени , четвертые входы И с выходом Л01 ическо0

   5

   го элемента ИЛИ-НЕ узла диагностики основного регул тора напр жени , инвертирующим выходом второго D-триггера узла диагностики резервного регул тора и выходом компаратора, п тые входы И - с инвертирующим выходом второго триггера узла диагностики основного регул тора, с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ узла диагностики резервного регул тора напр жени  и выходом второго логического элемента НЕ блока диагностики, а выход - с входом третьего логического элемента НЕ, причем первые входы И логического элемента 2-2И-2ИЛИ блока управлени  выпр мителем соединены с выходами логического элемента 2-2-2-3-ЗИ-5 ИЛИ и основного регул тора напр жени , а вто- - с выходами третьего логического э,-1емента НЕ и резервного регул тора напр жени .

   17(18} 16

   32(35)

   п

   1

   Уиг.з