SU1471279A1 - Автоматический регул тор возбуждени дл синхронной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы путем исключени  возможности перегрева и отключени  синхронной машины при повторной перегрузке. Регул тор содержит регулируемый источник питани  обмотки возбуждени , управл ющий вход которого св зан через сумматор сигналов регулировани  с выходом органа сравнени , входами подключенного к датчику напр жени  синхронной машины, блоку изменени  уставки и ограничителю перегрузки. Ограничитель перегрузки состоит из датчика ограничиваемого параметра, измерительного и исполнительного органов. В регул торе имеетс  возможность совместить с заданной точностью характеристику остывани  ограничител  перегрузки с заданной характеристикой остывани  синхронной машины и тем самым исключить перегрев машины при повторных перегрузках и ее отключение. 2 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в системах автоматического управлени  возбуждением синхронных машин.

Цель изобретени  - повьшение надежности работы путем исключени  возможности перегрева и отключени  синхронной машины при повторной перегрузке .

На б)иг, 1 представлена блок-схема автоматического регул тора возбуждени  дл  синхронной мапины; на фиг, 2 - принципиальна  схема примера выполнени  генератора импульсов. Автоматический регул тор возбуждени  дл  синхронной машины содержит регулируемый источник 1 питани  обмотки возбуждени  с управл ющим входом , который соединен с выходом сумматора 2. Вход сумматора 2 подключен к выходу органа 3 сравнени  с трем  входами, каждый из которых соединен соответственно с выходами датчика 4 напр жени  синхронной машины, блока 5 изменени  уставки, ограничител  6 перегрузки. Ограничитель 6 перегрузки содержит измерительный орган 7 с входами 8 и 9, исполнительный орган 10 с уходами 11 и 12 и выходами 13 и 14, датчик 15 ограничиваемого . параметра тока ротора (или статора синхронной машины), выход которого подключен к входу 8 измерительного органа 7 к входу 11 исполнительного

ГчЭ ч| СО

органа 10, вход 12 последнего подклю чен к выходу измерительного органа 7, вход 9 которого подключен к выходу 14 исполнительного органа 10,

Измерительньш орган 7 содерлсит формирователь 16 иьтульсов с входа- шл и выходами 21 и 22, реверсивный 8 миразр дный счетчик 23 с входом 24 дл  нр мого счета и входом 25 дл  обратного счета, импульсов, которые подключены соответственно к выходам 21 и 22 формировател  16 импульсов , -Выход ка}кд,ого разр да реверсивного 8-ми разр дного счетчика подключен к одному из входов логического элемента 26 с восемью- входам и логического элемента 1ШЕ 27 с восемью входам. Выход первого разр да реверсивного 8-ми разр дного счетчика 23 подключен к одному входу триггера 28, другой вход которого подключен к выходу логического элемента И-НЕ 26 и к входу 19 формировател  16 импульсов. Выход элемента ИЛИ 27 подключен к входу 20 форми- ровггтеп  16 импульсов. Формирователь 16 импульсов содержит генератор 29 импульсов с входами 30 и 31, генератор 32 импульсов с входами 33 и 34 которые соединены соответственно с входами 30 и 31 генератора 29 импульсов . Ком1 аратор 35, входы которого  вл ютс  входами 17 и 18 формировател  16 импульсов и вxoдa ш 8 и 9 измерительного органа 7 Вход 17 формировател  16 импульсов подключен к входу 34 генератора 32 импульсов, - вход 33 которого под 1шючен к вйходу регулируемого источник 36 опорного напр жени . Выход компаратора 35 через элемент НЕ 37 соединен с третьи входом элемента И-ГШ 38, второй вход которого через элемент НЕ 39 соедине с выходом генератора 29 импульсов, а иервьй вход элемента И-НЕ 38  вл етс входом 19 формировател  16 импульсов вход 20 которого подключен к третьем входу элемента 40, второй вход последпего соединен с выходом компаратора 35, а первый вход с выходом генератора 32 импульсов. Выходы элементов И-НЕ 38 и 40  вл ютс  выходами 21 и 22 формировател  16 импульсов о Исполнитет1ьны,й орган 10 содержи формирОБате-ТЕь 41 импульсов с входами 42т45 и выходами 46--48, реверсивный разр дный счетчик 49 с вхо™ дом 50 дл .нр мого счета и входом 51

0

5

0

5

0

0

35

W

дл  обратного счета импульсов, которые подключены соответственно к выходам 46 и 47 формировател  41 импульсов . Выход каждого разр да реверсивного 8-ми разр дного счетчика 49 подключен к одному из входов элемента И-НЕ 52 с восемью входами, и элемента ИЛИ 53 с восемью входами , а также к соответствующему входу цифроаналогового преобразовател  54, выход которого  вл етс  выходом 13 исполнительного органа 10. Входы 44 и 45 формировател  41 импульсов подключены соответственно к выходам элемента И-НЕ 52 и элемента ИЛИ 53, Формирователь 41-импульсов содерж1;1Т генератор 55 импульсов с входами 56 и 57, генератор 58 импульсов с входами 59 и 60, которые соединены соответственно с входами 56 и 57 генератора 55 импульсов через тслючевой элемент 61. Выход регулируемого источника 62 опорного напр жени  подключен к входу 59 генератора 58 импульсов . Управл ющий вход 63 ключевого элемента 61  вл етс  входом 43 формировател  41 импульсов. Третьи входы элементов И-НЕ 64 и 65  вл ютс  соответственно входами и 45 формировател  41 импульсов, Выкод генератора 55 импульсов через элемент -iE 66 подключен к второму входу элемента И-НЕ 64, первый вход и выход которого под1шючены соответственно к выходу и первому входу элемента И-НЕ 65о

Второй вход элемента И-НЕ 65 подключен к выходу генерато-ра 58 импульсов .

Генераторы 29, 32, 55 и 58 импульсов -идентичны. Генератор 29 импульсов содер шт интегратор 67 (фиг. 2) с входами 68-70, компаратор 71 с вы- хода ми 72 и 73. Входы 68 и 69 интегратора 67  вл ютс  входами 30 и 31 генератора 29 импульсов, выход которого  вл етс  выходом 72 компаратора 71, Выход 73 компаратора 71 подключен к входу 70 интегратора 67, выход которого подключен к входу компаратора 71, Интегратор 67 содержит операционный усилитель 74 с инвертирующим входом 75 и неинвертируюпц-га входом 76. В цепи обратной св зи операционного усилител  74 включен, конденсатор 77, инвертирующий вход 75 через резисторы 78 и 79 подключен

5 14

к входам 68 и 69 интегратора 67, а неинвертирующий вход 76 через резистор 80 подключен на общую точку схемы. Компаратор 71 содержит операционный усилитель 81 с инвертирующим входом 82 и неинвертирующим входом 83, регулируемьш резистор 84, один вход которого  вл етс  входом компаратора 71, а другой - подключен на выход операционного усилител -81, неинвертирующий вход 83 которого подключен к движку резистора 84. Выход операционного усилител  81 через диод

85подключен к выходу 73 компаратора 71. Выход операционного усилител  81 через резистор 86  вл етс  выходом 72 компаратора 71 и через резистор

86и стабилитрон 87 подключен на об- щую точку схемы. Инвертирующий вход 82 операционного усилител  81 через резистор 88 подключен-к общей точке схемы.

В нормальном режиме работы синхронной машины положительное напр жение, пропорциональное току ротора или статора синхронной мапшны в зависимости от того, какой из них больше, с выхода датчика 15 ограничиваемого параметра поступает на первый вход компаратора 35, на входы 31, 34 и 60 генераторов 29, 32 и 58 импульсов и на основной вход ключевого элемента 61. Постзптающае напр жение сравниваетс  в генераторах 29 и 32 с отрицательн ым напр жением источника 36 опорного напр жени , а в генераторе 58 и компараторе 35 с отрицательным напр жением источника 62 опорного напр жени . И в этом режиме напр жение с выхода датчика 15 не превьшает напр жений уставок генераторов 29, 32 и 58 и компаратора 35. При этом на выходе компаратора 35 напр жение положительное, на выходе элемента НЕ 37 сигнал логического нул , преп тствующий прохождени импульсов с генератора 29 на счетный вход 24 реверсивного счетчика 23.На выходе первого разр да счетчика 23 сигнал логического нул  устанавливает триггер 28 в положение, при котором на управл ющем входе 63 ключевого элемента 61 формируетс  сигнал логического нул .; При этом напр жение с выхода датчика 15 на генератор 55 не поступает, импульсы на выходе генератора 55 не формируютс  и заполнение счетчика 49 не про96

исходит. При перегрузке синхронной машины по току возб ткдени  (превышение тока выше, например 1,1 иом-:-

нального значени ) напр жение с вы- ,

хода датчика 15 превышает уставку

reHepaTofpa 29 и компаратора 35. При этом на выходе компаратора 35 формируетс  сигнал логического нул , по- ступающий на вход элемента И-НЕ 40, преп тству  прохождению импульсов с выхода генератора 32 (в случае ложного формировани  импульсов), на счет- ньтй вход 25 счетчика 23. Одновремен- но на выходе элемента НЕ 37 формируетс  -сигнал логической единицы, разрешающий прохождению импульсов с выхода генератора 29 через элементы НЕ 39, элемент И-НЕ 38 на счетный вход 24 счетчика 23, обеспечивающий пр мой счет импульсов. Частота импульсов с выхода генератора 29 пропорциональна величине перегрузки. Врем  заполнени  счетчика определ ет- с  величиной перегрузки синхронной машины. При заполнении реверсивного счетчика, что соответствует нагреву синхронной машины до предельно допустимой температуры, на выходе элемента И-НЕ 26 формируетс  сигнал логического нул , поступающий на вход элемента И-НЕ 38, преп тству  дальнейшему счету импульсов счетчиком 23. С выхода элемента И-НЕ 26 сигнал поступает также на триггер 28, который переходит в новое устой швое состо ние , на его выходе формируетс  сигнал логической единицы, поступающий на управл ющий вход 63 ключевого элемента 61, разрешающий прохождению напр жени  с выхода датчика 15 на вход генератора 55. Импульсы с выхода генератора 55 через элемент НЕ 66, элемент И-НЕ 64 поступают на счетный вход 50 счетчика 49, обеспечива  пр мой счет импульсов.

По мере заполнени  реверсивного счетчика 49 на выходе цифроаналого- вого преобразовател  54 растет напр жение , поступающее на вход органа 3 сравнени , снижающее величину тока возбуждени  синхронной машины. При заполнении реверсивного счетчика 49 на выходе элемента И-НЕ 52 формируетс  -сигнал логического нул , постзшающий на вход элемента И-НЕ 64, преп тствующий пр мому счету импульсов реверсивным счетчиком 49.

При снижении тока возбуждени  (например, до значени  1.05 номинального ) релшм .остывани  синхронной машины, нанр жение на выходе компаратора 35 положительное и не пре п тствует .прохождению импульсов с выхода генератора 32 через элемент 40 на счетный вход 25 счетчика 23, обеспечива  обратный счет им™ пульсов. С выхода элемента НЕ 37 сигнал логического нул  поступает на вход элемента И-НЕ ,38, преп тству  прохолодениго импульсов с выхода гене™ ратора 29 на счетный вход 24 счетчика 23. При заполнении счетчика 23 па выходе элемента ИЛИ 27 формируетс , сигнал логического нул д поступающий на вход элемента И-НЕ 40, пре- дальнейпий счет импз льсов« Триггер 28 переходит в новое устойчивое состо ние, на его выходе фор- мируетс  сигнал логического нул , по- стут1аюш;и 1 на вход 63 ключевого элемента 61, отгатюча  напр жение с вы™ хода датчика 15 с 57 генератора 55-импульсов. Генератор 55 импульсы не форм1-1рует., а генератор 58 формирует„ С выхода генератора 58 импульсы через э.лемент 65 поступают на счетный вход 51 реверсивного счетчика 49, обеспечивал

братный счет импульсов При заполении счетчика 49 на выходе элемента ЛИ 53 фор№фуетс сигкал логическоо нул , поступающий на вход элемен- та И-НЕ 65, преп тству  дальнейшему счету импульсов pesepcHBHbHd счетчиком 49 о

ЦепИ;, св зываюпгие первый вход и выход элемента И-НЕ 64 соответствен- но с выходом и первым входом элемента И-НЕ 65, исключают подачу импульсов по входу 51 реверсивного счетчика 49 и разрешают подачу им пульсов по входу 50 реверсивного счетчика (в режиме перегрузки синхронной манины)э а также исключают подачу импульсов по входу 50 и разрешают подачу импульсов по входу 51 реверсивного счетчика 49 (в ре си™ ме остывани  синхронной машины)j что исключает сбои в работе реверсивного счетчика 49 при ложном форш рован и импульсов в противопололшых каналах управлени .. .

Генератор 29 импульсов (фиг, 2) работает следующим образом.

-

о о .

to

15

4712798

Когда выходное напр жение операционного усилител  81 и компаратора 71 имеет максимальное положительное значение, диод 85 смещен в обратном направлении и напр жение на выходе интегратора 67 линейно уменьшаетс  со скоростью, определ емой амплитудой входного положительного напр жени . Это напр жение  вл етс  ре- зз льтатом суммировани  напр жений, пост1,11аюг1Т1гх на входы 30 и 31 генератора 29 импульсов, Снилсение напр жени  на выходе интегратора 67 происходит до тех пор, пока оно не превысит напр жени , снимаемого с движка резистора 84, В этот момент компаратор 71 переключаетс  в другое состо ние , при котором напр жение на выходе операционного усилител  81 равно максимальному отрицательному значению, диод 85 открываетс  и выходное пололсительное напр жение интегратора 67 быстро нарастает до тех .пор, пока не превысит напр жени , снимаемого с движка резистора 84. При этом компаратор 71 возвращаетс  в первоначальное состо ние, и цикл повтор етс . Частота выходных импульсов генератора 29 (определ юща  скорость счета импульсов реверсивным счетчиком) настраиваетс  резистором 84, Стабилитрон 87 ограничивает амп- литз/ду выходного напр лсени  генератора импульсов

В автоматическом регул торе воз- булсдени  имеетс  возможность совместить с заданной точностью характеристику остывани  ограничител  перегрузки с заданной характеристикой остывани  синхронной машины и тем caMJaiM ИСКЛЮЧИТ, перегрев синхронной при повторных перегрузках и вывод синхронной маимны из работы.

20

25

30

35

40

Claims (1)

1. Формула изобретен, и 

   Автоматический регул тор возбзтж- дешг  Ди7  синхронной машины, содер- жапщй регулируемьш источник питани  обмотки возбуждени , управл ющим входом св занньй через сумматор сигналов регулировани  с выходом органа сравнени , к входам которого подключены выходы датчика напр жени  синхронной машины, блока изменени  уставки и ограничител  перегрузки, выполненного в виде датчика ограничиваемого параметра и последова-

   -14

   тельно соединенных измерительного и исполнительного органов, при этом датчик ограничиваемого параметра св зан с вторыми входа ш первых генераторов импульсов измерительного и исполнительного органов, первые входы первых генераторов обоих органов подключены к регулируемь м источникам опорного напр жени  соответствующего органа, реверсивный N-разр дньй счетчик измерительного органа выходами соединен с N-входами логического элемента И-НЕ соответствующего органа, выходы N-разр дного счетчика исполнительного органа св заны через цифро- аналоговый преобразователь с выходом этого органа,  вл ющегос  и .выходом ограничител  перегрузки, а также компаратор измерительного органа и логический элемент НЕ и три логических элемента И-НЕ исполнительного органа выходы первого и второго логических элементов соединены соответственно с одним из входов друго1 о элемента и св заны соответственно с входами пр мого и обратного счета реверсивного N-разр дпого счетчика того же органа, выход логического элемента НЕ соед1-;нен с вторым входом первого логического элемента И-НЕ, отлича-ющийс  тем, что, с целью повыи1ени  надежности работы путем исключени  возможности перегрева и отключени  синхронной машины при повторной перегрузке, в измерительный орган введены второй генератор импульсов, два логических элемента НЕ, два логических элемента И-НЕ с трем  входами, логический элемент ИЛИ с N-входами и триггер с двум  входами, в испол- нительный орган введены второй генератор импульсов, логический элемент ИЛИ с N-входами и ютючевой элемент, первый и второй логические элементы И-НЕ этого органа вьшолнены с трем  входами, а третий - с N-входами, при этом первый вход компаратора и вторые входы первого и второго генератора импульсов измерительного органа объединены между собой, а выходы первого генератора и компарато-

   1279 °

   ра через соответств лощие логические элементы НЕ соединены с вторым и третьим входами первого, введенного логического элемента того же органа , первым входом подключенного к выходу логического элемента И-НЕ с N-входами и второму входу триггера этого же органа, первый вход тригге- Q ра соединен с выходом первого разр да реверсивного счетчика, соединенного N-выходами с N-входами лоп-гческого элемента ИЛИ измерительного органа, выход указанного элемента liTM подклю-

   15 чен к третьему входу второго введенного -логического элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго генератора импульсов и компаратора

   0 того же органа, в котором первые входы обоих генераторов импульсов объединены между собой, выходы введенных первого и второго логических элементов И-НЕ соединены соответственно

   5 с входами пр мого и обратного счета реверсивного N-разр дного счетчика, а второй вход компаратора соединен с объединенными первыми входами генераторов импульсов исполнительного

   0 органа, второй вход первого из которых через ключевой элемент, а второго - непосредственно св заны с выходом датчика ограничиваемого параметра , выходы указанных генераторов импульсов св заны с  торьми входа-

   5

   0

   ми соответственно перногс; и второго логических элементов И-НЕ, причем первый - через логический элемент НЕ того же органа, третий вход первого логического элемента И-НЕ исполнительного органа соединен с выходом третьего логического элемента И-НЕ, а третий вход второго логического элемента И-НЕ - с выходом логического элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам реверсивного N-разр дного счетчика и входом третьего логического эл.емента И-НЕ этого же органа , управл ющий вход ключевого элемента исполнительного органа соединен 0 с выходом триггера измерительного органа .