SU534017A1 - Автоматический регул тор возбуждени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электротехники , а именно к устройствам управлени  электрическими синхронными машинами путем регулировани  возбуждени .

Известен автоматический регул тор возбуждени  синхронного генератора, в котором в качестве параметра регулировани  угол сдвига между измер емым и опорным напр жени ми . К этому регул тору не требуетс  подвода цепей от углеизмер емой машины 1. В качестве измер емого напр жени  в нем используют напр жение, которое формируют путем векторного суммировани  напр жени , пропорционального напр жению генератора, и напр жени , пропорционального падению напр жени  в компенсирующем резисторе. Величину сопротивлени  резистора выбирают равной величине синхронного сопротивлени  генератора.

Недостатком этого регул тора  вл етс  ограниченность реализуемых законов, только по углу нарузки и напр жению статора.

Известен автоматический регул тор возбуждени  синхронного двигател , представл юш;ий собой быстродействуюш,ий регул тор на пр жени , уставка которого непрерывно корректируетс  при помощи медленно действующего астатического регул тора реактивного тока 2. Пока уровень напр жени  в сети не превышает допустимого, регул тор обеспечивает выдачу заданного среднего реактивного тока. При повышении напр жени  в сети уставка постепенно доходит до верхнего предела и регул тор реактивного тока перестает вли ть на регулирование. Недостатком этого регул тора  вл етс  также ограниченность реализуемых законов (по напр жению и реактивному току). Из известных автоматических регул торов

возбуждени  наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  регул тор, содержащий трансформаторы напр жени  и тока, модул тор напр жени , вход которого соединен с трансформатором напр жени ,

прерыватель, коммутирующий вход которого соединен со входом модул тора, коммутирующий выход - с фиксатором величины модулируемого напр жени  в момент включени  прерывател , и элемент включени  прерывател ,

выход которого соединен с управл ющим входом прерывател  3.

Недостатком прототипа  вл етс  весьма ограниченное количество законов регулировани . В нем реализуетс  регулироваине по напр жению и углу между фазами напр жени  и тока. Услови  применени  синхронных машин, в частности двигателей, разнообразны и требуетс  в р де случаев регулирование по реактивному току, активному току, углу нагрузки, полному току, по напр жению с зоной нечувствительности .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей регул тора без увеличени  числа датчиков, а также устранение воздействий помех сети.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что вход элемента включени  прерывател  соединен с трансформатором напр жени , а трансформатор тока через переключающиес  соединени  св зан со входом элемента включени  прерывател , выходом модул тора напр жени  и коммутирующим входом прерывател .

При подсоединении элемента включени  прерывател  к трансформатору тока, соединении модул тора и прерывател , а также суммировании сигналов напр жени  и тока на элементе включени  прерывател  с большим весом сигнала тока получаем закон регулировани  прототипа по напр жению и углу между фазами напр жени  и тока статора. Изменение веса сигналов напр жени  и тока статора в пропорции поперечного индуктивного сопротивлени  машины в относительных единицах дает регулирование по напр жению и углу нагрузки (углу поворота ротора). Увеличение веса сигнала напр жени  дает регулирование только по напр жению. Подсоединение трансформатора тока между модул тором напр жени  и прерывателем обеспечивает регулирование по реактивному и активному току.

Соединение модул тора напр жени  и трансформатора напр жени  выполнено через фильтр однополупериодного действи , а соединение этого модул тора с прерывателем - через нелинейный элемент.

Фильтр однополупериодного действи  сглаживает высокочастотные помехи сети, не внос  ни запаздывани , ни инерционности, так как измерение производитс  прерывателем раз в период. Наличие нелинейного элемента на выходе модул тора вводит зону нечувствительности по напр жению, тем самым исключа  реакцию возбуждени  на незначительные или нежелательные колебани  напр жени  сети. Кроме того, прерыватель может переключатьс  в схему диода. Одновременное подсоединение трансформатора тока между модул тором и прерывателем и переключение прерывател  в схему диода дает регулирование по полному току. В этом случае элемент включени  прерывател  не используетс , что упрощает стройство.

На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого регул тора.

Автоматический регул тор возбуждени  упавл ет электрической машиной 1. Регул тор одключен к трансформатору 2 тока статора трансформатору 3 напр жени  статора. Собтвенно регул тор содержит разделительный рансформатор напр жени  4, соединенный с езистором 5, а тот, в свою очередь, - с онденсатором 6 и диодом 7, образующим ильтр высших гармонических однополупереходного действи . Кроме того, регул тор содержит стабилитрон установки 8, подключенный к выходу фильтра на элементах 6 и 7 и к нелинейному элементу - стабилитрону 9, модул тор пилообразного напр жени  на резисторе 10 и конденсаторе 11, которые соединены со стабилитроном 8; прерыватель 12, подключенный к запоминающему конденсатору 13 и входу повторител  14; элемент включени  прерывател  15, например блокинг-генератор, входы которого соединены с резисторами 16 и 17, а резистор 16 св зан с трансформатором 4; согласующий трансформатор тока 18, клеммы 19-26, соединение между которыми может

осуществл тьс , например, перемычками.

Клеммы 19 и 20  вл ютс  выводами вторичной обмотки трансформатора тока 18; клемма 21 - вход элемента 15 через резистор 17; клемма 22 - обща  точка питани  схемы

регул тора («корпус); клемма 23 - выход модул тора на элементах 10, 11; клемма 24 - коммутируемый выход прерывател , фиксирующего конденсатора 13 и входа повторител  14; клемма 26 - базовый управл ющий

вход прерывател . Выход повторител  14  вл етс  выходом регул тора и воздействует на возбудитель 27.

При замкнутых попарно клеммах 19 и 21, 22, 23 и 24 напр жение статора через трансформаторы 3 и 4 подаетс  на RC-фильтр 5, 6. После фильтра сглаженна  от помех синусоида срезаетс  диодом 7. На диоде 7 остаетс  отрицательна  полуволна напр жени . Конденсатор 6 полностью перезар жаетс 

положительной полуволной до напр жени  пр мого падени  на диоде 7. Отрицательна  полуволна проходит стабилитрон уставки 8. Разница между амплитудой отрицательной полуволны на конденсаторе 6 и напр жением

пробо  стабилитрона 8 - вершина полуволны - зар жает конденсатор 11. Конденсатор 11 разр жаетс  через резистор 10, образу  пилообразное напр жение с крутым фронтом зар да конденсатора 11 вершиной полусинусоиды и пологим фронтом разр да конденсатора через резистор 10. Если измен етс  напр жение статора, то измен етс  пропорционально амплитуда пилообразного напр жени  и наклон его. При значительном увеличении напр жени  статора открываетс  стабилитрон 9 и пилообразное напр жение на элементах 10, 11 перестает измен тьс .

Таким образом, вводитс  зона нечувствительности: пилообразное напр жение измен етс  пропорционально напр жению статора только ниже заданного резистором 5 уровн . Этот уровень может быть выбран, например, таким, чтобы регул тор реагировал на изменение напр жени  статора только вниз от номинального , или только вниз от значени , соответствующего форсировке.

Прерыватель 12 кратковременно подсоедин ет запоминающий конденсатор 13 к напр жению пилообразной формы («пиле) на элементах 10, 11. На выходе повторител  14 получаем посто нное напр жение с минимальными (дес тые доли процента) пульсаци ми.

Это напр жение пропорционально напр жению «пилы в момент импульсного открыти  прерывател  12. Когда сумма синусоидальных сигналов на резисторах 16 и 17 в основном пропорциональна току (резистор 17 дает значительно больший сигнал, чем резистор 16), элемент 15 генерирует импульс запуска, фаза которого соответствует фазе тока. Изменение фазы запуска прерывател  12 измен ет напр жение запоминани  на конденсаторе 13 из-за наклона «пилы. Следовательно, выход регул тора на повторителе 14 реагирует на изменение напр жени  и фазы тока статора.

Если преобладает сигнал через резистор 16, то фаза включени  прерывател  определ етс  только напр жением статора, неизменна по отношению к «пиле - имеет место регулировани  по напр жению.

Если выбрать фазы трансформаторов 3 и 2 так, что вектора напр жени  и тока перпендикул рны при коэффициенте мощности машины 1, равном единице, и номинальной ведичине тока статора, а также резисторы 16 и 17 вз ть в соотношении, чтобы сигнал напр жени  относилс  к сигналу тока обратно пропорционально поперечному реактивному сопротивлению машины, то фаза включени  элементом 15 прерывател  12 будет пропорциональна углу нагрузки машины - углу поворота оси ротора относительно пол  статора. Получаем регулирование по напр жению и углу нагрузки.

При попарном замыкании клемм 19 и 23, 20 и 24 к напр жению «пилы добавл етс  синусоида тока, а фаза включени  элемента 15 совпадает с фазой напр жени  статора. На конденсаторе 13 теперь запоминаетс  сумма сигналов. Один пропорционален напр жению, второй равен мгновенному значению синусоиды тока в момент перехода напр жени  через нуль на резистор 16, т. е. произведению амплитуды тока на фазу его по отношению к напр жению запуска элемента 15. Выбира  соответствующие фазы включени  трансформаторов 2 и 3, можно получить пропорциональность чисто реактивному току, чисто активному или их сумме. Закон реактивного тока получаетс , когда прерыватель включаетс  в момент перехода синусоиды тока через нуль при

коэффициенте мощности машины, равном единице , а закон активного тока, - когда при том же режиме машины на конденсаторе 13 фиксируетс  амплитуда сигнала синусоиды

тока, вырабатываемой трансформатором 18.

Если изъ ть из схемы элемент 15 и замкнуть клеммы 25 и 26, то прерыватель 1 станет диодом и совместно с конденсатором 13 образует «пиковый фильтр, выход которого пропорционален сумме «пилы и амплитуды тока трансформатора 18.

Claims (3)

1. Автоматический регул тор возбуждени  синхронных машин, содержащий трансформаторы напр жени  и тока, модул тор напр жени , вход которого соединен с трансформатором напр жени , прерыватель, коммутирующий вход которого соединен с выходом модул тора , коммутирующий выход - с фиксатором величины модулируемого напр жени  в момент включени  прерывател  и элемент включени  прерывател , выход которого соединен с управл ющим входом прерывател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей регул тора , вход элемента включени  прерывател  соединен с трансформатором напр жени , а

трансформатор тока через переключающиес  соединени  св зан со входом элемента включени  прерывател , выходом модул тора напр жени  и коммутирующим входом прерывател .

2. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью устранени  воздействий помех питающей сети, соединение трансформатора напр жени  и модул тора выполнено через фильтр однополупериодного действи , а

соединение модул тора с прерывателем - через нелинейный элемент.

3. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства, прерыватель снабжен переключающимс  в схему

диода соединением.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 319035, кл. Н 02р 9/14, 1967.

2.Авт. св. № 162879, кл. Н 02р 9/14, 1963. 3. Авт. св. № 235155, кл. Н 01 р 9/34, 1966

(прототип).