SU721878A1

SU721878A1 - Power equipment

Info

Publication number: SU721878A1
Application number: SU772553224A
Authority: SU
Inventors: Леонид Викторович Вишневский; Александр Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1980-03-15

Description

1one

Изобретение относитс к электроэнергетическим установкам, например, судовым.The invention relates to electric power installations, for example, ship installations.

Известна электроэнергетическа установка , содержаща асинхронный генератор , установленный на валу приводного двигател переме1шой скорости, в которой нагрузка генератора регулируетс изменением сопротивлени в цепи ротора, что приводит к значительным активным потер м в роторе, снижает КПД установки,- при этом рабочий диапазон изменени скорости входного вала невелик .1.A known electric power plant comprising an asynchronous generator mounted on a variable-speed drive motor shaft, in which the generator load is controlled by varying the resistance in the rotor circuit, which leads to significant active rotor losses, reduces the efficiency of the installation, while the operating range of the input shaft speed small .1.

Известна электроэнергетическа установка, содержаща электрогенератор , который приводитс в действие первичным двигателем, входной регул тор , управл ющий величиной входного сигнала первичного двигател , схему регулировани скорости, котора предназначена дл определени рассогласовани между сигналом, соответствующим заданной скорости, и сигнале.A known electric power plant comprising an electric generator, which is driven by a primary motor, an input regulator controlling the magnitude of the input signal of the primary motor, a speed control circuit, which is designed to determine the error between the signal corresponding to a given speed and the signal.

соответствующим реальной скорости, схему регулировани нагрузки, определ ющую рассогласование между сигналом, соответствующим заданной величине нагрузки , и сигналом, снимаемым с нагрузки , причем больший из двух выходных сигналов схем регулировани нагрузки и скорости подаетс через амплитудный селектор на входной регул тор и.corresponding to the actual speed, a load control circuit that determines the error between the signal corresponding to a given load value and a signal taken from the load, with the larger of the two output signals of the load and speed control circuits being fed through the amplitude selector to the input regulator and.

Такое устройство должно содержать собственный регулируемый двигатель, что затрудн ет использование устройства на движущихс объектах (судах, железнодорожном транспорте) из-за больших габаритов и веса дс юлнитель- ного двигател . Еюльша экономичность валогенераторов по сравнению с дизельгенераторами , тем более, что описанное вьпие устройство не может работать без мощдого генератора переме1шого тока стабильного напр жени и частоты , приводит к целесообразности использовани Б качестве первичного двигател ocHOBHoix) вала движущегос объета , т.е. использовани асинхронного генератора как валогенератора.Such a device should contain its own adjustable engine, which makes it difficult to use the device on moving objects (ships, railway transport) due to the large size and weight of the engine ds. The profitability of shaft generators compared to diesel generators, especially since the device described above cannot work without the power of a generator of alternating current of stable voltage and frequency, makes it advisable to use B as the primary motor of the ochoBHoix) shaft of a moving volume, i.e. using an asynchronous generator as a shaft generator.

Наиболее близкой по технической сущности к насто щему изобретениюThe closest in technical essence to the present invention

вл етс электроэнергетическа установка , содержаща приводной двигател переменной скорости, биротативный асинхронный генератор, подключенный к сети, ротор которого установленis an electropower installation containing a variable speed drive motor, a birotational asynchronous generator connected to a grid whose rotor is installed

на валу привода переменной скорости, а статор - на валу управл емого привода , и регул тор скорости 3J.on a variable speed drive shaft, and a stator on a controlled drive shaft, and a speed controller 3J.

В указанной установке не обеспечиваетс требуема точность регулировани нагрузки при работе генератора на мощную сеть.In this installation, the required accuracy of load control is not ensured when the generator operates on a powerful network.

Цель изобретени - повышение точности регулировани нагрузки при работе генератора на мощную сеть.The purpose of the invention is to improve the accuracy of load control when the generator operates on a powerful network.

Эта цель достигаетс в электроэнергетической установке, содержащей приводной двигатель переменной ско рости, биротативнЬгй асинхронный генератор , подключенный к сети, ротор которого установлен на валу привода переменной скорости, а статор установлен на валу управл емого привода, и регул тор скорости.This goal is achieved in a power plant that contains a variable speed drive motor, a biometric inductive asynchronous generator connected to a grid, the rotor of which is mounted on a variable speed drive shaft, and a stator mounted on a shaft of a controlled drive, and a speed regulator.

Новым в установке вл етс то, что она снабжена регул тором нагрузки и сумматором, а регул тор скс ооти выполнен трехвходовым, причем выходы регул тора скорости и регул тора нагрузки включены на входы сумматора , вьисод которого св зан со входом исполнительного органа управл емого привода, входы регул тора скорости св занысоответственно с валом при- водного двигател переменной скорооти , с валом управл емого привода и с выходом асинхронного генератора.New in the installation is that it is equipped with a load controller and adder, and the SCS controller is made three-input, with the outputs of the speed controller and the load regulator connected to the inputs of the adder, whose output is connected to the input of the actuator of the controlled drive, the inputs of the speed regulator are associated, respectively, with the variable-speed drive drive shaft, with the driven drive shaft and with the asynchronous generator output.

С целью повышени точности поддержани скорости,регул тор скорости с держит биротативный тахогенератор,рот которого установлен на валу привода переменной скорости, биротативный синхронный двигатель, статор которого ра.сположен на валу управл емого привода , а ротор установлен на допойни- тельао введенном валу, на котором установлен и статор биротативного та- хогенёратора, пр чем выход тахогенератора подключен на первый вход дополнительно введенного сумматора, на второй вход которого подключен вход задатчика скорости.In order to increase the accuracy of speed, the speed controller holds a birotative tachogenerator, whose mouth is mounted on a variable speed drive shaft, a birotational synchronous motor, the stator of which is located on the shaft of a controlled drive, and the rotor is mounted on a pre-loaded shaft. which is installed and the stator of the birotational takhogenerator, then the output of the tachogenerator is connected to the first input of the additionally entered adder, to the second input of which the input of the speed setter is connected.

На чертеже представлена схема электроэнергетической установил согласно изобретению.The drawing shows the electrical circuit installed according to the invention.

Ротор биротативного асинхронного генератора (АГ) 1 приводитс во вращение от вала 2 первичного двигател . Статор генератора 1 посажен на вал 3 управл емого привода. Управл емый привод состоит из регул тора 4 и исполни- , тельного органа 5. На вход регул тора 4 поступает сигнал от сумматора 6 имеющего два входа. На один из них подводитс сигнал от регул тора нагрузки , состо щего из токового трансформатора (ТТ) 7 и схемы сравнени 8 нагрузки, а на другой вход сумматора 6 подаетс сигнал от регул тора скорости, который состоит из тахогенератора (ТГ) 9, синхронного двигател (СД) 10, причем статор тахо- генератора 9 и ротор синхрюнного двигател 10 имеют общий вал 11 и сумматор 12.The rotor of the birotational asynchronous generator (AG) 1 is rotated from the shaft 2 of the prime mover. The stator of the generator 1 is mounted on the shaft 3 of the controlled drive. The controlled drive consists of regulator 4 and executive body 5. At the input of regulator 4, a signal from the adder 6 has two inputs. One of them is supplied with a signal from a load controller consisting of a current transformer (CT) 7 and load comparison circuit 8, and another input of the adder 6 is supplied with a signal from a speed controller, which consists of a tachogenerator (TG) 9, a synchronous motor (DM) 10, and the stator of the tacho-generator 9 and the rotor of the synchronous motor 10 have a common shaft 11 and an adder 12.

Сигнал, вырабатываемый тахогене- ратором 9, снимаетс с контактных колеп тахогенератора 13. Электроэнерги , генерируема биротативным АГ 1, отводитс от контактных колец 14, расположенных на валу управл емого привода.The signal produced by the tachogenerator 9 is removed from the contact clock of the tachogenerator 13. The electric power generated by the birotative AG 1 is retracted from the contact rings 14 located on the shaft of the controlled drive.

Регулирование нагрузки генератора основано на управлении величиной скольжени генератора. Активна мощность Р, отдаваема генератором, равна:The load control of the generator is based on controlling the amount of slip of the generator. The active power P, given by the generator, is equal to:

,(1),(one)

где М - электромагнитный момент сопротивлени вращению статора АГ относительно его ротора; U) - кругова скорость вращени where M is the electromagnetic moment of resistance to rotation of the stator AG relative to its rotor; U) - circular speed of rotation

магнитного пол статора АГ оносительно его ротора. Так как частота сети постошша, то из упрощенной формулы Клосса 2М.,The magnetic field of the stator AG is about its rotor. Since the frequency of the network is postoshsha, from the simplified formula of Kloss 2M.,

МM

..

(2)(2)

где М( S - критический момент и скольжение асинхронной маши- ны,следует, что электромагнитный момент И, а значит и мощность Р завис т от скольжени генератора, которое в данном случае определ етс по формуле:where M (S is the critical moment and the slip of the asynchronous machine), it follows that the electromagnetic moment is And, and hence the power P depends on the slip of the generator, which in this case is determined by the formula:

(3)(3)

сwith

Hg- CHiixpoHEian скорость вращени магнитного пол статора АГ относительно его ротора; Ц - нерегулируема скорость вращени первичного двигател ; - скорость вращени статора АГ.Hg-CHiixpoHEian rotational speed of the magnetic field of the stator AG relative to its rotor; C - unregulated rotation speed of the prime mover; - speed of rotation of the stator AG.

Из (1), (2), (3) сно, что, измен скорость вращени статора АГп« , мы будем регулировать нагрузку Р генератора. Схема.регулировани на-From (1), (2), (3) it is clear that, by changing the rotational speed of the stator AGp, we will regulate the load P of the generator. Control circuit

грузки представл ет собой обратную ;в зь по отклонению, а схема регулировани скорости - компаундирующую св зь.The load is a feedback for deviation, and the speed control circuit is a compounding link.

Дл понижени чувствительностиFor desensitization

Схема регулировани скорости вьшол- нена так, чтобы скорость вращени статора тахогенератора 9 относительно его ротора была равна . Технически проще было бы измер ть и регули- ровать скорость вращени статора АГ относительно его ротора, т.е. величину . Hi Пэ г что также обеспечило бы управление скольжением (см. формулу (3)) и нагрузкой. Но в процессе изменени The speed control circuit is extended so that the rotational speed of the stator of the tachogenerator 9 relative to its rotor is equal. It would be technically easier to measure and regulate the rotational speed of the AG stator relative to its rotor, i.e. magnitude. Hi Pe r that would also provide slip control (see formula (3)) and load. But in the process of changing

нагрузки АГ от нул до номинальной величины при посто5ганой скорости tt вв личина Hj-hi измен етс на 5-7%, т.е. ошибка измерительной схемы на 1% приведет к неточности поддержани за- данного скольжени на 15-20%. Величина же во всем диапазоне изменени нагрузки мен етс от О до 1ОО%, т.е. погрещность схемы измерени скорости в 1% ведет к такой же неточности (в 1%) поддержани нужКой величины скольжени .AG load from zero to nominal value at constant tt vb speed, the mask of Hj-hi changes by 5-7%, i.e. measurement circuit error of 1% will lead to inaccuracy of maintaining the specified slip by 15-20%. The value in the whole range of load variation varies from 0 to 1OO%, i.e. Failure of the speed measurement scheme of 1% leads to the same inaccuracy (1%) of maintaining the necessary amount of slip.

Измерение относительной скорости обеспечиваетс подключением статора тахогенератора 9 к валу упра&лаемого привода 3 через синхронный двигатель 10, запитываемый переменным током синхронной частоты. При этом скорость вращени его ротора относительно неподвижной опоры равна (;, а относительно ротора тахогенератора 9 - п,-Пз,-Ис.The relative velocity measurement is provided by connecting the stator of the tachogenerator 9 to the shaft of the control drive 3 via a synchronous motor 10 powered by alternating current of the synchronous frequency. In this case, the speed of rotation of its rotor relative to the fixed support is equal to (;, and relative to the rotor of the tachogenerator 9 - n, -Pz, -Is.

Наличие в устройстве двух каналов регулировани обеспечивает хорошие динамические качества системы, Исполь зование двух каналов регулировани делает систему управлени более надежной , а качество регулировани сист««1ыThe presence of two control channels in the device ensures good dynamic qualities of the system. The use of two control channels makes the control system more reliable, and the quality of control of the sytem

(быстродействие, статическую точность) выше. Формула изобретени (speed, static accuracy) higher. Invention Formula

Claims

1. Electric installation, containing variable speed drive motor, birotational. an asynchronous generator connected to the grid, the rotor of which is mounted on the variable speed drive shaft, and the stator is mounted on the shaft of the controlled drive, and a speed controller, which is designed to increase the load control accuracy when the generator is running on a powerful network equipped with a load regulator and adder, and the speed regulator is made of three-input, and Shz1 inputs of the speed regulator and load regulator are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected with the actuator the drive, the inputs of the speed controller are connected respectively to the shaft of the variable speed drive motor, to the shaft of the drive to be controlled and to the output of the asynchronous generator.

2. Installation pop. l, in contrast to the fact that in order to increase the accuracy of speed, the speed controller contains a bi-torque tachogenerator, the rotor of which is mounted on a variable speed drive shaft, a bi-directional synchronous motor, the stator of which is located on the shaft of the controlled drive, and the rotor is mounted on the additionally inserted shaft, on which the stator of the birotational tachogenerator is installed, the tachogenerator output being connected to the first input of the additionally inputted adder, to the second input of which the preset input is connected ka speed.

Sources of information taken into account in the examination

1.Yavorsky, A.G., et al. Use of mounted generators and ways to automate shipboard power plants. Shipbuilding, No. 9, 1959.

2. Patent of 51 ponies No. 49-22362, cl. 55 VO, 1874.

3. US patent number ZO54941, cl. 322-47, 1962. Cefnb, l / const, o o / con $ t P