SU811480A1

SU811480A1 - Brushless excitation system for synchronous generator

Info

Publication number: SU811480A1
Application number: SU792758471A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Голубчиков; Аркадий Павлович Инешин; Виктор Федорович Масягин; Валерий Анатольевич Баринов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3581
Priority date: 1979-04-26
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1981-03-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в бесконтактных системах возбуждени дл синхронных генераторов, преимущественно дл генераторов, примен емых в автономных системах энергоснабжени .The invention relates to electrical engineering and can be used in contactless excitation systems for synchronous generators, mainly for generators used in autonomous power supply systems.

Известна бесщеточна система возбуждени дл синхронного генератора, содержаща основной синхронный генератор и совместно расположенные на одном валу с ним синхронные возбудитель и подвозбудитель . Обмотка возбуждени основного генератора питаетс через блок вращающихс выпр мителей от корной обмотки возбудител . Регулирование напр л ени производитс регул тором напр жени , питание которого производитс от корной обмотки подвозбудител . Измерительный орган регул тора подключен через трансформаторы тока и напр жени к фазам основного генератора 1.A known brushless excitation system for a synchronous generator, comprising a main synchronous generator and co-located on the same shaft with a synchronous exciter and sub-exciter. The field winding of the main generator is powered through a unit of rotating rectifiers from the core winding of the driver. Voltage regulation is made by a voltage regulator, which is powered from the core winding. The regulator measuring unit is connected via current and voltage transformers to the phases of the main generator 1.

Недостатком этой системы вл етс сложность конструкции генератора и большое число элементов аппаратуры регулировани , что приводит к низкой надежности системы.The disadvantage of this system is the complexity of the design of the generator and the large number of elements of the control equipment, which leads to a low system reliability.

Наиболее близким к изобретению вл етс бесщеточна система возбуждени дл синхронного генератора, содержаща возбудитель внополюсной конструкции, расположенной на одном валу с основным генератором , обмотка возбуждени которого через блок вращающихс выпр мителей подключена к корным обмоткам ротора возбудител , и регул тор напр жени , выход которого соединен с обмоткой возбуждени возбудител , измерительный орган св зан с фазами основного генератора, а также источник посто нного тока питани Closest to the invention is a brushless excitation system for a synchronous generator, which contains the exciter of a pole-shaped structure located on the same shaft with the main generator, the excitation winding of which is connected to the core windings of the exciter rotor via a rotating rectifier unit, and the voltage regulator whose output is connected with the excitation winding of the exciter, the measuring element is connected with the phases of the main generator, as well as the source of direct current power supply

регул тора, выход посто нного тока которого подключен к регул тору, а вход переменного тока св зан с фазами основного генератора 2.a regulator whose DC output is connected to the regulator, and the AC input is connected to the phases of the main generator 2.

Недостатками этой системы возбуждени Disadvantages of this excitation system

вл ютс :are:

а)сравнительна слол ность и св занное с этим снижение наде ности системы, в состав которой вход т два мостовых трехфазных выпр мител , блок компаундирующих трансформаторов, дополнительна трехфазна обмотка синхронного генератора;a) comparative splitting and the associated decrease in the reliability of the system, which includes two bridge three-phase rectifiers, a unit of compounding transformers, an additional three-phase winding of a synchronous generator;

б)зат гивание переходных процессов при приеме-сбросе нагрузки синхронного генератора , обусловленное питанием транзисторного регул тора по схеме самовозбуждени (что равноценно действию положительной обратной св зи по цепи его напр жени питани ) и наличием посто ннойb) delaying the transient processes at the reception and discharge of the load of the synchronous generator, due to the power supply of the transistor regulator according to the self-excitation scheme (which is equivalent to the action of positive feedback through its voltage supply circuit) and the presence of a constant

времени цепи компаундирующей обмоткиCompound Winding Circuit Time

возбудител , не позвол ющей реализовать эффект сокращени переходных процессов за счет форсировки выходного напр жени быстродействующего транзисторного регул тора напр жени .an exciter that does not allow to realize the effect of reducing transients by forcing the output voltage of a high-speed transistor voltage regulator.

Целью изобретени вл етс упрощение системы возбужденн , повыщение надежности и быстродействи ее.The aim of the invention is to simplify the system excited, increasing its reliability and speed.

Поставленна цель достигаетс тем, что на полюсах статора возбудител размещена дополнительна однофазна обмотка переменного тока, соеднненна с дополнительным выпр мителем, выход которого включен параллельно выходу источника питани регул тора.The goal is achieved by the fact that at the poles of the stator of the exciter there is an additional single-phase AC winding connected to an additional rectifier, the output of which is connected parallel to the output of the regulator's power source.

Сущиость изобретеии по сн етс чертежами , где на фиг. 1 нредставлена прииципиальна схема системы возбуждени ; на фиг. 2 - разрез магнитной системы возбудител с обмотками.The invention is illustrated in the drawings, in which FIG. 1 is a schematic diagram of the excitation system; in fig. 2 - section of the magnetic system of the exciter with windings.

На общем валу ротора 1 синхронного генератора с его выходной статорной обмоткой 2 расположены обмотка 3 возбуладени синхронного генератора, питаема через блок вращающихс неуправл емых вентилей 4 от выходных обмоток 5 неременного тока ротора возбудител . На полюсах щихтованного внонолюсного индуктора возбудител расположена обмотка 6 управлени посто нного тока, питаема от транзисторного регул тора 7 напр жени . На вход транзисторного регул тора 7 поступает сигнал обратной св зи от измерительного органа 8, св занного с выходной статорной обмоткой 2 синхронного генератора. Питание регул тора 7 осуществл етс но схеме «двойного питани ; от однофазного нонижающего трансформатора 9, подключенного первичной обмоткой к статорной обмотке 2 синхронного генератора, а вторичной - к вентильному мосту 10; от дополнительной однофазной обмотки 11 переменного тока возбудител , расположенной на пазах полюсов его щихтованного индуктора (фиг. 2) и нагруженной на вентильный мост 12.On the common shaft of the rotor 1 of the synchronous generator with its output stator winding 2, there is located a winding 3 of the excitation of the synchronous generator, fed through a block of rotating uncontrolled gates 4 from the output windings 5 of a non-current rotor of the exciter. A winding 6 of the direct current control, powered by the transistor voltage regulator 7, is located at the poles of the ground-mounted inductor of the exciter. The input of the transistor regulator 7 receives a feedback signal from the measuring unit 8 connected to the output stator winding 2 of the synchronous generator. The regulator 7 is powered by a dual power circuit; from a single-phase down-voltage transformer 9 connected by the primary winding to the stator winding 2 of a synchronous generator, and the secondary winding to the valve bridge 10; from an additional single-phase winding 11 of the alternating current of the exciter located on the grooves of the poles of its allotted inductor (Fig. 2) and loaded on the valve bridge 12.

Напр жение иеременного тока в дополнительной обмотке 11, заложенной в пазы щихтованного полюса индуктора возбудител , наводитс в результате пазовых пульсаций основного магнитного потока обмотки 6 управлени при вращении зубчатого ротора возбудител с его основными вращающимис обмотками 5 переменного тока.The voltage of the alternating current in the additional winding 11, embedded in the notched pole of the inductor of the exciter, is induced as a result of the slot-like pulsations of the main magnetic flux of the control winding 6 when the gear rotor of the exciter rotates with its main rotating AC windings 5.

При соответствующем исполнении дополнительной обмотки 11 выходные напр жени вентильных мостов 10 и 12, совпадающие но частоте и сдвинутые по фазе на 90°, обеспечивают, несмотр на упрощенное однофазное исполнение цепи питани транзисторного регул тора 7, удовлетворительное (беснровальное) качество его питающего напр жени .With the appropriate execution of the additional winding 11, the output voltages of the valve bridges 10 and 12, coinciding with the frequency and shifted in phase by 90 °, ensure, despite the simplified single-phase design of the power supply circuit of transistor regulator 7, the satisfactory quality of its supply voltage.

Система возбуждени работает следующим образом.The excitation system operates as follows.

Начальное самовозбуждение спн.хропного генератора обеспечиваетс наличием остаточного магнитного потока в магнитной цепи возбудител , встройкой в эту магиитпую цепь посто нных магнитов или применением известной цепи «начальной ноднитки транзнсторного регул тора 7 от автономного источника, а также - при вращении ротора синхронного генератора - совместным действием нарастающих выходных папр жеппй возбудител п синхронного генератора , что приводит к росту выпр мленного моста Ш и 12 напр жени питани траизисторного регул тора.The initial self-excitation of the sphropic generator is ensured by the presence of residual magnetic flux in the magnetic circuit of the exciter, by inserting permanent magnets into this magical circuit or by using the known circuit of the initial unit of the transistor regulator 7 from an independent source, and also when the rotor of the synchronous generator is rotated - by joint action The increasing output of the driver and the synchronous generator, which leads to the growth of the rectified bridge W and the 12 voltage supply of the tracing controller.

При достижении в процессе самовозбуждени поминального значени выходного напр жени статорной цепи синхронного генератора транзисторный регул тор 7, благодар действию цепи отрицательной обратной св зи через измерительный орган 8, уменьшает величину тока в обмотке 6 возбудител , выходные напр жени возбудител и синхронного генератора стабилизируютс на соответствующих уровн х. ПриWhen the output voltage of the stator circuit of the synchronous generator reaches the self-excitation, the transistor controller 7, due to the negative feedback circuit through the measuring element 8, reduces the amount of current in the winding 6 of the exciter, the output voltages of the exciter and the synchronous generator stabilize at appropriate levels x With

этом величина напр жени питани транзисторного регул тора 7 определ етс в основном выходными напр жени ми моста 10, так как вторичное нанр жение трансформатора 9 при незагруженном синхронном генераторе превышает выходное напр жение возбудител на его вспомогательной выходной однофазной обмотке 11 переменного тока. При возрастании нагрузки синхронногоThereby, the supply voltage of the transistor regulator 7 is determined mainly by the output voltages of the bridge 10, since the secondary voltage of the transformer 9 with an unloaded synchronous generator exceeds the output voltage of the exciter at its auxiliary output single-phase AC winding 11. With increasing load synchronous

генератора провал выходного нанр жени гепер тора гриводит к форсированному отннраааю транзисторного регул тора 7, быстрому нарастанию выходного напр жени возбудител и тока обмотки 3 генератора иthe generator, the failure of the output voltage of the hypervisor leads to the forced dependence of the transistor regulator 7, the rapid rise of the output voltage of the exciter and the winding current 3 of the generator and

восстановлению выходного напр жени синхронного генератора со статической ошибкой относительно заданного номинального уровн . Аналогично протекает переходный проЦесс сброса нагрузки синхронного генератора , причем, благодар предлагаемой схеме «двойного питани транзисторного регул тора , напр жение его питани измен етс сравнительно мало, так как изменени recovery of the output voltage of the synchronous generator with a static error relative to the specified nominal level. Similarly, a transient process of the synchronous generator load shedding proceeds, and, thanks to the proposed dual power supply circuit of the transistor regulator, its supply voltage varies relatively little, since

его питающих папр жений возбудител и синхронного генератора направлены встречно друг другу, что приближает режим питани транзисторного регул тора к режиму нитани от эквивалентного квазистатического источника. Это обсто тельство, а такнсе отсутствие дополнительного контура компаундирующей обмотки благопри тно сказываетс на динамических свойствах бесщеточной системы возбуждени синхронного генератора, позвол в значительно большей степени использовать потенциальное быстродействие и форсировочные возможности транзисторного регул тора 7. Наконец, при коротком замыкании статорной обмотки 2 синхронного генератораits power supply connections of the exciter and the synchronous generator are directed opposite to each other, which brings the power supply of the transistor regulator closer to the threading mode from an equivalent quasistatic source. This circumstance, as well as the absence of an additional circuit of the compounding winding, favorably affects the dynamic properties of the brushless excitation system of the synchronous generator, allowing a much greater use of the potential speed and forcing capabilities of the transistor regulator 7. Finally, during a short circuit of the stator winding 2 of the synchronous generator

Claims

Claim

Brushless excitation system for a synchronous generator, containing a driver with a clearly polar inductor located on the same shaft as the main generator, the field winding of which through a block of rotating rectifiers is connected to the armature windings of the exciter rotor, and a voltage regulator whose output is connected to the field exciter winding, and the measuring the organ is connected to the phases of the main generator, a DC source for supplying a voltage regulator, the AC input of which is connected to the main phases an alternator, characterized in that, in order to simplify, increase the speed and reliability of the system, an additional single-phase AC winding is connected at the poles of the exciter inductor, connected to a rectifier, the output of which is connected in parallel with the output 15 of the regulator's power source.