SU813662A1 - Synchronous generator voltage regulator - Google Patents

Synchronous generator voltage regulator Download PDF

Info

Publication number
SU813662A1
SU813662A1 SU792783404A SU2783404A SU813662A1 SU 813662 A1 SU813662 A1 SU 813662A1 SU 792783404 A SU792783404 A SU 792783404A SU 2783404 A SU2783404 A SU 2783404A SU 813662 A1 SU813662 A1 SU 813662A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
input
amplifier
frequency
error signal
Prior art date
Application number
SU792783404A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Павлович Инешин
Виктор Федорович Масягин
Original Assignee
Ineshin Arkadij P
Masyagin Viktor F
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ineshin Arkadij P, Masyagin Viktor F filed Critical Ineshin Arkadij P
Priority to SU792783404A priority Critical patent/SU813662A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU813662A1 publication Critical patent/SU813662A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к электро технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани  выходного напр жени  синхронных генераторов, широко примен емых в качестве автономных источников питани  электрооборудовани  станков,The invention relates to electrical engineering and can be used in the automatic control systems of the output voltage of synchronous generators, widely used as autonomous power sources for electrical equipment of machine tools,

судов и др.ships and others.

Известны устройства регул торов напр жени  синхронных генераторов, в том числе обеспечивающие частотное регулирование напр жени  генератора по закону Т/1-сопз1незави симо от изменени  нагрузки l и 2 .The devices of voltage regulators of synchronous generators are known, including those that provide frequency regulation of the generator voltage according to the T / 1-constance factor, due to the change in load l and 2.

Известен также регул тор напр жени  синхронного генератора, содержащий частотно-зависимый измерительньй элемент переменного тока, выпр мител и элемент задани  в цепи обратной св зи, усилитель сигнала ошибки и усилитель мощности З .Also known is a voltage regulator of a synchronous generator, which contains a frequency-dependent measuring element of alternating current, a rectifier and a reference element in the feedback circuit, an error signal amplifier and a power amplifier 3.

Недостатками данного регул тора напр жени  синхронного генератора  вл ютс  низка  точность регулировани , сложность и трудоемкость выполнени  отдельных элементов.The disadvantages of this voltage regulator of the synchronous generator are low adjustment accuracy, complexity and complexity of the implementation of individual elements.

Цель изобретени  - упрощение и повышение точности частотно-зависимого регулировани  напр жени  генератора.The purpose of the invention is to simplify and improve the accuracy of the frequency-dependent voltage regulation of the generator.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что регул тор напр жени  синхронного генератора., содержащий частотно-зависимый измерительный элемент переменного тока, выпр митель и элемент задани  в цепи обратной св зи, усилитель сигнала ошибки и усилитель мощности , снабжен потенциометром подстройки . Г-образным сглаживающий This goal is achieved by the fact that the voltage regulator of the synchronous generator., Which contains the frequency-dependent measuring element of alternating current, rectifier and reference element in the feedback circuit, error signal amplifier and power amplifier, is equipped with a trimming potentiometer. L-shaped smoothing

o RS-фильтром и согласующим трансформатором , в качестве усилител  сигнала ошибки использован операционный усилитель с источником питани  на стабилитронах, а в качестве частот5 но-зависимого измерительного элемента использована последовательна  RS-депь, входом подключенна  к зажимам дл  подключени  на напр жение генератора, к конденсатору которой o RS filter and matching transformer, an operational amplifier with a power source on zener diodes was used as an error signal amplifier, and a serial RS-terminal was used as a frequency of a 5-dependent measuring element, connected to terminals for connection to a generator voltage, to a capacitor which

0 присоединена первична  обмотка согласующего трансформатора, а э ажимы, вторичной обмотки.трансформатора подключены к клеммам выпр мител , к выходным зажимам которого подключен 0 the primary winding of the matching transformer is connected, and these are the modes, the secondary winding of the transformer is connected to the terminals of the rectifier, to the output terminals of which is connected

5 потенциометр, подстройки,, который соединен через Г-образный сглаживающий ЕС-Фильтр с инвертирующим входом операционного усилител  сигнала ошибки с пол рностью, обеспечивакщей встречно последовательное направле05 potentiometer, trimmer, which is connected via an L-shaped smoothing EC-Filter with an inverting input of an operational error signal amplifier with polarity, providing an oppositely consistent direction

нне выходного напр жени  потенциометра подстройки и напр жени  одного иЭ двух опорных стабилитронов источника питани  усилител  сигнала ошибки , причем средн   точка источника подключена к неинвертирующему входу усилител .Not the output voltage of the trim potentiometer and the voltage of one IE of the two reference Zener diodes of the power supply source of the error signal amplifier, the middle point of the source being connected to the non-inverting input of the amplifier.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема регул тора напр жени  синхронного генератора; на фиг. 2 - эквивалентна  схема замещени  входной частотно-зависимой цепи; на фиг.З - статическа  характеристика вход-выход системы автоматического регулировани  (фиг.3).Figure 1 shows a schematic diagram of a voltage regulator of a synchronous generator; in fig. 2 - equivalent replacement circuit of the input frequency-dependent circuit; FIG. 3 is a static characteristic of the input-output system of automatic control (FIG. 3).

Схема (фиг.1) содержит приводной двигатель 1, вращающий с угловой частотой оо ротор синхронного генерат ора 2, выходное напр жение которого регулируетс  изменением тока в обмотке 3 возбуждени . Питание обмотки 3 возбуждени  производитс  от.усилител  4 мощности, вход которого св за с выходом усилител  5 сигнала оилибки выполненного на полупроводниковом операционном усилителе с охватом его НС-цеп г/   динамической коррекции,, придакхдим всему устройству свойства ПИД-регул тора. Питание операционного усилител  5 осуществл етс  от источника напр жени  посто нного тока |ерез параметрический стабилизатор на двух последовательно включенных Стабилитронах, точка соединени  коtopBX , как средн   точка источника йитани , св зана с неинвертирующим входом усилител  5.The circuit (Fig. 1) contains a driving motor 1, which rotates the synchronous generator 2 with the angular frequency oo, the output voltage of which is regulated by changing the current in the excitation winding 3. The excitation winding 3 is powered by a power amplifier 4, whose input is connected with the amplifier 5 output signal, performed on a semiconductor operational amplifier with its HC-circuit g / dynamic correction covered, adding the PID-regulator to the whole device. The power supply of the operational amplifier 5 is supplied from a DC voltage source | Through a parametric stabilizer on two series-connected Zener diodes, the ctopBX junction point, as the middle point of the yitani source, is connected to the non-inverting input of the amplifier 5.

Частотно-зависимое измерение выходного напр жени  статорной цепи Синхронного генератора 2 осуществл ес  последовательной RC-цепью Б и 7, к конденсатору 7 которой подключена Первична  обмотка трансформатора 8, Осуществл ющего гальваническую разв зку цепей и частотную коррекцию характеристики вход-выход регул тора . Ко вторичной обмотке трансформатора 8 подключен однофазный вентильный мост 9, нагруженный по выходной диагонали посто нного тока на потенциометр 10 подстройки, св занный Г-образным сглаживакщим RC-фильтром 11 с инвертирующим входом операционного усилител  5. При этом за счет Встречного направлени  выходного нап р жени  потенциометра 10 и напр жени  одного из двух опорных стабилитронов источник питани  (фиг.1), образуетс  элемент сравнени  эталонного сигнала (стабилитрон) с сигналом цепи обратной св зи Сдспь 6-7-8-9-1011 ), св занный,со входом усилител  сигнала ошибки, образованным клеммами инвертирующего и неинвертирующего входов операционного усилител  5,The frequency-dependent measurement of the output voltage of the stator circuit of the Synchronous generator 2 was performed by a serial RC circuit B and 7, to the capacitor 7 of which is connected the primary winding of the transformer 8, which carries out galvanic isolation and frequency correction of the input-output regulator of the regulator. A transformer 8 is connected to the secondary winding of a single-phase valve bridge 9 loaded on the output diagonal of a direct current to a potentiometer 10 of the adjustment connected with an L-shaped smoothing RC filter 11 with an inverting input of the operational amplifier 5. At the same time due to the Counter direction of the output voltage potentiometer 10 and the voltage of one of the two reference Zener diodes power supply (Fig. 1), an element of comparison of the reference signal (Zener diode) with the signal of the feedback circuit (6-7-8-9-1011) is formed, connected to the input y the error signal silytel formed by the terminals of the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 5,

На фиг. 2 приведена эквивалентна  электрическа  схема замещени  входно цепи регул тора напр жени  синхронного г енератора.FIG. Figure 2 shows the equivalent electrical circuit for replacing the input circuit of a voltage regulator of a synchronous generator.

где: Up- напр жение синхронного генератора 2, поступающее на вход цепи;where: Up- voltage of the synchronous generator 2, coming to the input of the circuit;

R U и - параметры частотно-зависимой RC-цепи (6 и 7 фиг. 1) . oi - индуктивность трансформатора 8 по его упрошенной приведенной электрической схеме замещени ;R U and - parameters of the frequency-dependent RC-circuit (6 and 7 of Fig. 1). oi is the inductance of transformer 8 according to its simplified reduced electrical circuit;

г - эквивалентное приведенное сопротивление нагрузки вторичной цепи трансформатора 8 (мост 9, потенциометр 10, фильтр 11)jg - equivalent reduced load resistance of the secondary circuit of the transformer 8 (bridge 9, potentiometer 10, filter 11) j

Up- выходное напр жение трансформатора 8, приведенное к Sего первичной цепи.Up- output voltage of the transformer 8, reduced to its primary circuit.

На фиг.З приведены статические характеристики вход-выход системы авторегулировани  фиг.1, оснащенной регул тором напр жени  синхронного 0 генератора,Fig. 3 shows the static characteristics of the input-output system of the auto-adjustment of Fig. 1, equipped with a voltage regulator of the synchronous generator 0,

где Ujv- выходное напр жение синхронного генератора 2 -, (л) - углова  частота скоростиwhere Ujv is the output voltage of the synchronous generator 2 -, (l) is the angular frequency of the speed

ротора генератора 2; е UJjWiUj- соответственно верхнее и нижнее значение скорости вращени  и частоты вь1ходного напр жени  синхронного генератора. а и 5 - статические характеристики generator rotor 2; UJjWiUj are the upper and lower values of the rotational speed and the frequency of the input voltage of the synchronous generator. a and 5 - static characteristics

системы с правильно (а) и 0 неправильно (б) выбраннымиsystems with correct (a) and 0 incorrect (b) selected

параметрами трансформатора В частотной коррекции цепи. Устройство работает следу ощим образом .Transformer parameters In the frequency correction circuit. The device works in the following way.

5 в статическом установившемс  режиме работы и верхнем OJ значении частоты (скорости вралдени ) синхронного генератора 2 емкостное сопротивление конденсатора 7 мало по сравнению с Q предвключенным сопротивлением резистора 6, а также с величинами, приведенных по фиг.2 индуктивного сопротивлени  трансформатора 8 и сопро . тивлени  экв1 валентной нагруз.ки г , . Поэтому с большой степенью точности выполн етс  обратно пропорциональна  частотна  зависимость между выходным Ui и входным Up, напр жени ми измерительной цепи (фиг. 2) .5 in the static steady state operation and the upper OJ value of the frequency (vradeni speed) of the synchronous generator 2, the capacitance of the capacitor 7 is small compared to the Q pre-included resistance of the resistor 6, as well as with the values given in figure 2 of the inductive resistance of the transformer 8 and res. Equivalent stress load g. Therefore, with a high degree of accuracy, the frequency dependence between the output Ui and the input Up, the voltages of the measuring circuit (Fig. 2) is inversely proportional.

9 Vyaluc9 Vyaluc

и следовательно, обеспечиваетс  необходимый частотный закон регулировани  (пр ма  пропорциональность между выходньи напр жением и, генератора и его частотой по характеристике а (фиг.З).and, therefore, the necessary frequency law of regulation is ensured (direct proportionality between the output voltage and the generator and its frequency according to the characteristic a (Fig. 3).

При переходе в режим работы с низкой частотой (скоростью вращени ) синхронного генератора, т.е. Ы ЫWhen switching to the low-frequency (rotational speed) operation mode of the synchronous generator, i.e. S

0 и достаточно большом индуктивном сопротивлении трансформатора 8, из шунтируквдим вли нием которого в схеме (фиг.2) можно тогда пренебречь, емкостное сопротивление конденсатора 70 and a sufficiently large inductive resistance of the transformer 8, from which the influence of which in the circuit (FIG. 2) can then be neglected, the capacitance of the capacitor 7

Claims (3)

5 возрастает и становитс  сравнимым с величиной сопротивлени  эквивалент ной нагрузки г измерительной цепи, . имеют место соотношени  .- i / . г - R-LoCjG -) При этом необходимый частотный закон регулировани  выходного напр жени  синхронного генератора нарушаетс , что на графике фиг.З показано отклонением характеристики б от характеристики а вверх, в нижней части частотного диапазона регулировани  генератора . При правильно выбранных параметрах трансформатора 8 гальванической разв зки цепей когда его эквивалент ное индуктивное сопротивление в зоне низких рабочих частот генератора, т.е. при UJ Шу становитс  соизмеримым с величиной емкостного сопротивлени  конденсатора 7 удаетс  осущест вить частотную коррекцию характеристики б вход-выход устройства, прибли зив ее к желаемой характеристике а по фиг.З. Это объ сн етс  некоторым уменьшением исходной емкостной проводимости параллельного участка измерительной цепи схемы фиг., 2 за сче увеличени  индуктивной проводимости, что в итоге компенсирует шунтирующее вли ние эквивалентной нагрузки г цеп улучша  точность ее измерени , и учи тываетс  соотношени ми УК 1 ()c-ji) С учетом такого соблюдени  обратно пропорционального соотношени  меж ду выходным Uq и входным Уц напр жени ми измерительной цепи 6-7-8-9, ее выходное выпр мленное мостом 9 напр  жение посто нного тока снимаетс  с потенциометра 10 подстройки и поступает через сглаживающий RC-фйльтр 11 на вход усилител  5 сигнала ошибки. Здесь это напр жение как сигнал обратной св зи сравниваетс  с нгшр жением задани  опорного стабилитрона и их разность (сигнал ошибки) совместно с остаточными напр жени ми пульсаций фильтра 11 подаетс  на диф ференциальный вход операционного уси лител  5, обеспечива  его управл емый широтно-импульсный режим работы. Выход усилител  сигнала ошибки далее св зан со входом усилител  4 мощности (полупроводниковый транзисторный или тиристорный усилитель), обеспечивающий в соответствии с поданным на его вход усиленным сигналом ошибки такое регулирование тока в обмотке 3 возбуждени  генератора, при кот ром величина его выходного напр жени  с учетом частоты вращени , измер ема  предлагаемое измерительной цепью 6-11, соответствует заданию, т.е. выходной сигнал посто нного ток измерительной цепи с некоторым откло нением, характерным дл  используемой статической системы авторегулировани , сравниваетс  с напр жение задани  (опорного стабилитрона). Положительный эффект от использовани  предлагаемого регул тора состоит Б упрощении измерительной и управл ющей цепей регул тора и в существенном повышении точности обеспечени  чистотного закона регулировани  выходного напр жени  синхронного генератора при изменени х температуры окружающей среды, нагрузки и скорости вращени  приводного двигател . Формула изобретени  Регул тор напр жени  синхронного генератора, содержащий частотно-зазисимый измерительный элемент переменного тока, выпр митель и элемент задани  в цепи обратной св зи, уси литель сигнала ошибки и усилитель мощности, соединенный с обмоткой возбуждени  , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  точности частотно-зависимого регулировани  напр жени  генератора, он снабжен потенциометром подстройки , Г-образным сглаживакщим RC-фильтром и согласующим трансформатором, в качестве усилител  сигнала ошибки использован операционный усилитель с источником питани  на двух стабилитронах а в качестве частотно-зависимого измерительного элемента использована последовательна  КС-цепь, входом подключенна  к зажимам дл  подключени  на напр жение генератора , к конденсатору которой присоединена первична  обмотка согласующего трансформатора, а зажимы вторичной обмотки трансформатора подключены к клеммам выпр мител , к выходным зажимам которого подключен потенциометр подстройки, который соединен через г-образный сглаживающий 8С-фильтр с инвертирующим входом операционного усилител  сигнала ошибки о пол рностью, обеспечивающей встречно последовательное направление выходного напр жени  потенциометра подстройки и напр жени  одного из двух опорных стабилитронов источника питани  усилител  сигнала ошибки , причем средн   точка источника питани  подключена к неинвертирующему входу усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вингер А.А. Системы, автоматического регулировани  возбуждени  синхронных электрических машин. М., И нформстандартэлектро, 1968. 5 increases and becomes comparable with the resistance of the equivalent load g of the measuring circuit,. there are relations .- i /. g - R-LoCjG -) At the same time, the necessary frequency law for regulating the output voltage of the synchronous generator is violated, which is shown in the graph of Fig. 3 by the deviation of the characteristic b from the characteristic a upwards, in the lower part of the frequency range of the generator. With correctly chosen parameters of the transformer 8 galvanically isolated circuits when its equivalent inductive resistance is in the low operating frequency zone of the generator, i.e. for UJ, Shu becomes comparable with the capacitance value of the capacitor 7, it is possible to carry out frequency correction of the characteristic b input-output of the device, bringing it closer to the desired characteristic a in FIG. This is due to a certain decrease in the initial capacitive conductivity of a parallel section of the measuring circuit of the circuit shown in Fig. 2 for increasing the inductive conductivity, which ultimately compensates for the shunting effect of the equivalent load g of the circuit, improving its measurement accuracy, and taking into account the correlation UK 1 () c -ji) Given this inversely proportional relationship between the output voltage Uq and the input voltage of the measuring circuit 6-7-8-9, its output voltage rectified by the bridge 9 is removed from the potentiometer 10 adjustment and enters through a smoothing RC-filter 11 to the input of the amplifier 5 error signal. Here, the voltage as a feedback signal is compared with the setting of the reference Zener diode and their difference (error signal) together with the residual pulsation voltage of the filter 11 is fed to the differential input of the operational amplifier 5, ensuring its controlled pulse-width mode work. The output of the error signal amplifier is further connected to the input of power amplifier 4 (semiconductor transistor or thyristor amplifier), which, in accordance with the amplified error signal fed to its input, provides for such current control in the generator excitation winding 3, at which the output voltage value is The rotational frequency measured by the proposed measuring circuit 6-11 corresponds to the reference, i.e. The DC output of the measuring circuit, with some deviation characteristic of the static auto-regulation system used, is compared with the reference voltage (reference zener diode). The positive effect of using the proposed regulator consists in simplifying the measuring and control circuits of the regulator and in significantly improving the accuracy of ensuring the cleanliness of controlling the output voltage of the synchronous generator with changes in ambient temperature, load and rotation speed of the drive motor. Claims A synchronous generator voltage regulator containing an alternating current frequency-dependent measuring element, a rectifier and a reference element in the feedback circuit, an error signal amplifier and a power amplifier connected to the field winding, in order to simplify and improving the accuracy of the frequency-dependent voltage regulation of the generator, it is equipped with a trimming potentiometer, an L-shaped smoothing RC filter and a matching transformer, as an error signal amplifier An operational amplifier with a power source on two zener diodes was used, and a frequency circuit was used as a frequency-dependent measuring element, the input connected to the terminals for connecting to the voltage of the generator, to the capacitor of which the primary winding of the matching transformer is connected, and the terminals of the secondary winding of the transformer are connected to the terminals of the rectifier, to the output terminals of which a potentiometer is connected, which is connected via an l-shaped smoothing 8C filter with an invert The input input of the polarity error signal amplifier provides oppositely the direction of the output voltage of the trimmer potentiometer and the voltage of one of the two reference Zener diodes of the power source of the error signal amplifier, the middle point of the power source connected to the non-inverting input of the amplifier. Sources of information taken into account during the examination 1.Winger A.A. Systems, automatic regulation of the excitation of synchronous electric machines. M., And nformstandartamelectro, 1968. 2.Патент США ( 2989684, кл. 322-23, 1961. 2. The US patent (2989684, class 322-23, 1961. 3.Патент США 3714541, кл. К 02 Р 9/30, 322-24, 1973.3. US patent 3,714,541, cl. K 02 R 9/30, 322-24, 1973. JB Jb фи&2fi & 2 фиг.ЪFIG.
SU792783404A 1979-06-25 1979-06-25 Synchronous generator voltage regulator SU813662A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792783404A SU813662A1 (en) 1979-06-25 1979-06-25 Synchronous generator voltage regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792783404A SU813662A1 (en) 1979-06-25 1979-06-25 Synchronous generator voltage regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU813662A1 true SU813662A1 (en) 1981-03-15

Family

ID=20835178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792783404A SU813662A1 (en) 1979-06-25 1979-06-25 Synchronous generator voltage regulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU813662A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464698C2 (en) * 2010-04-01 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Asynchronous electric motor controlled by electronic method and device to inspect and adjust voltage control units

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464698C2 (en) * 2010-04-01 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Asynchronous electric motor controlled by electronic method and device to inspect and adjust voltage control units

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US1944756A (en) Regulating system
US2558094A (en) Reactor controlled adjustable speed drive
US1376453A (en) Controlling and regulating apparatus for alternating-current dynamo-electric machines
SU813662A1 (en) Synchronous generator voltage regulator
US3241035A (en) A.c.-d.c. regulated power supply
US3142793A (en) Control system for standby motor armature current in an uninterrupted power supply
US3123763A (en) Output
US4599552A (en) Generator voltage regulator
US2445789A (en) Electrical regulating system
US2451946A (en) Motor control system
US3008076A (en) Quadrature voltage rejection apparatus for servo systems
US2768344A (en) Voltage regulating system
US2465226A (en) Direct-current motor control system
US2586397A (en) Speed control system for alternating current motors
US3614568A (en) Voltage stabilizing device for electric drill motor
US4713741A (en) Excitation control apparatus for rotary electric machine
SU1000952A1 (en) Method of diagnstics of electric motor having two serial excitation windings
SU1124267A1 (en) Temperature controller
SU1390760A1 (en) Versions of load-dependent controlled regulator for phase-cutoff controlled motors
SU1402950A1 (en) Direct current measuring device
US1695035A (en) Electric regulator
JP2767835B2 (en) Vehicle charge control device
US2320833A (en) Control system
JP2697858B2 (en) Charge control circuit
US2789262A (en) Feed-back regulating systems