SU877765A1 - Устройство дл управлени асинхронизированной синхронной машиной - Google Patents

Description

. ,I ..

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дли управлени  асинхронизироваНными синхронными машинами , первична  обмотка которых подключена к сети переменного тока, а вторична  получает питание от регулируемого преобразовател  частоты, в частности в электроэнергетике Дл  управлени  турбо- и гидрогенераторами продольнопоперечного возбуждени , а также в других отрасл х промышленности , где используютс  подобные электрические машины.

Известно устройство управлени  асиихронизированной синхронной машиной с двухканальным регулированнем .частоты вращени  и реактнвцрй мощности 1.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность регулировани  распределени  токов по фазам вторичной обмотки при работе на: синхронной частоте вращени .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство дл  . управлени  асинхроиизированной синхронной электрической машиной, которое содержит датчик углового положени  ротора, формирователь гармонических функций частоты .скольжени , задатчик частоты вращени , датчик частоты вращени , регул тор частоты вращени , задатчик реактирнрй мощности , датчик реактивной мощности, регул тор реактивной мощности, преобразователь коррдинат и управл емый преобразователь частоты , включенный во вторичную цепьасннхронизированной синхронной машины, подключенной первичной цепью к сети переменного тока 2.

(О В известном устройстве управлени  асинхронкзированной синхронной мащиной канал регулировани  частоты вращени  состоит из задатчика частоты вращени , выход которого соединен с первым входом регул тора частоты вращени , второй вход которо5 го соединен с датчиком частоты вращени . Канал регулировани  реактивной мощности состоит из задатчика реактивной мощности, выход которого соединен с первым входом регул тора реактивной мощности, второй вход которого соединен с вь1ходом датчика

реактивной мощности. Выходы регул торов частоты вращени  и реактивной мощности соединены с входами преобразовател  координат , другие входы которого соединены с выходами блока формировани  гармонических функций частоты скольжени . Выходы преобразовател  координат соединены с управл ющими входами преобразовател  частоты .

При использовании известного устройства значение частоты вращени  по окончании переходного процесса при изменении, например, нагрузки на валу зависит от величины возмущающего воздействи . Корректор частоты вращени , наличие которого возможно в регул торе частоты вращенн , не обеспечивает при этом достаточно быстрой и точной отработки заданной частоты вращени  в тех случа х, когда недопустимо длительное отклонение частоты вращени  от заданной (например, в синхронных генераторах продольно-поперечного возбуждени ).

Кроме того, в режиме, когда сигнал задатчика частоты вращени  соответствует синхронной частоте (нулевому скольжению), распределение посто нных токов в фазах вторичной обмотки зависит от установившегос  режима по активной и реактивной мощности и, в общем случае, не соответст вует соотиощению расчетных мощностей фаз вторичной обмотки. Соотнощение расчетных мощностей фаз вторичной обмотки зависит от ее конструкции и эти расчетные мощности могут быть, например, одинаковыми при одинаковых фазных обмотках. В случае применени  конструкции со «слабой поперечной обмоткой, котора  рассчитана на работу только в переходном режиме, расчетна  мощность поперечной обмотки дл  установивщегос  режима равн етс  нулю. Несоответствие распределени  токов в фазах вторичной обмотки соотнощению расчетных мощностей фаз приводит к перегрузке одной из фаз обмотки и соответствующего блока силовой части преобразовател  частоты, что снижает надежность работы устройства.

Цель изобретени  - повыщение точности поддержани  синхронной частоты вращени  и надежности регулировани .

Указанна  цель достигаетс  тем, что ц устройстве управлени  асинхронизированной синхронной мащиной, содержащем управл емый преобразователл частоты, подключенный ко вторичной цепи асинхроиизированной синхронной электрической мащины , датчики тока и напр жени  первичной цепи электрической машины, датчик частоты напр жени  сети, датчик токоЬ вторичной цепи электрической машины, датчики углового положени  и частоты вращени  ротора электрической машины, формирователь гармонических функций частоты скольжени , первый вход которого соединен с датчиком частоты напр жени  сети, второй вход - сдатчиком углового положени  ротора , а выход - с первым входом преобразовател  кoopдйнat, выход которого подключен ко входу преобразовател  частоты, регул тор частоты вращени , первый вход которого соединен с датчиком частоты вращени , регул тор реактивной мощности, первый вход которого соединен с задатчиком 5 реактивной мощности, второй вход - с выходом датчика реактивной мощности, а выход подключен к третьему входу преобразовател  координат, входы датчика реактивной мощности подключены к датчикам тока и напр жени  первичной цепи электрической О машины, дополнительно введены блок формировани  сигнала рассогласовани  по углу , блок регулировани  токов вторичной цепи и сумматор, причем вход блока формиров ани  сигнала рассогласовани  по углу соединен с выходом формировател  гармонических функций частоты скольжени , а выход указанного блока соединен со вторым входом регул тора частоты вращени , выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока регулировани  токов вторичной цепи, вход которого соединен с датчиком токов вторичной цепи, а выход сумматора подключен к второму входу преобразовател  координат.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство управлени  асинхроннзированной синхронной машиной 1, подключенной первичной цепью к сети 2 переменного тока, содержит датчики тока 3 и напр жени  4 первичной цепи, датчик 5 частоты напр жени  сети, датчик 6 углового положени  и датчик 7 частоты вращени  ротора машины 1, формирователь 8 гармонических функций частоты скольжени , первый вход которого соединен с датчиком 5 частоты напр жени  сети, второй вход - с датчиком 6 углового положени  ротора, а выход - с первым входом преобразовател  9 координат. Первый вход регул торй 10 частоты вращени  соединен с датчиком 7 частоты вращени , второй вход - с выходом блока 11 формировани  сигнала рассогласовани  по углу, вход которого св зан с формирователем 8 гармонических функций частоты скольжени . Выход регул тора 10 частоты вращени  соединен с первым входом сумматора 12, второй вход которого соединен с выходом регул тора 13 токов вторичной цепи, вход которого соединен с датчиком 14 токов вторичной цепи электрической машины. Первый вход регул тора 15 реактивной мощности, соединен с задатчиком 16 реактивной мощности , второй вход - с датчиком 17 реактивной мощности, входы которого соединены с датчиком 3 тока и датчиком 4 напр жени  первичной цепи электрической машины. Выходы сумматора 12 и регул тора 15 реактивной мощности подключены соответственно ко второму и третьему входам преобразовател  9 координат, выход которого соединен с управл ющим входом преобразовате ,л  18 частоты, включенного во вторичную цепь асинхронизированной синхронной машины I.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал регулировани  реактивной мощности формируетс  в регул торе 15 на посто нном токе путем сравнени  сигнала задатчика 16 реактивной мощиости и сигнала обратной св зи по реактивной мощности, поступающего с датчика 17. Выходной сигнал регул тора .10 частоты вращени  фор мируетс  в виде суммы сигналов, пропорциональных сигналу рассогласовани  по углу, поступающему с блока И и сигналу скольжени , который равен разности сигнала датчика 7 частоты вращени  и посто нного сигнала, соответствующего синхронной частоте -вращени . Сигнал рассогласовани  йо углу формируетс  в блоке 11 путем нелинейного преобразовани  гармонических функций углового положени  ротора относительно синхронной системы координат. Последний сигнал образуетс  в формирователе 8 гармонических функцнй частоты скольжени  при совместной обработке сигналов датчиков 6 и 5 углового положени  ротора и частоты напр жени  сети соответственно. Сигнал регул тора 10 частоты вращен.и  после сложени  в сумматоре 12 с сигналом регул тора 13 токов вторичной цепи поступает совместно с сигналом регул тора 15 реактивной мощности в преобразователь 9 координат. Последний производит преобразование входных сигналов, сформированных на посто нном токе в синхронной системе координат, в роторную систему коорДннат с использованием сигналов гармонических функций угла между указанными системами координат, поступающих с формировател  8. Выходной сигнал преобразовател  9 координат поступает на управл ющие входы преобразовател  18 частоты.Регул тор 13 токов вторичной цепи формиpyet сигнал, соответствующий интегралу рассогласовани  величин; пропорциональных фазным токам, который складываетс  в сумматоре 12 с сигналом регул тора 10 частоты вращени . Изменение выходного сигнала регул тора 13 и суммарного сигнала канала регулироваии  частоты вращени  продолжаетс  до момента установлени  заданного соотношени  фазных токов вторичной цепи машины.

Требуемое соотношение токов фаз вторичной цепи учитываетс  тем, что сигналы фазных токов вторичной цепи сравниваютс  между собой с различными коэффициентам}/ пропорциональности, причем соотношение коэффициентов должно быть обратно пропорционально требуемому соотношению токов . Так, например, если требуетс  равномерное распределение токовпо фазам вторичной цепи, коэффициенты пропорциональностн дл  сигналов фазных токов должны

быть одинаковы. При использований «слабой поперечной обмотки коэффициент пропорциональности дл  основной обмотки должен быть равен нулю дл  того, чтобы канал регулировани  токов отрабатывал нулевое

значение тока «слабой поперечной обмотки в установившемс  режиме.

Блок 11 формировани  сигнала рассогласовани  по углу предстЕГВл ет собой нелинейный преобразователь, реализующий одну из обратных тригонометрических функций arcsin или arccos и позвол ющий преобразовать сигналы гармонических функцнй угла в сигнал, пропорциональный величине угла..

Регул тор 13 токов вторичной цепи может быть выполнен на основе интегросумматора , на входы которого поступают сигналы фазных токов вторичной цепи от датчика 14, причем один из сигналов должен быть инвертирован . Коэффициенты пропорциональности по входам устанавливаютс  в соответствии с требуемым распределением вторичных токов, как указано выше. Bыxoд foй сигнал интегросумматора пропорционален временному интегралу рассогласовани  токов и  вл етс  выходным сигналом регул тора 13.

В качестве датчика 7 частоты вращени  может быть использован тахогенератор посто ннои тока или функциональный преобразователь сигнала датчика 6 углового пог .ожени  ротора в сигнал посто нного тока,

пропорциональный частоте вращени .

Таким образом, данное устройство управлени  асинхронизированной синхронной машиной обеспечивает повышение точности поддержани  синхронной частоты вращени  благодар  введению регулировани  по углу, а такжезаданное распределение токов во вторичной обмотке, что выгодно отличает йредлагаеное устройство от известного, так как позвол ет исключить перегрузку вторичных силовых цепей в установившем  режиме и повышает надежность регулировани  и работы системы в целом.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 523501, кл. Н 02 Р 7/42, 1972. .

2.Авторское свидетельство СССР № 657558, кл. Н 02 Р 7/36, 1976.