Автоматический регулятор возбуждения для синхронной машины

 

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ДШ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, содержащий силовой блок с управляющим входом, датчик напряжения синхронной машины, блок изменения уставки, орган сравнения, имеющий три входа , сумматор, выход которого подключен к управляющему входу силового блока, а вход соединен с выходом органа сравнения, первый вход которбго подключен к выходу датчика напряжения , второй - к выходу блока изменения уставки, ограничитель перегруЗ ки, содержащий исполнительный орган с управляющим и измерительным входами и узел измерения с. двумя выходами, включающий в себя датчик ограничиваемого параметра, например тока ротора синхронной машины, выход которого является первым выходом узла измерения и соединен с входом формирователя импульсов , в состав которого входят одновибратор с двумя выходами, инте гратор с двумя входами, первый вход которого является входом формировате ля импульсов, блок начальной уставки , имекхций выход, соединенный с вторым входом интегратора, выход кото рого подклюл4ен к входу компаратора, оба выхода формирователя импульсов подключены к соответствующим входам реверсивного п-разрядного счетчика, у которого один вход предназначен для прямого, а второй - для обратного счета импульсов, выходы старших разрядов реверсивного счетчика подцпючены к входам схемы совпадения, выход которой, являющийся вторым . выходсж узла измерения, соединен с (Л управляющим входом исполнительного органа, включающему в себя усилитель с рассогласования, к входу которого, являюще1 ся измерительным входом исполнительного органа, подключен первый выход узла измерения, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения устойчивости и надежности в режиме ограничения перегрузки синхtsD ронной машины, исполнительный орган О ограничителя перегрузки содержит ;о ел дополнительный формирователь импульсов , функч4иональный блок управления реверсивным счетчиком, имвощий три 4 входа и два выхода, дополнительный реверсивный счетчик с двумя входами, цифроаналоговый преобразователь, регулирующий элемент, при этом выход усилителя рассогласования соединен с входом регулирующего элемента и дополнительного формирователя импульсов , два выхода последнего подключ:ены к первому и второму входам функционального блока управления ревер

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИС1 ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g g H 02 P 9/14 д

»

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ н лат cxcwv сви твъ стем

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3349742/24-07

<22) 02.11.81 (46) 30.05.83. Бюл. И 20 (72) В.М. Катунин, B ..Г . Любарский и А.С. Велепов (71) Производственное объединение .. "Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина и Всесоюзный научно-исследовательс" кий институт электроэнергетики (53) 62 1 316 .722(088.8) (56) 1. "Brown Boveri Review", М 9, 1978 и И 1, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР.

Ю 534009, кл. Н 02 Н 7/00, 1970.

3. Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах. Труды

ВЭИ, М,, "Энергия", 1977, И 89, 1980, с. 7. (9})(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКЙЙ РЕГУЛЯТОР

ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, содержащий силовой блок с управляющим входом, датчик напряжения синхронной машины, блок изменения уставки, орган сравнения, имеющий три входа, сумматор, выход которого подключен к управляющему входу силового блока, а вход соединен с выходом органа сравнения, первый вход которого подключен к выходу датчика напря. жения, второй - к . выходу блока изменения уставки, ограничитель neperpy3ки, содержащий исполнительный орган с управляющим и измерительным входами и узел измерения с. двумя выходами, включающий в себя датчик ограничиваемого параметра, например тока ротора синхронной машины, выход которого яв-. ляется первым выходом узла -измерения и соединен с входом формирователя импульсов, в состав которого входят.од„„90„„1020954 А новибратор с двумя выходами, интегратор с двумя входами, первый вход которого является входом формировате ля импульсов, блок начальной устав-ки, имеющий выход, соединенный с. вторым входом интегратора,. выход которого подключен к входу компаратора, оба выхода формирователя импульсов подключены к соответствующим входам реверсивного и-разрядного счетчика, у которого один вход предназначен для прямого, а второй - для -обратного счета, импульсов, выходы старших разрядов реверсивного счетчика подключены к входам схемы совпадения,. выход которой, являющийся вторым выходом узла измерения, соединен с управляющим входом исполнительного органа, включающему в себя усилитель рассогласования, к входу которого, являющемуся измерительным входом исполнительного органа, подключен первый выход узла измерения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности в режиме ограничения перегрузки синхронной машины, исполнительный орган ограничителя перегрузки содержит дополнительный формирователь импульсов, функциональный блок управления реверсивным счетчиком, имеощий три входа и два выхода, дополнительный реверсивный счетчик с двумя входами, цифроаналоговый преобразователь, регулирующий элемент, при этом выход усилителя рассогласования соединен с входом регулирующего элемента и дополнительного формирователя импульcos, два выхода последнего подключеwbl к первому и второму входам функционального блока управления ревер102 сивным счетчиком, третий вход которого является управляющим входом исполнительного органа, а оба выхода функционального блока соединены с соответствующими входами дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход последнего соединен с выходом регулирующего элемента и является выходом исполнительного органа ограничителя перегрузки и подключен к третьему входу органа сравнения.

2. Регулятор по и, 1, о т л ич а ю шийся тем, что в каждый формировател.ь импульсов дополнитель0954

A но введены ключевой элемент, имеющий выход, основной и два управляющих входа, дополнительный компаратор, имеющий вход, подключенный к выходу интегратора, выходной блок, имеющий два выхода, разделительные диоды, при этом выход и основной вход ключевого элемента соединены соответственно с выходом и вторым входом интегратора, оба управляющих входа ключевого элемента подключены к обоим выходам одновибратора, вход которого через разделительные диоды соединен с выходами обоих компараторов, выход интегратора подключен к входу выходного блока,оба выхода которого являются выходами формирователя импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах для автоматического управ" ления возбуждением синхронных машин.

Известен автоматический регулятор возбуждения, содержащий датчик напряжения, устройства задания уставки на. пряжения, орган сравнения иэмеренно" го напряжения с заданным значением, выход" которого включен на вход сумматора, устройство ограни ения заданного параметра, содержащее датчик ограничиваемого параметра (тока ротора или статора) и пороговое устройство, вход которого подключен к выходу датчика параметра, причем выход порогового устройства подключен к входу сумматора, а выход сумматора к управляющему входу силового блока . системы возбуждения.

В данном автоматическом регуляторе возбуждения 6беспечивается под-. держание напряжения на шинах синхронной машины с высокой точностью путем использования, основного. контура регулирования по отклонению напряжения синхронной машины от заданного значения. Кроме того, обеспечивается срав" нительно высокая надежность работы синхронной машины благодаря исключению перегрева обмотки ротора или статора . Это обеспечивается путем ограничения величины перегрузки по току ротора или статора 513.

Недостатки данного устройствасравнительно низкие устойчивость и надежность работы синхронной машины в режимах ограничения перегрузки.

5 Объясняется это тем, что напряжение. с выхода ограничителя, суммируется с выходным напряжением основного кана" ла регулирования по отклонению напряжения синхронной машины от заданного значения. В результате этого величи. на коэффициента регулирования ограничителя должна превышать величину коэффициента усиления основного канала регулирования. Это приводит к снижению запаса динамической устойчивости системы регулирования в режиме ограничения, что отрицательно сказывается на надежности работы синхрон ной машины. Кроме того, основной канал регулирования может выйти из линейной зоны или приблизиться к ее границам, что также приводит к снижению устойчивости синхронной ма-. шины. Следует также отметить, что

25 в данном устройстве действие ограни-. чителя продолжается до тех пор, пока не исчезнет причина перегрузки.

А это может -в отдельных случаях носить сравнительно длительный характер. В этом случае исключается воэможность повторных кратковременных форсировок. возбуждения, необходимых для повышения устойчивооти синхронной машины, например, при возникно3 10209 венин коротких замыканий в энергосистеме несмотря на то, что тепловое состояние машины допускает их. Это тоже приводит к снижению устойчивос" ти .и надежности работы синхронной машины в энергосистеме.

Известно -также устройство для ограничения перегрузки электрических машин по.току, входящее s состав автоматического регулятора возбуждения >g синхронной машины, кЬторое содержит датчик ограничиваемого параметра тока

° . ротора или статора синхронной машины, к выходу которого подключены через последовательно соединенные ограни- 1 читель по минимому и прерыватель пропорциональный исполнительный орган и через второй ограничитель .по минимому - измерительный орган, выход которого .связан а управляющим входом прерывателя, инвертор, вход которого соединен с выходом второго ограничителя по минимому, а выход - с управ. ляющим .входом прерывателя. Выход исполнительного органа соединен с выхо- д5 дом датчика напряжения автоматического регулятора возбуждения.

Данное устройство позволяет несколько повысить устойчивость и на-дежность работы синхронной машины;в зо энергосистеме путем разделения функ" ций измерительного и.исполнительного органов. Оно- псзволяет в режиме ограничения перегрузки осуществлять повторение форсйровки возбуждения синхронной машины, что позволит повысить устойчивость и надежность электрической машины в энергосистеме . в аварийНых режимах $2)..: Недостатком данного устройства является сравнительно низкая устойчивость синхронной машины при повторных форсировках.. Это вызвано тем, что при повторных форсировках структура системы регулирования изменяет- 4 .ся скачком.::Кроме того, измеритель" ный орган данного устройства, выполненньй на базе .интегратора, обладает сравнительно низкой точностью и не обеспечивает полного использования 50 перегрузочной способности синхронной

HBHIHHH

Наиболее близким техническим решением к.предлагаемому является автоматйческий регулятор возбуждения., синхронной мааины, содержащий сило - вой блок с управляющим входом, дат-. чик напряжения синхронной машины, 54 4 блок изменения уставки, орган сравнения, имеющий три входа, сумматор, выход которого подключен к управляющему входу силового блока, а вход соединен с выходом органа "сравнения, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения; второй - к выходу блока изменения,уставки, ограничитель перегрузки, содержащий исполнительный орган с управляющим .и измерительным входами и узел измерения с двумя выходами, включающий датчик ограничиваемого параметра, например тока ротора синхронной машины, выход которого является первым выходом узла измерения и соединен с входом формирователя импульсов. Формирователь импульсов содержит одйо" вибратор с двумя выходами, интегра- . тор с двумя входами, первый вход которого является входом формирователя импульсов, блок начальной уставки, -имеющий выход, соединенный с вторым входом интегратора, выход которого подключен к входу интегратора.

Оба выхода формирователя импульсов подключены к соответствующим двум входам реверсивного и-разрядного счетчика, у которого один вход пред- назначен для прямого, а второй - для обратного счета импульсов, выходыn-m старших разрядое реверсивного счетчика, где m-натуральное число, подключены к входам схемы совпадения.

Выход схемы совпадения, являющийся вторым выходом узла измерения, соединен с управляющим входом исполнительного органа, включающего усилитель рассогласования, к входу которого, являющемуся измерительным входом исполнительного органа, подключен первый выход узла измерения.

Данный автоматический регулятор возбуждения обеспечивает поддержание напряжения на шинах синхронной машины с заданной точностью. В этом устройстве значительно повышены устойчивость и надежность работы синхрон" ной машины по сравнению с известным устройствами. Это обеспечивается тем, что ограничение заданного параметра осуществляется воздействием ограни- . чителя на устройство задания уставки напряжения автоматического. регулятора возбуждения, что позволяет .исключить влияние сигнала ограничения на основной контур регулирования P3g.

Однако при вступлении в работу ограничителя изменение уставки напря1020954 жения осуществляется с постоянной и, как правило, малой (что определяется необходимостью нормального оперативного управления уровнем напряжения синхронной машин) скоростью.

Поэтому для ускорения снятия пере" грузки необходимо кратковременно включить в работу контур регулирования по отклонению ограничиваемого параметра. Тем самым на этот период создается препятствие для нормального функционирования основного канала регулирования по отклонению напряжения и снижается устойчивость и надежность работы синхронной маши- 15 ны.

Кроме того, воздействие ограничителя перегрузки непосредственно на уставку напряжения автоматического регулятора возбуждения требует введе- 20 ния в схему усложнений, связанных с необходимостью запоминания уставки напряжения регулятора в момент ввода в работу ограничителя с целью последующего автоматического возврата к 25 исходной уставке напряжения после исчезновения условий, вызвавших вступление в работу ограничителя перегрузки. Устройства запоминания уставки напряжения регулятора выполняются, как правило, на электромеханических элементах, обладающих сравнительно низкой надежностью, что также снижает надежность работы синхронной машины.

К тому же эти устройства неудобны в эксплуатацйи и инерционны, что приводит к уменьшению тока возбуждения синхронной машины при восстановлении напряжения в энергосистеме до момента восстановления исходной уставки 4О напряжения .

Цель изобретения - повышение устойчивости и надежности синхронной машины в режиме ограничения перегрузки путем исключения контура регулиро45 ва ния по ограничиваемому параметру, уменьшения провала в кривой тока возбуждения и снижения времени переходного процесса при восстановлении нормальных условий работы синхронной машины, Поставленная цель достигается тем, что в автоматический регулятор возбуждения для синхронной машины, содержащий силовой блок с управляющим входом, датчик напряжения синхронной машины, блок изменения уставки, орган сравнения, имеющий три входа, Ф сумматор, выход которого подключен к управляющему входу силового блока, а вход соединен с выходом органа срав-. нения, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения, второй - к выходу блока изменения уставки, ограничитель перегрузки, содержащий исполнительный орган с управляющим и измерительным входами и узел измерения с двумя выходами, включающий в себя датчик ограничиваемого параметра, например тока ротора синхронной машины, выход которого является первым выходом узла измереHvIR и соединен с входом формирователя импульсов, в состав которого входят одновибратор с двумя выходами, интегратор с двумя входами, первый вход которого является входом формирователя импульсов, блока начальной уставки, имеющий выход соединенный с вторым входом интегратора, выход которого подключен к входу компаратора, оба выхода формирователя импульсов подключены к двум соответствующим входам реверсивного и-разрядного счетчика, у которого один вход предназначен для прямого, а второйдля обратного счета импульсов, выходы старших разрядов реверсивного счетчика подключены к входам схемы совпадения, выход которой, являющийся вторым выходом узла измерения, соединен с управляющим входом исполнительного органа, включающего в себя усилитель рассогласования, к входу которого, являющемуся измерительным входом исполнительного органа, подключен первый выход узла измерения, введены дополнительный формирователь импульсов, функциональный блок управления реверсивным счетчиком, имеющий три входа и два выхода, дополнительный реверсивный счетчик с двумя входами, цифроаналоговый преобразователь, регулирующий элемент.

При этом выход усилителя рассогласования соединен с входами регулирую" щего элемента и дополнительного формирователя импульсов, два выхода последнего подключены к первому и второму входам функционального блока управления реверсивным счетчиком, третий вход которого является управляющим входом исполнительного органа .

Оба выхода :функционального блока управления реверсивным счетчиком соединены с соответствующими входами до"

7 1020954 8 полнительного реверсивного счетчика. ган 21 с управляющим и измерительным

Выходы дополнительного реверсивного входами 22, 23. счетчика подключены к соответствующим Узел 18 измерения содержит датвходам цифроаналогового преобразова- чик 24 ограничиваемого параметра тотеля, выход которого соединен с выхо- S ка ротора или статора синхронной мадом регулирующего элемента и являет- . шины, выход которого соединен с вхося выходом исполнительного органа or- дом формирователя 25 импульсов и, раничителя перегрузки и подключен к являясь вторым выходом 20 схемы 18 третьему входу органа сравнения. измерения, соединен с измерительныи

Кроме того, в каждый формирователь 10 входом *23 исполнительного органа иипульсов дополнительно введены клю- 21, формирователь 25 импульсов имечевой элемент, имеющий выход, основ- ет два выхода 26 и 27, которые подной и два управляющих входа, допол- ключены соответственно к.двум вхонительный компаратор, имеющий вход, даи 28 и 29 реверсивного восьмиразподключенный к выходу интегратора, ts рядного счетчика 30. Выходы 31 38 выходной блок, имеющий два выхода, с каждого разряда реверсивного счетразделительные диоды, выход и основ- чика 30 подключены к соответствующим ной вход ключевого элемента соедине- входам 39-46 схемы 47 совпадения, ны соответственно с выходом и вторым выход которой является первым выхо.входом интегратора. цба управляющих 2О дом 19 узла 18 изиерения и соединен входа ключевого элемента подключены с управляющим входом 22 исполнительк обоим выходам одновибратора, вход ного органа 21. которого через разделительные диоды Исполнительный орган 21 включает соединен с выходами обоих компарато- усилитель 48 рассогласования, выполров. Выход интегратора подключен к 25 ненный на операционном усилителе 49, входу выходного блока, оба выхода на входе которого включены масштабкоторого являются выходаии формирова- ные резисторы 50 и 51, а в цепи обтеля импульсов. ратной связи - резистор 52. Вход усилителя 48 рассогласования является

ЗО измерительным входом исполнительного атического регулятора возбуждеоргана 2 1, при этом выход усилителя

48 рассогласования подключен к вхоционального блока управления ре дам регулирующего элемента 53 и дополнительного формирователя 54 иидву выходами 55 м 56, которые подключены к первому и второляющии входом, который соединен с МУ вхоДаи 57 и 58 фУнкЦионального ока 59 управления версивн м с тполнен на операционном усилителе 3 на входе которого включен масштаб и 40 ляется управляющим входом 22 испол нительного органа 21. Первый и втози - резистор 5. Вход суммато а 2 рой выходы 61 и 62 подключены соотетственно к первому и второиу вхо7 9 Орган 6 даи 63 и 64 д олни ельно -о реверсивсравнения выполнен на операционном усилителе 10, на входе которого включены иасштабные резисторы 11-13, Выходы 66-71 с каждого разряда счетчика 65 подключены к соответсти ратной связи - резистор

14 П . „ 6 sóþÙèì ВхОдам 72-77 цифрОаналОгОвОгО под ючен к выходу датчика 15 нап я- 50 пРеобРазователЯ 78.. Выход цифРоаналогового преобразователя 78 соединен с выходом регулирующего элемента 53 дом бл 16 и я " т"" оДновременно ЯвлЯетсЯ выхоДом истий вход 9 органа 6 сравнения полнительного оРгана 21, а также ог" нен с выходом ограничителя 17 пере- раничителя 17 перегрузки и соединен, . с третьим входои 9 органа 6 сравнения. содержит узел 18 измерения с двумя Каждый формирователь 25, 54 имвыходами 19, 20 и исполнительный ор- пульсов содержит два компаратора 79

1020954

9 и 80, выполненные соответственно на операционных усилителях 81, 82, на входах которых включены масштабные резисторы 83-86 . Входы обоих компараторов 79 и .80 подключены к выходу интегратора 87. Интегратор 87 выполнен на операционном усилителе 88, на входе которого включен масштабный резистор 89, а в цепи обратной связи - конденсатор 90. Первый вход 91 Io интегратора 87 является входом формирователя .25 импульсов . Второй вход

92 интегратора 87 подключен. к выходу блока 93 начальной уставки, содержащего регулирующий и согласующий резисторы 94 и 95. Выходы компараторов

79, 80 подключены через разделитель- ные диоды 96, 97 к входу одновибратора 98 с двумя выходами 99 и 100, которые подключены к соответствующим 2О двум управляющим входам 101 и 102 ключевого элемента 103, Ключевой элемент I03 содержит коммутирующие транзисторы 104 и l05, раз- вязывающие диоды 106 и 107. Основной вход 108 и выход .ключевого элемента l03 соединен соответственно с вторым входом 92 и выходом интегратора 87, который соединен также с входом выходного блока 109 с двумя,выхо- 3р дами 110 и 111. Выходы 110 и 111 вы" ходного "блока 109 являются выходами

26 и 27 формирователя 25 импульсов и подключены соответственно к входам

28, 29 реверсивного восьмиразрядного счетчика 30.

3S

Функциональный блок 59 управления реверсивным счетчиком 65 (фиг. 2) включает в себя входные инверторы

1 1 2- 1 1 4, входы которых являются соответственно входами 60, 57 и 58 указанного функционального блока 59 управления реверсивного счетчика. Выходы входных инверторов 112 и 113 подключены к входам 115 и 116 логическога элемента 2И-НЕ 117, выход

45 последнего через промежуточный инвертор 118 подключен к входу 119 логического элемента 2И-HF-120. Выход входного инвертора 114 подключен к входу 121 логического элемен-. та 2И-НЕ 122, выход последнего подключен к входу 123 логического элемента 2И-НЕ 120, а также к входу . выходного инвертора 124. Выход логи" ческого элемента 2И"НЕ.120 подключен к входу 125 логического элемента

2И-НЕ 122, а также к входу выходного инвертора 126.

Выходы выходных инверторов 126 и 124. являются соответст венно выходами 61 и 62 функционального блока

59 управления реверсивным счетчиком.

Устройство работает следующим образом.

В номинальном режиме работы синхронной машины напряжение, пропорциональное току ротора ипи статора синх ронной машины в зависимости от того, какой из них больше, с выхода датчи" ка 24 ограничиваемого параметра поступает на первый вход 91 интегратора 87, где оно сравнивается с напряжением уставки, снимаемым с выхода блока 93 начальной уставки.. В этом режиме напряжение с выхода дат чика

24 не превышает напряжения,. снимаемого с выхода блока 93 начальной уставки. В результате, на выходе интегратора 87 происходит линейный рост положительного напряжения. При достижении этим напряжением величины напряжения уставки (U0) nepsoro компаратора 79 на его выходе появляется отрицательное напряжение, запускающее одновибратор 98. Под действием импульса положительного напряжения, поступающего с второго выхода 100 одновибратора 98 на второй управляющий вход 102 ключевого элемента 103, открывается транзистор 104 и разряжает интегрирующий конденсатор 90 интегратора 87. После этого весь описанный . процесс повторяется.

Таким образом, на выходе интегратора 87 имеют место положительные пилообразные импульсы напряжения, под действием которых на втором выходе l11 выходного блока I09 (выходе 27 формирователя 25 импульсов) появляется последовательность импульcos, поступающая на второй вход 29 реверсивного восьмиразрядного счетчика 30, вызывая его разряд. На выходе схемы 47 совпадения формируется сигнал, поступающий на третий вход 60 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком, запрещающий прохождение импульсов с выхода 55 дополнительного шестиразрядного реверсивного счетчика 65, который остается в исходном состоянии. При этом напряжение на выходе цифроана-. логового преобразователя 78 (выходе ограничителя 17) равно нулю и оно не влияет на орган 6 сравнения. С выхода дат" чика 15 напряжение, пропорциональное напряжению синхронной машины, постуФ

1l -1020954 12 пает на первый вход 7 органа 6 сравнения, где оно сравнивается с напряжением, поступающим с выхода блока

1Ü изменения уставки на второй вход

8 органа 6 сравнения. С выхода органа 6 сравнения напряжение, пропорциональное отклонению напряжения синхронной машины от заданного значения, поступает на вход сумматора

2, с выхода которого напряжение поступает на управляющий вход силового блока 2 системы возбуждения, поддерживая напряжение синхронной машины на заданном уровне.

При наличии перегрузки по току ротора или статора синхронной машины напряжение с выхода. датчика 24 ограничиваемого параметра, пропорциональное току ротора или статора, в зависимости от того, какой из них больше, превышает напряжение, снимаемое с выхода блока 93 начальной уставки . В результате, на выходе интегратора 87 появляется линейно нарастающее отрйцательное напряжение, величина которого пропорциональна интегралу по времени от отклонения тока ротора статора) синхронной маш)+ны от величины, задаваемой блоком 93 начальной уставки. При превышении выходным напряжением интегратора 87 величины напряжения уставки (1)ю) второго компаратора 80 íà его выходе появляется .отрицательное напряжение, под дейст;вием которого запускается в работу удновибратор 98. Под действием им.:пульса отрицательного напряжения,, поступающего с первого выхода 99 од новибратора 98 на первый управляющий вход 101 ключевого элемента 103, открывается транзистор 105 и разряжает интегрирующий конденсатор 90 интегратора 87, устанавливая выходное напряжение последнего равным нулю. После окончания действия импульса с выхода одновибратора 98 повторяется процесс йнтегрирования с последующим

et-o прекращением аналогично описанному. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение с выхода датчика 24 ограничиваемого йараметра превышает напряжение с выхода блока

93 начальной уставки. Отрицательные пилообразные импульсы с,выхода интегратора 87 поступают на вход выходного блока 109. В результате, на пер" вом "выходе ИО выходного блока 109 (выходе 26 формирователя .:25 импульсов) появляются управляющие импулвсы, которые поступают на первый вход

28 реверсивного восьмираэрядного счетчика 30, обеспечивающего счет импульсов в прямом направлении.

При заполнении счетчика 30, что соответствует нагреву синхронной ма" шины до предельно допустимой темпе-, ратуры, íà его выходах 31-38 формируются положительные импульсы напря10 жения, поступающие на входы .39-46 схемы 47 совпадения ° . Это приводит к появлению сигнала на выхбде схемы

47 совпадения (выходе 19 узла 18 измерения), поступающего на управляющий вход 22 исполнительного -органа

21. Этот сигнал, поступал на третий вход 60 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком, разрешает прохождение импульсов с выхо15

2О да дополнительного формирователя 54 импульсов. Формирование указанных импульсов осуществляется аналогично описанному при наличии перегрузки по току ротора (статора) синхронной машины, т.е. при наличии сигнала на выходе усилителя 48 рассогласования, который появляется при превышении напряжения с выхода датчика 2О ограничиваемого параметра напряжения: уставки (U < ) усилителя 48 рассогласова30 ния. Импульсы с первого выхода 55 дополнительного формирователя 54 им- пульсов поступают на второй вход 57

35 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком, с первого выхода 61 которого импульсы поступают на первый вход 63 дополнительного шестиряэрядного реверсивного счетчи40 ка 65, в котором осуществляется прямой счет. импульсов. Скорость счета определяется частотой следования импульсов с выхода 55 дополнительного

Формирователя 54 импульсов, которая определяется величиной перегрузки

45 по току ротора (статора) синхронной машины. С выходов 66-71 разрядов дополнительного реверсивного счетчика .,65 импульсы напряжения поступают на соответствующие входы 72-77 цифро аналогового преобразователя 78, в котором осуществляется преобразовайие числа, соответствующего :.количеству импульсов, в аналоговый сигнал, который с выхода цифроаналогового преоб55.разователя 78, выхода ограничителя перегрузки 17 поступает на третий вход 9 органа 6 сравнения, что эквивалентно уставке напряжения автома1020954

55

13 тического регулятора возбуждения.

Это вызывает уменьшение тока возбуждения синхронной машины. По мере этого уменьшения .уменьшается и величина напряжения на выходе датчика

24 ограничиваемого параметра, Это приводит. к уменьшению частоты следования импульсов на выходе 55 дополнительного формирователя 54 импульсов. В результате, напряжение на. вы- 1О ходе цифроаналогового преобразователя 78 и, следовательно, ток возбужде" ния синхронной машины уменьшаются с меньшей скоростью, исключая возможность перерегулирования. 15

При достижении током ротора (статора) синхронной машины номинального значения на выходе усилителя 48 рассогласования устанавливается напряжение равное нулю, что приводит к исчезновению импульсов напряжения на первом выходе 55 дополнительного формирователя 54 импульсов. При этом уставка напряжения автоматического регулятора возбуждения сохраняется той же, которая была до вступления в работу ограничителя 17 перегрузки и определяется блоком 16 изменения уставки.

Напряжение на выходе датчика 24 ограничиваемого параметра оказывает" ся меньшим, чем выходное напряжение блока 93 начальной уставки, что приводит, как описывалось выше, с появлением положительного пилообразного напряжения на выходе интегратора

87 к последовательности импульсов на втором выходе 1 11 выходного блока

109 и счету этих импульсов реверсивным счетчиком 30 в обратном направ40 лении, что моделирует остывание синхронной машины.

При снятии перегрузки синхронной . машины ток возбуждения последней уменьшается, напряжение на выходе датчика 24 ограничиваемого парамет- 45 ра снижается, это приводит к сиене знака напряжения на выходе усилителя 48 рассогласования. Под действием этого напряжения регулирующий элемент 53 шунтирует выход цифрового преобразователя 78, препятствуя снижению тока возбуждения ниже величины, определяемой блоком 16 изменения уставки. Кроме того, на втором выходе 56 дополнительно формирователя

54 импульсов появляется пилообразное . положительное .напряжение, вызывающее появление последовательности импуль14 сов на втором выходе 62 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком. Это приводит к обратному. счету дополнительного реверсивного счетчика 65 и уменьшению выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 78, что эквивалентна возвращению уставки напряжения автоматического регулятора возбуждения в состояние, предшествующее перегрузке. При этом под действием последовательности импульсов на втором выходе 62 функционального блока 59. управления реверсивным счетчиком поступающие на второй вход 64 реверсивного счетчика 65 два младших разряда его устанавливаются в единичное состояние.

Это эквивалентно снижению разрядности дополнительного реверсивного счет" чика 65 на два и увеличению скорости обратного счета в 4 раза по сравнеwe с прямым счетом. функциональный блок 59 управления реверсивным счетчиком в зависимости от имеющейся элементной базы может иметь различное выполнение, например такое, которое представлено на фиг. 2.

Функциональный блок 59 управления реверсивным счетчиком работает следующим образом.

В номинальном режиме работы синхронной машины на выходе 19 схемы 18 измерения формируется сигнал логической "1", поступающий на вход 60 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком. При этом на выходе входного инвертора 112 форми» руется сигнал логического "О", под действием которого на выходе логического элемента 2И-HE 117 имеет место сигнал логической "1". На выходе промежуточного инвертора 118 формируется сигнал логического "О", под действием которого на выходе логического элемента 2И-НЕ 120 присутствует сигнал логической "1".

Под действием этого сигнала, поступающего на вход выходного инвертора

126, на выходе последнего, являющегося выходом 61 функционального блока 59:управления реверсивным счетчи ком, формируется: сигнал логического

"О", который исключает счет импульсов в прямом направлении дополнительным шестираэрядным реверсивным счетчиком 65. Сигналы логического "0" с выхода 55 дополнительного формирователя 25 импульсов, поступающие на вход 57 функционального блока 59

1020 управления реверсивным счетчиком через входной инвертор 11) на вход

116 логического элемента 2И-HE l l7, не исключают наличие сигнала логичес" кой "1" на выходе последнего.

Таким образом, на. выходе 61 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком по"прежнему будет иметь место сигнал логического "0" и счет импульсов реверсивным счетчи- 10 ком 65 в прямом направлении происхо-. дить не будет..

На входе 58 функционального блока

59 управления.реверсйвным счетчиком имеет место сигнал. логической "1", 15 поступающий с выхода 56 дополнительного -Формйрователя 54 импульсов. При этом на выходе входного инвертора

114 формируется сигнал логического

"0".; под действием которого на вйхо- з1 де логического элемента 2И-НЕ 112 имеет место сигнал логической "1", а на выходе 62 логической схемы 59сигнал логического- "0"..8 результате, счета импульсов реверсивным счетчи- 25 ком 65 в..обратном направлении происходить не будет,.

При наличии перегрузки по току ротора или статора синхронной машины на выходе 19 схемы 18 измерения формируется сигнал логического "0", поступающий на вход 60 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком: Прй этом на выходе входного инвертора 112 формируется сигнал З5 логической:"1", поступающий на вход .115 логического элемента 2И-НЕ 117.

В результате, на входе логического . элемента 2И-НЕ 117 будут формироваться сигналы логическога ."0", соответ- 40 ствующие,. сигналам логического "0", поступающим на вход 57.функциональ-. ного блока 59 управления реверсивным счетчиком с выхода 55 дополнительного формирователя 54 импульсов. Сигна-45 лы логического "0" с выхода логического элемента 2И-HE 117 поступают че:,рез промежуточный инвертор 118 на

-вход 119 логического элемента 2И-HE

120, на вход 123 которого, поступает 50 сигнал логической "1". При этом на .выходе логического-элемента 2И-НЕ

120 формируются сигналы логического

"..0", которые проходят через выходной инвертор 126, преобразуются в сигна- 55 лы логйческой "1" и поступают на выход 61 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком.. Под

54 -l6 действием этих сигналов осуществляет" ся счет импульсов в прямом направлении реверсивным счетчиком 65

При достижении током ротора ста-. тора синхронной машины номинального значения на входе 57 исчезают сигналы логического "0", что приводит к отсутствию сигналов логического "0" на выходе логического элемента l17 и сигналов логической н1" на выходе

61 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком 65.

При этом счет. импульсов в прямом направлении реверсивным счетчиком 65 прекращается.

При снятии перегрузки синхронной машины на вход 58 функционального блока 59 управления. реверсивным счет" чиком поступают сигналы логического

"0",с выхода 56 дополнительного формирователя 54 импульсов. При этом на выходе входного инвертора 114 формируются сигналы логической "1", поступающие на вход 121 логического эле- ", мента 2И-НЕ 122, на вход 125 которого поступает сигнал логической "1".

Сигналы логического "0", проходящие через выходной инвертор 124, преобразуются в сигналы логической "1" и поступают на выход 62 функционального блока 59 управления реверсивным счетчиком. Под действием этих сигналовосуществляется счет импульсов в об-. ратйом направлении реверсивным счетчиком 65.

При снятии сигналов логического 0 с входа 58 функционального блока

59 управления реверсивным счетчиком на его выходе 62 исчезают сигналы логической "1" и счет импульсов в обратном направлении реверсивным счетчиком 65 прекращается.

Введение в исполнительный орган ограничителя перегрузки дополнительного формирователя импульсов и дополнительного реверсивного счетчика с цифроаналоговым йреобразователем позволяет изменять выходное напряжение исполнительного органа, что эквивалентно в данном случае изменению уставки напряжения синхронной машины со скоростью, пропорциональной величине перегрузки .генератора. В результате этого возможно исключить введение в работу контура регулирования по ограничиваемому параметру, что позволяет повысить устойчивость работы синхронной машины.; Кроме того, это

20

17 10209 поз воляет и сключит ь сложное, неудобное в эксплуатации электромеханическое устройство запоминания уставки напряжения синхронной машины, так .,как при восстановлении нормальных ус5 ловий работы синхронной машины выходное напряжение исполнительного органа равно нулю и не воздействует на уставку напряжения синхронной машины, которая сохраняется той же, что и до вступления ограничителя перегрузки в работу . В результате этого, повышаются технологичность и надежность работы предлагаемого устройства .

В ведение ре гули рующе го элемента позволяет значительно уменьшить провал в кривой тока возбуждения при восстановлении нормальных условий работы синхронной машины, что повы54 18 шает статическую и динамическую устойчивость последней.

Выполнение дополнительного реверсивного счетчика с переменным количеством разрядов при прямом и обрат.ном счете импульсов позволяет снизить время переходного процесса при восстановлении нормальных условий работы синхронной машины, что повышает устойчивость работы последней.

Введение дополнительного компаратора, ключевого элемента выходного блока и разделительных диодов в состав формирователя импульсов позволяет при изменении времени остывания синхронной машины учитывать вновь установившийся режим синхроннной машины, что приводит к более полному исполь.зованию синхронной машины по нагреву и повышению ее надежности.

ВНИИПИ Заказ 3913/48 Тираж 687 Подписное

Ю филиал ППП "Патент", г..Ужгород, ул. Проектная, 4.