Регулятор возбуждения для синхронных машин

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию возбуядения синхронных машин, работающих в двигательном и генераторном режимах. Цель изобретения - повьшение качества регулирования. Регулятор содержит входы 1,2,3,19,30, согласующие устройства 4,5,6,7, измерительные преобразователи 8,9,10,11, дифференцирующее устройство 12, масштабные элементы 13, 14, 15, 16, сумматоры 17, 20, 29, блок выбора большего напряжения 18, вентили 21, 22, 23, ключевые элементы 24, 25, 26, интегратор 27, усилитель 28, исполнительный блок 31, выход 32. Положительный эффект достигается за счет введения элементов 21-26 и новых связей.1 ил. Ш N9 vl 00 00 31 32

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

А1 др 4 С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773536/24-24 (22) 18.07.84 (46) 23.12 86. Бюл. Ф 47 (71) Институт электродинамики ,АН УССР (72) Ю.Н. Лысиков (53) 62-50 (088.8) (56) Ануреев Ю.П. Разработка и исследование, полупроводниковых автоматических регуляторов возбуждения синхронных машин: Автореф. дис, на соиск. учен. степени канд, техн. наук. — Киев, 1972.

Ануреев Ю.П., Сандулевский В.P.

Многофункциональный автоматический регулятор с оперативными органами управления для бесщеточных систем возбуждения синхронных двигателей и генераторов. — В кн.: Автоматизация и релейная защита электрических систем. — Киев1 Наукова думка, 1977, с. 21-27. (54) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию возбулдения синхронных машин, работающих в двигательном и генераторном режимах.

Цель изобретения — повышение качества регулирования. Регулятор сод ржит входы i 2,3,19,30, согласующие устройства 4,5,6,7, измерительные преобразователи 8,9,10,11, дифференцирующее устройство 12, масштабные элементы 13, 14, 1$, 16, сумматоры 17, 20, 29, блок выбора большего напряжения 18, вентили 21, 22, 23, ключевые элементы 24, 25, 26, интег- э

C ратор 27, усилитель 28, исполнительный блок 31, выход 32. Положительный эффект достигается за счет введения (-» элементов 21 26 и новых связей.1 ил.

1278807

Изобретение относится к области автоматического управления и регу.пирования, предназначено преимущественно для автоматического регулирования возбуждения синхронных машин 5 малой и средней мощности, работающих в двигательном и генераторном режимах, и может быть использовано для стабилизации скорости электроприводов и других устройств автоматизации энергетики.

Целью изобретения является повышение качества регулирования.

На чертеже представлена блок-схе. ма предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит первый 1,второй 2 и третий 3 входы, на которые поступают соответственно напряже— ние синхронной машины (СМ), ток статора и ротора, первое 4, второе

5, третье 6 и четвертое 7 согласующие устройства (элементы), первый

8, второй 9, третий 10 и четвертый

1i измерительные преобразователи (иэ25 мерители)„ дифференцирующее устройство 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 масштабные элементы, первый сумматор 17,блок 18 выбора большего напряжения, четвертый вход 19, подключаемый к источнику опорного напряжения, второй сумматор 20, первый 21, второй 22 и третий 23 вентили, первый 24, второй ,25 и третий 26 ключевые элементы, интегратор 27, усилитель 28,третий 35 сумматор 29, пятый вход 30, подключаемый к источнику опорного напряжения, исполнительный блок 31 и выход

32 регулятора.

Регулятор работает следующим образом.

Напряжение синхронной машины поступает через вход 1 регулятора на первый вход согласующего .элемента и вход согласующего элемента 5. Напряжение, пропорциональное току статора СМ, поступает через вход 2 регулятора на второй вход согласующего элемента 4 и вход согласующего элемента 6. Переменное "апряжение, 5О пропорциональное току ротора, формируемое индукторным датчиком тока ротора бесщеточной системы возбуждения, поступает через вход 3 регулятора на вход согласующегс элемента 55

7. Через первый вход согласующего элемента 4 осуществляется формирование требуемой фазы синхрониэирующе-. го напряжения при помощи согласующего трансформатора напряжения и RCфазовращателя. Это напряжение поступает на синхронизирующий вход измерительного преобразователя 8 реактивнои составляющей тока статора. Через второй вход согласующего элемента 4 при помощи согласующего трансформатора тока и настраиваемых делителей напряжения на подстроечных резисторах осуществляется согласование измеряемого тока со слаботочными входами измерителя 8. Через вход согласующего элемента 5 при помощи согласующего трансформатора напряжения и настраиваемого делителя напряжения на подстроечном резисторе осуществляется согласование perтлируемого напряжения со слаботочными входами измерителя 9. При помощи согласующего трансформатора тока и делителя напряжения на подстроечном резисторе согласующего элемента 6 обеспечивается согласование измеряемого тока со слаботочными входами измерителя 10. Согласующим элементом 7 при помощи операционного усилителя и делителя на" пряжения на подстроечном резисторе и других элементов осуществляется согласование входнь;х цепей измерителя 11 тока ротора с высокоомной выходной цепью индукторного датчика тока ротора бесщетсчной системы возбуждения.

В регуляторе используется один тип интегрирующих измерительных преобразователей, имеющих два входа— синхронизирующий и измеряющий. На выходе таких измерителей формируется постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению измеряемого параметра за каждую его половину периода.

Выходное напряжение измерителя 8 через масштабный элемент 13 поступает на первый вход сумматора 17.

Выходное напряжение измерителя 9 поступает через масштабный элемент 14 (в соответствующей пропорциональности) на второй вход сумматора 17.Выходное напряжение этого сумматора поступает на первый вход блока 18 выбора большего напряжения. На второй и третий входы блока 18 через масштабные элементы 15 и 16 поступают выходные напряжения соответственно измерителей 10 и 11.

1278807

Блок 18 собран на операционных усилителях и полупроводниковых вентилях. Причем вентили включены в цепь отрицательной обратной связи этих усилителей. Аноды всех, вентилей сое- 5 динены с инвертирующими входами операционных усилителей, которые образуют первый выход блока 18. Этот выход подключен к первому входу сумматора 20. Неинвертирующие входы операционных усилителей являются соответственнс первым, вторым и третьим входами блока 18. Выходы операционных усилителей являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока 18, которые через вентили 21-23 электрически связаны соответственно с вторыми управляющими входами ключевых элементов 2426. Выход первого источника опорного о напряжения положительной полярности подключен к второму входу 19 сумматора 20. Выход этого сумматора подключен к первым коммутирующим входам ключевых элементов 24-26 и одному из входов сумматора 29. Первые коммутирующие выходы ключевых элементов подключены соответственно к первым, вторым и третьим входам интегратора 27 и усилителя 28. 30

Интегратор и усилитель выполнены на операционных усилителях. Причем их коэффициенты передачи по первым, вторым и третьим входам выбираются самостоятельными подстроечными резисторами. Выходы интегратора и усилителя подключены к соответствующим входам сумматора 29.

На вход дифференцирующего устройства 12 поступает выходное на- 4б пряжение измерителя 9. Выход этого устройства подключен к второму коммутирующему входу первого ключевого элемента, а его второй коммутирующий выход подключен к одному из 45 входов сумматора 29. На один из входов последнего также подается напряжение, задающее напряжение холостого хода от второго источника опорного напряжения. Выход сумматора 29 подключен на вход исполнительного блока 31, выход которого подсоединен к выходу регулятора.

В состав исполнительного блока входят однофазный преобразователь .постоянного напряжения на четырех тиристорах, формирователи импульсов напряжения управления этими тиристорами и другие формирующие устройства, которыми осуществляется ограничение максимальной и минимальной фаэ управляющих импульсов напряжения тиристорами.

Сумматоры 17, 20 и 29, формирователи и другие элементы регулятора выполнены на операционных усилителях, транзисторах и других полупроводниковых элементах.

В нормальном режиме работы синхронной машины (режим стабилизации напряжения по заданному закону) на втором выходе блока 18 формируется напряжение отрицательной полярности, а на третьем и четвертом выходах— положительной полярности. В результате вентили 22 и 23 закрыты, а вентиль 21 открыт. При таком состоянии выходных напряжений блока t8 соответствующие коммутирующие входы и выходы ключевого элемента 24 замкнуты, а ключевых элементов 25 и 26 разомкнуты. Благодаря такому состоянию ключевого элемента 24 выходные напряжения дифференцирующего устройства 12 и второго сумматора 20 поступают соответственно на один из входов третьего сумматора 29 и на первые входы интегратора 27 и усилителя 28. По этим входам интегратора и усилителя они имеют такие коэффициенты передачи, которыми формируются требуемые показатели качества регу-. лирования напряжения по заданному закону.. Причем закон регулирования в зависимости от величины реактивного тока статора задается масштабным элементом 13.

В режимах перегрузки либо по току статора, либо по току ротора на третьем или четвертом выходах блока

18 формируется напряжение отрицательной полярности, а на втором и соответственно четвертом или третьем выходах — положительной полярности. В результате коммутирующие входы и выходы ключевых элементов

24 разомкнуты, а элементов 25 и 26 замкнуты. Поэтому выходное напряжение второго сумматора 20 поступает через ключевые элементы 25 или 26 только на вторые или третьи входы интегратора 27 и усилителя 28. В этих режимах дифференцирующее устройство 12 и канал регулирования напряжения отключены. Причем для формирования требуемых показателей ка1278807

Формула из обретения

Составитель В. Кузин

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Ходаннч Корректор А, Сбручар

Заказ á835/45

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 чества регулирования либо тока ротора, либо тока статора по вторым и третьим входам интегратора 27 и усилителя 28 они имеют свои самостоятельные коэффициенты передачи.

Предлагаемый регулятор позволяет повысить показатели качества регулирования предусмотренных параметров синхронной машины.

Регулятор возбуждения дпя синхронных машин, содержащий последовательно соединенные первое согласующее устройство, первый измерительный преобразователь, первый масштабный элемент, первый сумматор, блок выбора большего напряжения и второй сум- щ матор, подключенный вторым входом к выходу первого источника опорного напряжения, последовательно соединенные второе согласующее устройство, второй измерительный преобразо- 25 ватель и второй масштабный элемент, подключенный выходом к второму входу первого сумматора, последовательно соединенные третье согласующее устройство, третий измерительный преоб-разователь и третий масштабный элемент, подключенный выходом к второму входу блока выбора большего напряжения, последовательно соединенные чет вертое согласующее устройство,четвертый измерительный преобразователь и четвертый масштабный элемент, подключенный выходом к третьему входу блока выбора большего напряжения,последовательно соединенные интегратор и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а третий вход — к выходу второго источника опорного напряжения, выход третьего сумматора через исполнительный блок подклкчен к выходу регулятора, выход второго измерительного преобразователя подключен к входу дифференцирующего устройства, первый вход регулятора соединен с первым входом первого согласующего устройства и вторым входом второго согласующего устройства, второй вход регулятора — с вторым входом первого согласующего устройства и входом третьего согласующего устройства, а третий вход регулятора— с входом четвертого согласующего устройства, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества регулирования, он содержит последовательно соединенные первый вентиль и первый ключевой элемент, последовательно соединенные второй вентиль и второй ключевой элемент, последовательно соединенные третий вентиль и третий ключевой элемент, входы первого, второго и третьего вентилей подсоединены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам блока выбора большего напряжения, выход второго сумматора соединен с четвертым входом третьего сумматора и вторыми входами первого, второго и третьего ключевых элемен тов, первые выходы которых соеди- нены соответственно с первыми,вторыми и третьими входами усилителя и интегратора, первый вход первого ключевого элемента соединен с выходом дифференцирующего устройства, а второй выход — с пятым входом третьего сумматора.