Устройство для ресинхронизации синхронной электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является /Две повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ресинхронизации синхронной электрической машшш датчики 6 и 7 напряжения возбуждения снабжены конденсаторами 11 и 14 соответственно и введены логические элементы ИЛИ 30, логические элементы НЕ 20, 23 и 29, логический элемент ИЛИ 30 и RS-триггер 27. В результате-датчики 6 и 7 контролируют мгновенные значения напряжения на обмотке возбуждения, что не требует формирования управляющих напряжений на тиристорный возбудитель 1 в момент перехода напряжения возбуждения,через нуль. 2 ил. о

ÄÄSUÄÄ 1429263 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 P 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р-В (21) 4029433/24-07 (22) 27.02.86 (46) 07.10.88. Яюл. Р 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) Н.В.Даки (53) 62-83:62).316.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1119148 ° кл. Н 02 P 1/50, 1983, Авторское свидетельство СССР

У 1387152, кл. Н 02 P 1/50, 1985.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕСИНХРОНИЗАЦИИ синхРонной электРической ни1ины (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повыиение быстродействия. Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для ресинхронизации синхронной электрической манины датчики 6 и 7 напряжения возбуждения снабжены конденсаторами 11 и 14 соответственно и введены логические элементы ИЛИ 30, логические элементы НЕ 20, 23 и 29 логический элемент ИЛИ 30 и RS-триггер 27. B результате" датчики б и 7 контролируют мгновенные значения напряжения на обмотке возбуждения, что не требует формирования управляицих напряжений на тиристорный возбудитель 1 в момент перехода напряжения

Я возбуждения, через нуль. 2 ил, 1429263

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам уп1 авления возбуждения синхронных электрических мащин.

Цель изобретения — повыщение быстродействия при ресинхронизации.

На фиг.l приведена принципиальная

Схема устройства для ресинхронизации электрической малины; на фиг.2 - вре- lp менные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит тиристорный возбудитель 1, подключенный к обмотКе 2 возбуждения синхронной манины 3 15

Через встречно включенный тиристорЙый ключ 4 и пусковой резистор 5. К выводам тиристорного возбудителя 1 г1одключены входы датчиков 6 и 7 нап" ряжения ротора. Датчик 7 составлен

Из последовательно соединенных стабиг1итронов 8 и 9, резистора 10 и конденсатора 11. Датчик 6 составлен из

Последовательно соединенных стабилитронов 12, резистора 13 и конденсатора 25

14. Свободные выводы конденсаторов

11 и 14 образуют входы датчиков 6 и

7 соответственно. Выход первого датчика 6 напряжения ротора подключен к входу первого формирователя 15 импульсов, а выход датчика 7 - к входу второго формирователя 16 импульсов.

Выходы формирователей 15 и 16 импульсов соединены с R- u S-входами первого RS-триггера 17, выход формирова35 тепя 15 импульсов через первый логический элемент НЕ 18 подключен к первому входу первого логического элемента И 19, Выход формирователя 16 импульсов через второй логический эле-40 мент НЕ 20 подключен к второму входу второго логического элемента И 21.

Инвертирующий выход первого КБ-триггера 17 подключен к первому входу второго логического элемента И 2l,,à неинвертирующий выход RS-триггера 17— к второму входу первого логического элемента И 19, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента ИЛИ 22.

Первый вход первого логического

50 элемента ИЛИ 22 через четвертый логический элемент НЕ 23 соединен с третьим входом четвертого логического элемента И 24 и через третий формирователь 25 импульсов подключен к выходу измерителя 26 направления активной мощности. Выход первого логического элемента iIJIH 22 подключен к Я-входу второго RS-триггера 27„ инвертирующий выход которого подключен к управляющему входу "Стоп" тиристорного возбудителя 1. Управляющий вход "Пуск" тиристорного возбудителя 1 подключен к выходу третьего логического элемента

И 28, второй вход которого подключен к инвертирующему выходу второго RSтриггера 27, а R-вход триггера подключен к выходу четвертого логического элемента И 24, Пусковой выход (S-выход) тиристорного возбудителя

1 подключен к второму входу четвертого логического элемента И 24, первому входу третьего логическпго эле-. мента И 28, а через третий логический элемент HF. 29 — к третьему входу первого логического элемента ИЛИ 30, выход которого подключен к первому входу четвертого логического элемента

И 24. Первый вход второго логического элемента ИЛИ 30 подключен к R-входу первого RS-триггера 17, Устройство работает следующим образом.

Пуск синхронной электрической мапины 3 (двигательный режим) осуществляется по стандартному алгоритму асинхронного пуска с подачей возбуждения в функции скольжения. Датчики 6 и 7 напряжения ротора при асинхронном пуске формируют из напряжения на обмотке 2 возбуждения (фиг.2а) последовательность импульсов с различным фазовым сдвигом (фиг.2б,в). Различный фазовый сдвиг импульсов íà R- u S-входах RS-триггера 17 относительно момента перехода через нулевое значение напряжения на роторе (фиг.2a) обеспечивается,выбором напряжения стабилизации в датчиках 6, и 7 напряжения (напряжение стабилизации стабилитронов датчика 7 напряжения П, фиг.2а выше, чем у датчика 6 напряжения).

Выбором напряжения стабилизации стабилитронов датчика 7 напряжения обеспечивается измеHPние момента подачи тока возбуждения на обмотку ротора 2 при пуске, а при ресинхронизации формирование разрещающего сигнала.на коммутацию тока возбуждения. RS-триггер 17 формирует на своих выходах импульсную последовательность (фиг ° 2r

p) имеющую фазовый сдвиг по отношению к напряжению на обмотке ротора.

При достижении подсинхронной скорости ротора на пусковом выходе тиристорного возбудителя 1 (S-выход) в

14292

50 момент времени, (фиг.2м) появляется сигнал, который обеспечивает прохождение импульсной последовательности (фиг.2ж) с выхода элемента ИЛИ

30 на S-вход второго триггера 27. До момента времени t, íà S-вход второго триггера 27 через элемент ИЛИ 22 поступает импульсная последовательность (фиг.2и), и на инвертирующем выходе триггера 27 поддерживается сигнал, который блокирует подачу постоянного напряжения на обмотку 2 возбуждения.

До момента времени t, íà R-вход триггера 27 сигналы не поступают (на 15 фиг.2ж условно показано изменение длительности импульсов, которые поступали бы на К-вход триггера 27, если бы сигнал на пусковой выход тиристор ного возбудителя 1 появлялся при боль-2О шем скольжении).

Сигнал с неинвертирующего выхода второго триггера 27 через третий ло. гический элемент И 28 поступает на управляющий вход "Пуск" тиристорного 25 возбудителя 1 (фиг.2л,м). Последний выдает постоянное напряжение на обмотку 2 возбуждения, Момент подачи возбуждения (фиг.?, заштрихованная область ) соответствует получению мак- Зр симальной площадки ускоряющего момента, Кроме того, при выбранном угле . подачи возбуждения обеспечивается надежное запирание тиристорного ключа 4. При появлении тормозного, генераторного момента появляется сигнал на выходе измерителя 26 напряжения активной мощности, который через третий формирователь 25 импульсов и первый логический элемент ИЛИ 22 поступа"4> ет на S-вход второго триггера 27.

При этом на его инвертирующем входе появляется сигнал, который поступает на управляющий вход "Стоп" тиристорного возбудителя 1 и вызывает отклю- 45 .чение тока возбуждения. Повторная подача тока возбуждения происходит после прохождения ротором зоны тормозного момента.

Формирование сигнала для переключения триггера 27 в положении, соответствующем подаче импульса на управляющий вход "Пуск", осуществляется по цепи: второй формирователь импульсов 15, триггер 17, логические элементы И 21, ИЛИ 30, И 24, R-вход триггера 27. Гжчение поля ротора в паузах тока возбуждения осуществляют, тиристорный ключ 4 и пусковой резис-.

63

4 тор 5. При синхронной работе в режиме двигателя отсутствуют сигналы на выходах формирователей 15 и 16 и логического элемента И 24. Если электрическая манина достигает подсинхронной скорости в момент времени t (фиг.2к) то подача возбуждения осуществляется по указанному алгоритму.

При возникновении асинхронного хода (увеличение нагрузки на валу, понижение напряжения и др.) появляется сигнал на выходе измерителя направления 26 активной мощности, который переключает триггер 27, и на управляющем ъходе "Стоп" появляется сигнал блокирующий подачу тока возбуждения на обмотку 2 возбуждения.

В паузах тока возбуждения тиристорный ключ 4 и пусковой резистор 5 обеспечивают гаиение поля ротора.

Управление возбуждением до вхождения в синхронизм происходит по указанному алгоритму. Процесс ресинхронизации; длится от момента появления тормозного (генераторного) момента на валу (который фиксируется измерителем 26 напряжения активной мощности до вхождения в синхронизм, независимо oT прохождения через нуль напряжения на обмотке 2 возбуждения.

Измеритель активной мощности должен быть безынерционный с непрерывным контролем величины и направления активной мощности в статорной цепи электродвигателя. Сигнал на выходе измерителя 26 направления активной мощности появляется при достижении определенной величины уставки активной мощности, направленной от электрической машины в сеть.

Сокращение длительности асинхронного хода при рассинхронизации обеспечивается за счет поддержания положительного вращающего момента на валу и быстрого выявления асинхронного режима без использования для этих целей специальных датчиков углового положения ротора.

Поскольку первый 6 и второй 7 датчики напряжения ротора контролируют мгновенное значение напряжения на обмотке возбуждения, то для подачи управляющего сигнала на тиристорный возбудитель не требуется переход через рулевое значение напряжения на роторе.

Этим обеспечивается высокое быстродействие устройства как при ресин

5 14292 хронизации, так и при асинхронизации пуска.

Формул а изобретения

УСтройство для ресинхронизации синхронной электрической машины, содержащее тирнсторный возбудитель с выводами для подключения к обмотке воз- щ буждения синхронной машины, последовательно соединенные между собой, ти ристорный ключ и пусковой резистор, включенные между указанными выводами тиристорного возбудителя, два датчи- f5 ка напряжения, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных резистора и стабилитрона и ходом подключен к выводам тиристорйого возбудителя два формирователя: импульсов, вход каждого из которых соединен с выходом одного из датчиков напряжения возбуждения, измеритель . направления активной мощности, к выходу которого подключен вход третье- 25 го формирователя импульсов, первый логический элемент НЕ, первый, второй третий и четвертый логические элементы И, первый RS-триггер, первый логический элемент ИЛИ, о т л и ч а ю — Зо щ е е с я тем, что, с целью повыше") ния быстродействия, каждый датчик напряжения возбуждения снабжен конденсатором, включенным последовательно с резистором, свободный вывод конденсатора образует вход датчика напряжсния возбуждения, введены второй третий и четвертый логические элементы НЕ„ Второй КБ-триггер и второй логический элемент ИЛИ причем ВыхОд 4О первого формирователя импульсов подключен к R-входу первого RS-триггера и через первый логический элемент НЕ к первому входу первого логического

63 6 элемента И, выход второго формирователя импульсов подключен к S-входу первого RS-триггера и через второй логический элемент НЕ к второму входу второго логического элемента И, инвертирующий выход первого RS-триггера подключен к первому входу второго логического элемента И, а неинвертирующий — к второму входу первого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента ИЛИ, соединенного первым входом с выходом третьего формирователя импульсов, а через четвертый логический элемент НŠ— с третьим входом четвертого логическо го элемента И, выход первого логического элемента ИЛИ подключен к S-входу второго RS-триггера, инвертирую- . щий выход которого соединен с управляющим входом "Стоп" тиристорного возбудителя, управляющий вход "Пуск", которого подключен к выходу третьего логического элемента И, второй вход которого подключен к неинвертирующему выходу второго RS-триггера, а R-вход второго RS-триггера подключен к выходу четвертого логическо" го элемента И, пусковой выход тиристорного возбудителя подключен к второму входу четвертого логического элемента И, первому входу третьего логического элемента И, а через третий логический элемент НŠ— к третьему входу первого логического элемента И, выход второго логического элемента И подключен к второму входу второго логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого логического элемента И, а первый вход второго логического элемента

ИЛИ вЂ” к ВЫходу первого формирователя импульсов.

1429263

Составитель А,Головченко

Редактор А.Козориз Техред А.Кравчук

Корректор М.Васильева

Заказ 5140/53 Тираж 584

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4