Патент ссср 157003

 

№ 157003

Класс Н 02п; 21d 12„

Н 02m; 21@, 15ат

СССР

О11ИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 93

О. И. Данилевич и Л. Т. Хименко

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТОКА ДЛЯ МОЩНОГО

МЕХАНИЧЕСКОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ

ПОСЛ ЕДН ИМ

Заявлено 22 июня 1962 г. за № 783703/24-7 в Комитет но делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Онубликовано в «Ьюллетене изобретений и товарных знаков» М 17 за 1963 г.

Надежность работы механического выпрямителя в значительной степени зависит от характеристики его автоматического регулятора тока, поддерживающего постоянное значение нагрузки выпрямителя при колебаниях напряжения питающей сети, сопротивления нагрузки и т. п.

Автоматические регуляторы тока должны быстро корректировать работу выпрямителей при резких посадках напряжения в питающей сети для предотвращения отключения выпрямителей, а также обладать способностью автомачически регулировать выпрямленное напряжение выпрямителя перед включением его на шины нагрузки, с целью сокращения перерыва в снабжении потребителей постоянным током в случае аварийного отключения подстанции.

Известен тип регуляторов, выполненных на одном каскаде усиления, составленном из магнитных усилителей с внутренней обратной связью, имеющих одновитковые управляющие обмотки полного тока нагрузки и действующие встречно управляемые обмотки для токов уставки.

Особенностью предложенного регулятора является применение в магнитных у"илителях, с целью обеспечения возможности повышения устойчивой рабогь. механического выпрямителя при глубоких и резкиv посадках напряжения питающей сети, обмотки управления, питаемсй через полупроводниковый мостовой выпрямитель линейным напряжением питаюшей сети. № 157003

С целью ускорения ввода в работу автоматически отключившегося выпрямителя, оборудованного таким автоматическим регулятором тока, предложено перед включением выпрямителя на шины нагрузки снижать ток уставки в обмотке управления усилителя путем уменьшения напряжения уставки и введения в цепь соответствующей обмотки управления разности между выходным напряжением выпрямителя и напряжением на шинах нагрузки и восстанавливать нормальное питание обмотки уставки усилителя после включения выпрямителя на нагрузку.

На фиг. 1 показана схема регулятора одной фазы механического

Выпрямителя (поскольку схемы регуляторов Остальных фаз аналогичны); на фиг. 2 (а — е) представлены кривые напряжений и токов, поясняющие работу предлагаемого регулятора тока.

На фиг. 2а приведены синусоиды фазных э.д.с. U Up Up выпрямляемого напряжения; на фиг. 2 б — токи нагрузки ta г, г, выпрямителя, протекающие через коммутирующие дроссели разных фаз одной полярности (в данном случае положительной); на фиг. 2 в — положительная полуволна подмагничивающего напряжения U

В качестве управляющего сигнала используют непосредственно ток нагрузки выпрямителя, пропускаемый через шину, являющуся управляющей одновитковой обмоткой W> магнитного усилителя МУ.

Каждая обмотка W переменного тока каждого усилителя включена в соответствующую цепь периодического подмагничивания коммутирующих дросселей дачной фазы (ДрК + и ДрК, где К вЂ” контакты автомата, включающего нагрузку).

Обмотка W> является обмоткой уставки регулятора, а к обмотке

УПРаВЛЕНИЯ Р !с ПОДВОДИТСЯ ВЫПРЯМЛЕННОЕ С ПОМОЩЬЮ МОСта, СОСТОЯщего из полупроводниковых диодов, соответствующее линейное Haiipk;жение питающей сети.

Ниже на примере одного Оз коммутирующих дросселей ДрК показано, как регулируется ток нагрузки выпрямителя.

Контакт К> (см. фиг. 1) механического выпрямителя замыкается В момент (;; равенства фа,Hhlx э.д.с. U< и U выпрямляемого напряжения и размыкается на ступеньке Af,, малого тока, образующейся при перемагничивании выходящего из работы коммутирующего дросселя

3pIi g фазы а линейным напряженнем Ус!,., +

В моменг tp, когда к цепи периодического подмагничивания, coc-ioÿùåé из обмотки 1Г магнит!,ого усилителя, сопротивлсния Р,, обмотки W«,, подмагничивания, коммутирующего дросселя ДрК + и

Вентиля Bi, прикладывается положительная почуВОлна подмагиичиВанапряжения си, I

l с — Срсдияя дпнна МаГHHTiiOH "IHHHII B СсрдЕЧНИКЕ KOilIAIj THp ЮщЕГО дроСс ля), исооходимьи5И для получения положительного тока At, ступеньки.

Если предположить, что магнитный усилитель насыщен, то, начиная с м-: е:I-.В с:, ток i«, значение которого определяют .":åëè÷èíîé

Напряжения UpÄ H сопротивлением Р (индуктивиостью рассеяния цепи можно пре.icopcHh ВВиду сс незначительной Величины), увеличиваетс5! от нуля до зная!ения l«. ! i2 сп сп

l н

Одновременно с этим точка А ча петле гистерезиса перемещается вверх, и в момент /5, когда удовлетворяется указанное равенство, точ_#_o 157003 ка А достигает пслсжения 1. С этого момента напряжение U„,, за вычетом падения напряжения Ug H2 coпротивлении Я (см. фиг. 2, г), оказыВается приложенным к комму тиоу10щему дросселю ДрК + (см. фиг. 2, д). Под влиянием этого напряжения дроссель перемагничивается и точка А из положения 1 перемещается влево, Число витков WQ при зада;шом напряжении U,„и сечении сердечника коммутируюшего дросселя зыбирается таким, чтобы к момен-у t>, когда фаза а вступаст в работу, дроссель Др1(был полностью перемагничен, т. е. чтобы точка А на петле гистерез;1са достигла положения 2. Вс BB+c2 BHc BTQI O B момент t1 2ННН2сТсН ком мут21 ия ToH2 HB фазы с в фазу а, которая оканчивается в мо..1ент времени, За это

Врех!я точка А н2 петле Гнстерезися перемещается В пОложение 8, сооТВетствующее -,оку нагрузки выпрямителя.

В момс: т (.- начинается коммутация тока из фазы а B фазу в, дроссель которой в этот момент насыщен своим регулятором тока, подобно тому, как был насыщен дроссель ЛрК +.

В момент to, когда эканчивается коммутация тока в фазу В (точ«2 А перемещается в положение 4), начинается геремагничивание коммутирующего дросселя ДрК„+ и точка А перемещается вправо. При этом образуется сэупенька малого тока Л/„на прстяжен1ш которой контакт К1 размыкается. IIoc;Ic этого дроссель ДрК продолжает перемагничиваться, вследс-,вие наличия полупроводникового вентиля В„„ шунтирующего кснтакт К1, до момента t7 (тока А на петле гистерезиса возвращается в.исходное положение).

Если теперь предположить. что в момент tII магнитный усилитель не насыщен, то очевидно, что насыщение может быть достигнуто либо уменьшением тока уставки, либо увеличением тока нагрузки выпрямителя, либо, наконец, увели IOHHe>1 тока в обмотке W<.

Тогда положительная IoqyBoлна синъсоидяльного напряжения сначала перемагничивает магнитный усилитель, поскольку ток перемагничивания усилителя меньше тока перемагничивания коммутирующего дросселя, и затем с момента t,,когда магнитный усилитель оказывается насыщенным, начнется перемагничивание коммутирующего дросселя ЛрК +. Поэтому к моменту 1, коммутирующий дроссель полностью не перемагничивается и его индукция определяется, например, точкой 1 на петле гистерезиса сердечника (см. фиг. 2,e). после замыкания контакта К1 перемагничивание дросселя s2pK + продолжается в течение промежутка времени i> — t>, определяемого разностью индукций в точках 2 и 1, Но уже не напряжений U à IIIнейным выпрямляемым напряжением U«.

В момент tg оканчивается перемагничивание дросселя ДрК и начинается ком мутяIIHB тока няГрх зки Выпрямителя из фязы с В ф2 зу а, т. е. фаза вступает в работу на промежуток времени (;; — t,; позже. чем в случае полного насыщения магнитного усилителя. Вследствие этого величина выпрямляемого напряжения уменьшается и соответственно уменьшается ток нагрузки выпрямителя, показанный на фиг. 2,6 пунктирной линией.

Таким образсм в зависимости от магнитного состояния усилителей определяют магниэное сосгояние коммутирующих дросселей в момент их Вкл10 1ения и, следоВательно, Вели Iпну няп1эяжения и тОка няГ1эузки механического выпрямителя.

Магнитное состояние магнитных усилителей автоматического ре1улятора тока выпрямителя устанавливают автоматически, так как ток нагрузки выпрям пеля прогекаег в каждом магнитном усилителе рсгулятора через одновитковую обмотку Wp, ампервитки QWp которой

М 157003 напРавлены встРечно ампеРвиткам а Wy Обмотки (ay Уставки РегУлЯтора.

Если аКр окажутся больше aWy, то магнитный усилитель МУ будет в момент времени to не насыщен, что приводит к снижению тока нагрузки. Если aWy больше aWp, то магнитный усилитель МУ будет более близок к насыщению, ток нагрузки выпрямителя увеличится.

Назначением обмотки W управления является повышение надежности работы механического выпрямителя при резких и глубоких посадках напряжения в питающей сети.

При понижении напряжения в питающей сети выпрямленный ток в обмотке W, ампервитки которой направлены противоположно ампервиткам обмотки К уставки, уменьшается, и, следовательно, в момент

t0 магнитный усилитель более близок к насыщению. Это увеличивает индукцию в коммутирующем дросселе в момент вступления его в рабо7v (точка 1 HB фиг. 2, е).

Несмотря Iа снижение линейного выпрямляемого напряжения, коммутирующий дроссель перемагничивается быстрее, коммутация тока из фазы, выходящей из работы, в фазу, вступающую в работу, начинается раньше. Следовательно, уменьшается вероятность разрыва контактами недопустимого большого прямого тока и вероятность аварийного отключения выпрямителя.

В предлагаемом автоматическом регуляторе тока, с целью ускорения ввода в работу аварийно отк;почившегося механического выпрямителя, предусмотрено автоматическое регулирование выпрямленного напряжения выпрямителя перед включением его на шины нагрузки, достигаемое тем, что перед вклю-IeHHevl выпрямителя на нагрузку ток в обмотке Wy уставки уменьшается путем уменьшения напряжения усУ тавки Dy, а также посредством введения в цепь обмотки W разности напряжения между выпрямленным напряжением выпрямителя и напряжением ча шинах нагрузки. Вследствие этого в обмотке W устанаву ливается ток, поддер>кива<ощий заданное превышение выпрямленного напряжения, включаемого ня нагрузку выпрямителя под напряжением на шинах нагрузки (контакты K

После включения выпрямителя на нагрузку восстанавливается нормальное питание обмотки W уставки.

Предмет изобретения

1. Автоматический регулятор тока для мощного механического выпрямителя, служащий для управления током подмагничивания коммутирующих дро."селей и выполненный на одном каскаде усиления, составленном из магнитных усилигелей с внутренней обратной связью, имеющих одновитковые управляющие Обмотки полного тока нагрузки и действующие встречно управляемые обмотки для токов уставки, <> т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивой работы выпрямителя при rë «>oêè>I и резких посадках напряжения питающей сети, В магнитных усилителях применена обмотка управления, питаемая Iepc3 полупроводниковый мос7овой выпря IHTc7b линейным HBIIpslжением питающей сети.

2. Способ управления механическим выпрямителем, оборудованным автоматическим регулятором по и. 1, отл и ч а ищи и ся тем, что, с целью ускорения ввода в работу автоматически отключившегося выпрямителя, перед включением выпрямителя на шины нагрузки снижаI0T TOK $CTBB>IH в 06II0TKC VIIpBH 78HHJI yCH IHTCJIII пуTe>I VilIEHbIIIeHHH HB№ 157003 пряжения уставки и введения в цепь соответствующей обмотки управления разности между выходным напряжением выпрямителя и напряжением на шинах нагрузки, и после включения выпрямителя на нагрузку восстанавливают нормальное питачие обмотки уставки усилителя, № 15700Ь

Составитель В. Сольц

Редактор Л. Герасимова Техред А. А. Кудрявицкая Корректор Т. С. Дрожжииа

Подп. к печ. 6/Х вЂ” 63 г. Формат бум. 70 0(108 /

Заказ 2534/16 Тираж 1125 Цена 4 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2