Устройство для возбуждения синхронного генератора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах энергоснабжения. Целью изобретения является упрощение устройства, снижение массы и габаритов, облегчение эксплуатации путем упрощения настройки устройства. Устройство содержит датчик 35 выходного напряжения синхронного генератора, основной 10 и резервный 13 регулирующие блоки, выполненные широтно-импульсными, блок диагностики 12, управляемый выпрямитель 1 с блоком управления 8. Выход управляемого выпрямителя связан с обмоткой возбуждения 2 синхронного генератора 3. Сущность изобретения заключается в использовании одного датчика 35 на два регулирующих блока 10, 13 и блока диагностики 12. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5))< H 02 P 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О)НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4325115/24-07 (22) 06.11,37 (46) 15, 05. 90. Бюл. )2 18 (71) Ленинградское производственное электромашино строительное объединение

"Электро сила им. С.М. Кирова (72) А. В. Гордин, В.Я. Вейгандт и Д.А. Кацман (53) 621. 316. 722:621. 313 322.

013.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 964952, кл. Н 02 P 9/14, 1980 °

Авторское свидетельство СССР

М 1408518, кл, Н 02 Р 9/14„ 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57). Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

2 автономных системах энергоснабжения.

Целью изобретения является упрощение . устройства, снижение массы и габаритов, облегчение эксплуатации путем упрощения настройки устройства. Устройство содержит датчик 35 выходного напряжения синхронного генератора, основной 10 и резервный 13 регулирующие блоки„ выполненные широтно-импульсными, блок 12 диагностики, управляемлй выпрямитель 1 с блоком 8 управления. Выход управляемого выпрямителя связан с обмоткой 2 возбуждения синхронного генератора 3 ° Сущность изобретения заключается в использовании одного датчика 35 на два регулирующих блока 10,13 и блока 12 диагностики, 3 ил.

1564708

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для возбуждения синхронных генераторов, преимущественно в автономных системах энергоснабжения, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и качеству выходного напряжения.

Цель изобретения — упрощение устройства, снижение массы и габаритов, 10 облегчение эксплуатации путем упроще.,ния настройки устройства, возбуждения

| синхронного генератора.

На фиг.1 представлена принципиаль ная электрическая схема устройства для возбуждения синхронного генератора с возбудителем и подвозбудителем; на фиг,2 — принципиальная схема блока диагностики; на фиг.З вЂ” временные диаграммы, поясняющие работу блока ди-20 агностики.

Устройство для возбуждения синхрон.ного генератора, содержащий управляемый выпрямитель 1, силовой выход которого предназначен для связи с выводами об- 25 мотки 2 возбуждения синхронного генератора 3 через возбудитель, выполненный с обмоткой 4 возбуждения и обмоткой 5 якоря, и неуправляемый выпрямитель 6, силовой вход — с выходом источника питания переменного тока, в в качестве которого использован подвозбудитель 7, а управляющий вход— с выходом блока 8 управления выпрями5 телем с логическим элементом 2-2И.-2ИЛИ 9 на входе, первыми входами И подключенный к силовому выходу основного регулирующего блока 10 выполненного широтно-импульсным, и к первому выходу 11 блока 12 диагностики, à 40 вторыми входами И вЂ” к силовому выходу резервного регулирующего блока 13, выполненного однотипным с основным регулирующим .блоком, и к второму выходу 14 блока диагностики, первый 15 45 и второй 16 входы .которого соединены соответственно с выходами основного 10 и резервного 13 регулирующих блоков, а третий 17 — с выходом логического элемента ИЛИ 18, подключенного первым и вторым входами соответственно к выходам формирователей импульсов синхронизации основного 10 и резервного 13 регулируюнщх блоков, входы измерительных органов которых предназначены для связи с силовыми выходами синхронного генератора 3.

Блок 12 диагностики выполнен в виде узлов диагностики 19,20 основного и резервного регулирующих блоков, трех логических элементов НЕ 21,22,23, выходного логического элемента 24, компаратора 25, фильтра 26 низких частот, источника 27 опорного напряжения, а каждый из узлов диагностики — в виде логического элемента

HE 28, 29 и двух D-триггеров 30,31 и 32,33, второй 32,33 из которых связан входом D с выходом логического элемента HE 28,29 соответствующего узла диагностики, причем первый логический элеменг НЕ 21 подключен входом к третьему входу 1? блока диагностики, а компаратор 25 неинвертирующим входом связан с источником 27 опорного напряжения, а инвертирующим входом соединен с выходом фильтра 26 низких частот, связанного входом через повторитель 34 с выходом датчика 35 выходного напряжения синхронного генератора, а выходом через второй логический элемент HE 22 — с первым из первой группы входов И выходного логического элемента 24 блока диагностики, выход которого соединен с первым выходом 11 блока диагностики непосредственно, а с его вторым выходом 14 — через третий логический элемент НЕ 23, входи логических элементов HE 28, 29 узлов диагностики основного и резервного регулирующих блоков подключены соответственно к первому 15 и второму 16 входам блока диагностики. Блок диагностики дополнительно содержит логический элемент И-НЕ 36 и делитель 37 напряжения °

Выходной логический элемент 24 блока диагностики выполнен в виде логического элемента З-З-ЗИ-.ЗИЛИ-НЕ, у которого второй вход из первой группы входов И подключен к неинвертирующему выходу второго В-триггера 33 узла диагностики резервного регулирующего блока, третий — к неинвертирующему выходу первого D-триггера 30 узла диагностики основного регулирующего блока, входы второй группы входов И подсоединены соответственно к входу второго логического элемента НЕ 22, к неинвертирующему выходу первого

D-триггера 31 узла диагностики резервного регулирующего блока, к неинвертирующему выходу второго D-триггера 32 узла диагностики основного регулирующего блока, входи третьей группы И подключены соответственно к инвертирующим выходам первого 31 и вто5 15647 рого 33 D-триггеров узла диагностики резервного регулирующего блока и к выходу логического элемента И-НЕ 36, входы которого соединены соответственно с инвертирующими выходами первого 30 и второго 32 D-триггеров узла диагностики основного регулирующего блока, D-вход первого D-триггера каждого из узлов диагностики подключен к входу логического элемента НЕ 28,29 соответствующего узла диагностики, Первый логический элемент НЕ 21 блока диагностики подключен входом к входам С вторых D-триггеров 32,33, а выходом к входам С первых D-триггеров 30,31 узлов диагностики. Измерительные органы основного 10 и резервного 13 регулирующих блоков выполнены с двумя входами, датчик 35 выходно- 20

ro напряжения синхронного генератора подключен выходом к первым входам измерительных органов основного и резервного регулирующих блоков и связан с входом фильтра 26 низких частот через 25 повторитель 34, а источник 27 опорного напряжения подключен к вторым входам измерительных органов основного и резервного регулирующих блоков и через делитель 3/ напряжения — к неинвертирующему входу компаратора 25, Датчик 35 выходного напряжения синхронного генератора содержит трехфазный измерительный трансформатор 38, подключенный на вход выпрямителя 39, на выход которого подключен вход источника 27 опорного напряжения и делитель напряжения на резисторе 40 и потенциометре 41, На фиг.3 показаны П р ),U17 —,10 напряжения соответственно на входах 15 (16), 17 блока диагностики; 25(1 1 52(ьъ) эП 30() вП ъб капряжения на выходах соответствующих элементов 28 (29), 32 (33), 30 (31) и 36, Устройство для возбуждения синхронного генератора работает следующим образом.

Напряжение с шин синхронного гене ратора подается на понижающий измерительный трансформатор 38, с выхода которого оно поступает на выпрямитель 39, Делитель напряжения, выполненный на резисторе 40 и потенциометре 41, обеспечивает формирование сигнала, пропорционального среднему значению напряжения синхронного генератора, подаваемого на измерительные ор08 6 ганы регулирующих блоков 10 13 и на вход повторителя 34 блока 12 диагностики. Для формирования импульсов синхронизации на вход синхронизации регулирующих блоков 10,13 поступает переменное напряжение с измерительного трансформатора 38, гальванически развязанное с напряжением, подаваемым на выпрямитель, Импульсы синхронизации через логический элемент ИЛИ 18 поступают на вход 17 блока 12 диагностики с частотой напряжения на шинах генератора. На входы 15,16 блока диагностики поступают сигналы широтно-импульсной модуляции регулирующих блоков 10 и 13 соответственно.

Узлы диагностики 19,20 выполняют функции идентификации состояния выходньtx сигнапов регулирующих блоков 10 и 13, Логические элементы

HE 28, 29 производят инвертирование выходных сигналов регулирующих блоков.

Первый логический элемент НЕ 2) обеспечивает инвертирование и задержку импульсов синхронизации.

На временных диаграммах (фиг.3) единичный логический уровень Бэ э ) на прямом выходе Э-триггера 32 (33) соответствует сигналу развозбуждения на выходе регулирующего блока, единичный логический уровень U 01,) на прямом выходе D-триггера 30 (31) сигналу форсировки ка выходе регулирующего блока. Логический элемент

И-НЕ 36 формирует нулевой логический уровень Пэд, если на выходе основного регулирующего блока — сигнал широтноимпульсной модуляции.

После повторителя 34 пропорциональный среднему значению напряжения синхронного генератора сигнал фильтруется и поступает на компаратор 25.

Опорное напряжение подается на вход делителя 37 напряжения блока 12 диагностики. Делитель напряжения уменьшает опорный сигнал настолько, наскольI ко фильтр 26 уменьшает подаваемое на его вход напряженые с тем, чтобы обеспечить переключение компаратора 25 в зоне регулирования блоков !О и 15, которые стабилизируют среднее значение напряжения синхронного генератора.

Вне эоны регулирования на выходе компаратора 25 имеет место единичный логический уровень, если напряжение синхрокного генератора меньше номинального, и нулевой логический уровень, 15á4708 если зто напряжение больше номинального.

На первом выходе блока диагностики сн гнал соответствует логической еди5 ннце, а на втором выходе — логическому нулю в следующих случаях: когда на выходе регулирующего блока 13 имеет место сигнал широтно-"импульсной модуляции, а на выходе регулирующего 10 б тока 10 — либо сигнал форсировки,либ развозбуждения; когда на выходе 4 р гулирующего блока 13 и компаратор 25 — сигнал, соответствующий логич ской единице (фсрсировка}, а на вы- 1с х де регулирующего блока 10 — сиги развозбуждения; когда на выходе регулирующего блока 13 — сигнал разв збуждения, на выходе регулирующего бМока 10 — сигнал форсировки, а на 20 в иходе компаратора 25 — нулевой логический уровень, Указанные случаи соответствуютò отказам основного регулирующего блока 10. Во всех остальных с тучаях через логический элемент 9 25 на блок 8 управления проходит выходной сигнал основного регулирующего бМока 10, При необходимости изменить устав-. кУ напряжения генератора меняется 30 положение подвижного контакта потенциометра 41 и при этом меняется уровень напряжений, подаваемых на регулирующие блоки 10,13 и на блок 12 диагностйки„ т,е. при изменении уставки не и до производить перенастройку устройства, что очень важно для объектов с ограниченным временем простоя, лн" ш нных специальных измерительных средств, д,Q

Схема блока диагностики при малом кСличестве логических элементов ïðîñта, что обеспечивает высокую надежнОсть и технологичность изготовления всего устройства. Наличие одного дат- gg чНка напряжения для двух регулирующих блоков и в блоке диагностики существенно уменьшает массу и габариты устрсйства, при этом практически не сни-" жает его надежность, так как измери" тельный трансформатор 38 и выпрямитель 39 работает в облегченном режиме, близком к холостому ходу, что обеспечивает их высокую надежность.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения синхронного генератора, содержащее управляемый выпрямитель, силовой выход которого предназначен для связи с выводами обмотки возбуждения синхронного генератора, силовой вход — с выходом источника питания переменного тока., а управляющий вход с выходом блока управления выпрямителем с логическим элементом 2-2И-2ИЛИ на входе, первыми входами И подключенный к силовому выходу основного регулирующего блока, выполненного широтно-импульсным, и к первому выходу блока диагностики, а вторыми входами И вЂ” к силовому выходу резервного регулир;ющего блока, выполненного однотипным с основным регулирующим блоком и к второму выходу блока диагностики, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами основного и резернного регулирующих блоков, а третий — с выходом логического элемента ИЛИ, подключенного первым и вторым входами соответственно к выходам формирователей импульсов синхронизации основного и резервного регулирующих блоков, выходы измерительных органов которых гредназначены для связи с силовыми вйводами синхронного генератора, блок диагностики выполнен в виде узлов диагностики основного и резервного регулирующих блоков, трех логических элементов КЕ, выходного логического элемента, компаратора, фильтра низких частот, источника опорного напряжения, а каждый из узлов диагностики — в виде логического элемента НЕ и двух О-триггеров, второй из которых связан входом D с выходом логического элемента НЕ соответствующего узла диагностики, причем первый логический элемент НЕ подключен входом к третьему входу блока диагностики, а компаратор неинвертирующим входом связан с источником опорного напряжения, а инвертирующим входом соединен с выходом фильтра низких частот, связанного входом с выходом датчика выходного напряжения синхронного генератора, а выходом через второй логи ческий элемент НŠ— с первым из первой группы входов И выходного логического элемента блока диагнс стики, выход которого соединен с первым выходом блока диагностики непосредственно, а с его вторым выходом — через третий логический элемент НЕ, входы логических элементов НЕ узлов диагностики основного и резервного регулирующих блоков подключены соответствен1564708

10 но к первому и второму входам блока диагностики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, снижения массы и габаритов, облегчения эксплуатации путем упрощения

1 настройки устройства возбуждения синхронного генератора, в блок диагностики введен логический элемент И-HE u делитель напряжения, выходной логичес- 0 кий элемент блока диагностики выполнен в виде логического элемента

З-З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, у которого второй вход из первой группы входов И подключен к неинвертирующему выходу второго D-триггера узла диагностики резервного регулирующего блока, третий — к неинвертирующему выходупервого D-триггера узла диагностики основного регу:лирующего блока, входы второй группы входов И подсоединены соответственно к входу второго логического элемента НЕ, к неинвертирующему выходу первого D-триггера узла диагностики резервного регулирующего блока, к неин-.25 вертирующему выходу второго D-триггера узла диагностики основного регулирующего блока, входы третьей группы И подключены соответственно к инвертиру»

30 ющим выходам первого и второго D-триггеров узла диагностики резервного регулирующего бло ка и к выходу ло гического элемента И-HE входы которого со" единены соответственно с инвертирующими выходами первого и второго

D-триггеров узла диагностики основного регулирующего блока, D-вход первого В-триггера каждого иэ узлов диагностики подключен к входу логического элемента НЕ соответствующего узла диагностики, первый логический элемент HE блока диагностики подключен входом к входам С вторых D-триггеров, а выходом к входам С первых D-триг,— геров узлов диагностики, измерительные органы основного и резервного регулирующих блоков выполнены с двумя входами, датчик выходного напряжения синхронного генератора подключен выходом к первым входам измерительных органов основного и резервного регулирующих блоков и связан с входом фильтра низких частот, а источник опорного напряжения подключен к вторым входам измерительных органов основного и резервного регулирующих блоков и через делитель напряжения — к неинвертирующему входу компаратора, 1564 708

Редактор M. Бандура

Подписное

Тираж 448

Заказ 1164

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

II н

Производственно-и 3J1ë ãельскпй комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Йб 15

Составитель А.Акимов

Техред M,Äèäûê Корректор С.Шекмар