Устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора

 

Использование: в автономных системах электроснабжения. Сущность изобретения: в устройстве для регулирования напряжения асинхронного генератора при замыкании тиристорного ключа одна пара конденсаторов подключается на линейное напряжение асинхронного генератора, а другая пара конденсаторов - на полное фазное. При этом реактивная мощность, генерируемая этими конденсаторами, возрастает в 8 раз, что позволяет поддержать заданный уровень напряжения при полной нагрузке генератора, уменьшить перенапряжение на тиристорных ключах, а следовательно, повысить надежность работы устройства. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в частности, в резервных и передвижных электростанциях.

Известны устройства для регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащие подключенную к выводам генератора конденсаторную батарею и устройства для изменения ее реактивной мощности (Иванов А.А. Асинхронные генераторы для гидроэлектрических станций небольшой мощности. М-Л.Госэнергоиздат. 1948).

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащую первую постоянно подключенную группу конденсаторов, обеспечивающую возбуждение асинхронного генератора на холостом ходу, и вторую регулирующую группу конденсаторов, периодически подключаемую к выводам генератора с помощью тиристорных или диодно-тиристорных ключей (авт. свид. СССР N 1511846, кл. Н 02 Р 9/46, 1989).

Недостатком известных устройств являются перенапряжения на тиристорных ключах при отключении конденсаторов, достигающие 2,37 от амплитуды линейного напряжения, что снижает надежность работы устройства.

В основу изобретения положена задача создания устройства, при котором обеспечивается надежность его работы путем уменьшения перенапряжений на тиристорных ключах.

Это достигается тем, что в устройстве для регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащем первую группу конденсаторов, постоянно подключенную к выводам генератора, вторую группу конденсаторов и тиристорные или диодно-тиристорные ключи, соединяющие вторую группу конденсаторов с выводами генератора, вторая группа конденсаторов выполнена в виде трех соединенных в звезду цепочек из двух последовательно включенных конденсаторов, свободные концы которых подключены к выводам генератора, а общая точка каждой пары последовательно соединенных конденсаторов, подключенная к какому-либо выводу генератора через тиристорный ключ или диодно-тиристорный ключ, соединена с одним из двух других выводов, напряжение по которым отстает или опережает по фазе на 1/3 периода.

Благодаря такому включению перенапряжения в тиристорных ключах снижаются до 1,5 амплитуды линейного напряжения и уменьшаются перенапряжения на конденсаторах, что способствует повышению надежности работы системы.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования напряжения асинхронного генератора; на фиг.2 распределение напряжений на элементах устройства в различные моменты времени.

Устройство состоит из асинхронного генератора 1 с короткозамкнутым ротором, выводы которого подключаются к нагрузке (нагрузка в состав устройства не входит). К выводам генератора 1 постоянно подключена первая группа конденсаторов 2. Вторая группа 3 конденсаторов состоит из двух, последовательно соединенных конденсаторов 4 и 5, свободные концы которых подключены к выводам генератора 1, а общая точка каждой пары конденсаторов 4 и 5, подключенной к какому-либо выводу генератора 1 через тиристорный или диодно-тиристорный ключ 6, соединена с одним из двух других выводов генератора 1, напряжение на котором отстает или опережает по фазе на 1/3 периода.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутых ключах 6 конденсаторы 4 и 5 соединены последовательно и включены на фазное напряжение генератора, при этом к каждому из них приложено 0,5 фазного напряжения (предполагается, что емкости конденсаторов 4 и 5 одинаковы). При такой схеме соединения конденсаторы 4 и 5 совместно с конденсаторами 2 обеспечивает самовозбуждение генератора 1 на холостом ходу. При замыкании ключей 6 конденсаторы 4 оказываются подключенными на линейное напряжение генератора 1, а конденсаторы 5 на полное фазное. При этом реактивная мощность, генерируемая конденсаторами 4 и 5, возрастает в 8 раз, что при соответствующем выборе их емкости позволяет поддержать заданный уровень напряжения при полной нагрузке генератора 1.

При замкнутых ключах 6 через каждый из них протекает ток, равный геометрической сумме токов конденсаторов 4 и 5. Этот ток отстает от тока конденсатора 5 на угол 10^o. Размыкание ключа 6 происходит в момент прохождения тока через 0. Распределение напряжений на одной фазе конденсаторов в этот момент показано на фиг.2а (напряжения указаны в долях от амплитуды фазного напряжения). В дальнейшем изменение напряжений на конденсаторах 4 и 5 будет происходить в соответствии с изменением фазного напряжения. Распределение напряжений через половину периода показано на фиг.2б, откуда следует, что к разомкнутому ключу приложено напряжение, 2,62 ф.т или 1,51 л.т.

Формула изобретения

Устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее первую группу конденсаторов, постоянно подключенную к выводам генератора, вторую группу конденсаторов и тиристорные или диодно-тиристорные ключи, соединяющие вторую группу конденсаторов с выводами генератора, отличающееся тем, что вторая группа конденсаторов выполнена в виде трех соединенных в звезду цепочек из двух последовательно включенных конденсаторов, свободные концы которых подключены к выводам генератора, а общая точка каждой пары последовательно соединенных конденсаторов, подключенной к какому-либо выводу генератора, через тиристорный ключ или диодно-тиристорный соединена с одним из двух других выводов, напряжение на котором отстает или опережает по фазе на 1/3 периода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2