Устройство для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением

 

З 1 ют „о упq ф о

13LT5)(y, о те

О П й""Л" ?и И Е

Союз Соеетекил

Социалистическиэ

Реолублин

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Кл. 21d>, 6/01

Заявлено 03.Х11,1966 (№ 1116810/24-7) МПК Н 02р

Приоритет ОЗ.XII.1965, № 51431/65, Англия

Опубликовано 05.V.1969. Бюллетень № 16

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Сонете Министров

СССР

УДК, 621.313.322.07 (088.8) Дата опубликования описания 22.IX 1969

Авторы изобретения

Иностранцы

Эдвин Даниэль Хоббз и Питер Раймонд Бэрри (Англия) Иностранная фирма

«Дж. Стоун энд Компани (Дептфорд) Лимитед» (Англия) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕН ИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ

Известны устройства для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением, содержащие регулятор на пряжения, шунтовую цепь форсировки возбуидения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор. Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем;в качестве реле применен транзистор, переход эмиттер — коллектор которого подключен параллельно регулятору напряжения генератора. Переход эмиттер — база транзистора через нелинейный мост с двум я линейными и двумя нелинейными сопротивлениями в его плечах, вспомогательный выпрямитель и повышающий трансформатор по дключены на напряжение статора генератора.

Такое выполнение устройства позволяет упростить его cx=".ëó .и повысить надежность в работе.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая .схема устройства для регулирования возбуждения синхронных генераторов; на фиг. 2 — то же, с транзисторным регулятором напряжения; на фиг. 3 — устрoHcTBO с реле, вы пол пенным на тиристоре; на фиг. 4— устройство с регулятором напряжени я, выполненным .на базе насыщаемого реактора.

Обмотка возбуждения 1 самозозбуждающегося синхронного генератора 2 (см. фиг. 1) обычно возбуждается с помощью силового трехфазового вьопрямителя 8 и статического регулятора на пряжения 4, например типа насыщаемого реактора. Нагрузку постоя нного тока, которая может включать аккумуляторную батарею, подключают к клеммам б или б.

Работа регулятора или его эффективность регулируется бесконтактным реле, .выполненным на транзисторе 7, цепь эмиттер — коллектор которого подключена параллельно регулятору, а цепь база †эмитт подключена параллельно одной из диагоналей шунта, выполне нного в виде нелинейного моста 8 с двумя нелинейными сопротивлениями 9 и двумя линейными со противлениями 10 в IpoTHBOIIOJIQ?Kных плечах. Другая диагональ моста 8 через вспомогательный выпрямитель — мост 11:соединена со вторичной обмоткой однофазного повышающего трансформатора 12, первичная обмотка которого включена на линейное на20 пряжение статора генератора 2. Между мостами 8,и 11 могут:быть .включены несколько icoпротивлений 18 и выравнивающих конденсаторов 14.

Относительные величины сопротивлений 9

25 и 10 установлены с таким расчетом, что когда в обмотке 1 необходимо нарастание тока возбуждения, т. е. когда выходное напряжение генератора 2, а значит и напряжение, поступающее на выпрямитель 8, низкое, напряже30 ние па транзисторе 7 таково, что он будет на243524 ходиться в открытом состоянии, шунтируя регулятор напряжения 4 и обеспечивая максимальное поступление тока на обмотку возбуждения 2. Однако, если выходное напряжение генератора приближается к своей номинальной величине, напряжение на выпрямителе 8 в связи с падением величины нелинейных сопротивлений 9 меняет свою полярность, В этот момент транзистор 7 закроется, а регулятор 4 начнет работать в обычном режиме регулирования возбуждения.

В устройстве для регулирования возбуждения синхронного генератора цепь транзистора

7 может быть установлена таким образом, чтобы транзисгорный регулятор напряжения управлялся также при подаче максимального тока на обмотку возбуждения в начальный м ом ент запуска генератор а (см. ф иг. 2) .

В этом случае генератор 2 помимо управляемой главной обмотки возбуждения 1 имеет вспомогательную нерегулируемую обмотку

1а, включенную встречно к первой. Транзисторный регулятор может быть выполнен, например, в виде мультивибратора 15 на двух транзисторах, управляемых транзистором 1б.

Этот регулятор воздействует на силовой транзистор 17. Напряжение, пропорциональное выходному току и напряжению генератора, получают при помощи сопротивления

18 делителя напряжения, выполненного на сопротивлениях 18, 19. Сигнал, пропорциональный выходному напряжению, получают с помощью измерительного трансформатора 20, регулируемого выходного селектора 21 и выпрямителя 22. Кроме того, напряжение про- 35 порциональное выходному напряжению генератора, получают с помощью трехфазного выпрямителя 28, который также дает ток возбуждения на обмотки 1, 1а, причем величину регулируемого напряжения можно устанавли- 40 вать при помощи переменных сопротивлений в цепи последовательно расположенных сопротивлений 18, 19.

Регулятор работает следующим образом.

Напряжение с сопротивления 18 поступает на 45 диод 24, который начинает проводить электрический ток только при достижении выходным напряжением генератора переменного тока необходимой величины. Через диод 24 электрический ток не будет проходить, пока на- 50 пряжение на его аноде не достигнет пробивной величины. Когда же напряжение достигнет пробивной величины, ток через диод 24 резко увеличится. Этот ток используют в качестве управляющего тока транзистора 1б, ко- 55 торый в свою очередь регулирует выходную частоту мультивибратора, управляющего работой транзисторов 17 и, следовательно, регулирующего эффективную величину главного тока возбуждения. Входное напряжение на 60 мультивибратор ограничено цепью из диода

Зснера 25 и транзистора 2б.

Диод Зенера 27 и тиристор 28 защищают от черезмерно высокого выходного напряжения генератора. 65

Если вследствие черезмерного напряжения в цепи диод 27 начнет проводить электрический ток, то и тиристор 28 также начнег проводить электрический гок, в результате чего плавкий предохранитель 29 перегорит и отключит главную обмотку возбуждения 1.

Сопротивление 80 за счет индуктивности защищает устройство от перенапряжений.

Транзисторы 17 регулируются также по второй цепи, включающей элементы 8 — 18, установленные по отношению к генератору 2 так же, как и в устройстве по фиг. 1, но с одной диагональной связью параллельно этим транзисторам.

В начале работы генератора, когда напряжение, обусловленное остаточным магнетизмом, слишком мало для приведения в действие мультивибратора 15 и, следовательно, транзистора 7, полярность моста 8 обеспечит рабогу транзисторов и возбуждение генератора. По мере нарастания напряжения до номинальной величины, полярность моста 8 меняется на противоположную, а регулятор начинает регулировать работу транзисторов 17. (желательно, чтобы диод 81 был соединен параллельно с одной из диагоналей моста 8 для ограничения обратного выходного напря>кения моста в связи с бросками напряжения при переключении нагрузки или перегоранием предохранителя аккумуляторной батареи).

В другом варианте устройства для регулирования возбуждения (см. фиг. 3) обмотка возбуждения 1 обычно получает энергию через проводники 82 в виде выпрямленного тока, поступающего с узла 88 статического возбуждения, который может также включать регулятор напряжения. Однако обмотка 1 может получать энергию и через разделительный понижающий трансформатор 84, цепь 85 выпрямителя тиристора и выпрямитель 8б.

Включение цепи тиристора регулируется выходом с моста 8 и элементами 9 — 12. Мост 8 вкл.очен таким образом, что он включает цепь тиристора и пропускает ток к обмотке возбуждения генератора в момент запуска генератора. При достижении напряжения генератора своей номинальной величины тиристорная схема отключается, и ток в обмотке возбуждения регулируется только узлом 88.

Это устройство может быть использовано с любыми генераторами переменного тока, в которых применяются трансформаторы напряжения и измерительные трансформаторы тока для обеспечения постоянства выходного напряжения генератора независимо от колебаний нагрузки.

При этом усграняется необходимость в возбудителях с постоянными магнитами или в релейных устройствах, которые часто используют для начального возбуждения в генераторах переменного тока.

В варианте устройства, изображенном на фиг. 4, работой генератора управляет регулятор 87 типа насыщаемого реактора, которым в свою очередь управляет регулятор 88 вы243524

Фиг. 2 ходного напряжения. Электрический ток на обмотку возбуждения 1 поступает через обмотки 89 переменного тока регулятора 87 и выпрямитель 40. Однако обмотки 89 могут быть накоротко замкнуты соответствующими цепями Л тиристоров, каждая из которых соединена с элементами 8 — 12, как было описано выше. Таким образом, цепи 85 тиристоров снова включаются с помощью моста 8 тогда, когда выходное напряжение генератора переменного тока низкое, и выключаются, когда оно достигает своей обычной величины.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением, содержащее регулятор напряжения, шунтйвун5 цепь форсировки возбуждения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения ого надежности, в нем в качестве упомянутого реле применен транзистор, переход эмиттер — коллектор которого подключен параллельно регулятору напряжения генерато1О ра, а переход эмиттер — база через нелинейный мост с двумя линейными и двумя нелинейными сопрогивлениями в его плечах, вспомогательный выпрямитель и повышающий трансформатор подключены на напряжение

1 статора генератора.

Фиг. 3 и г. 4

Составитель В. Пилипенко

Техред А. А. Камышникова Корректор Е. Н. Миронова

Редактор 3. Маламуд

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2416/19 Тираж 480 Подписное

Ц1-!ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4