Устройство для фазового компаундирования синхронного генератора с самовозбуждением

 

О П И С А Н И Е (и) 438086

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.02.72 (21) 1753937/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.07.74. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 27.12.74 (51) М. Кл. Н 02р 9/38

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам иаоаретений н открытий (53) УДК 621.316.722 (088.8)

621.313.322 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Е. Кувшинов и А. В. Морозов

Дальневосточный ордена Трудового Красного Зна политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО КОМПАУНДИРОВАНИЯ

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С САМОВОЗБУ)КДЕНИЕМ

Изобретение относится к области авгоматического регулирования напряжения синхронных генераторов, в частности судовых синхронных валогенерà ropoa с самовозбужде- . нием, питающих потребители электроэнергии непосредственно или через частотный преобразователь, а также потребителей постоянного тока через выпрямитель.

Известно устроиство для фазового комиаун. дирования синхронного генератора с самовозоуждением, содержащее компаундирующий трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с фазами статора генератора, конденсаторные батареи, одна нз которых, через линейный магнитный элемент соединенная со статором генератора, включена последовательно с иервичнои обмоткой трансформатора напряжения, подключенного вгоричной оомоткой к выпрямительному мосту системы возбуждения, а другая включена параллельно цепи, состоящеи из первичной обмотки трансформатора напряжения и первой конденсационной батареи.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается в результате того, что вторичная обмотка компаундирующего трансформатора подключена к началу цепи, состоящей из первичной обмотки трансформатора напряжения и первой конденсаторной батареи. При этом в качестве линейного магHHTHoIO элемента использован дроссель с воздушным зазором.

В качестве линейного магнитного элемента может быть использована вторичная обмотка

5 комиаундирующего трансформатора, выполненного с воздушным зазором.

l- а фиг. 1 — 4 представлено четыре возможных варианта схем замещения устройства комиаундирования в однофазном исполнении;

10 на фиг. 5 — вариант трехфазного выполнения устройства, однофазная схема замещения которого представлена на фиг. 4.

Устройство содержит основную цепь из последовательно включенных в горичной обмот15 ки 1 трансформатора тока с воздушным зазором, первичной обмотки 2 трансформатора напряжения и первой батареи конденсаторов 3.

Вторичная обмотка 4 трансформатора напряжения через выпрямитель 5 присоединена к

20 обмотке возбуждения генератора.

Вторая батарея конденсаторов б включена после вторичной обиотки 1 трансформатора тока параллельно основной цепи, первичная обмотка 7 этого трансформатора подключена последовательно с фазами статора синхронного генератора.

Вместо трансформатора тока с воздушным зазором и обмотками 1 и 7 можно использовать дроссель 8 и трансформатор тока с об3О мотками 9 и 10, 438086

При подключении системы возбуждения от статора вращающегося синхронного генератора через основную цепь начинают протекать токи вследствие наличия остаточного намагн ичивания генератора. Эти токи трансформируются в обмотку 4 трансформатора напряжения и через выпрямитель 5 подаются в обмотку возбуждения генератора, что повышает напряжение статора и ток в системе возбуждения генератора.

Процесс продолжается до тех пор, пока вольт-амперная характеристика цепи возбуждения не пересечет характеристику холостого хода генератора. Генератор возбудится до напряжения, которое в диапазоне частоты вращения от 0,8 до 1,1 номинальной отличается от номинального па величину, не большую

2,5

Надежному самовозбуждению генератора способствует то, что при наименьшей частоте вращения (0,8 номинальной) емкостное сопротивление батареи конденсаторов 6 равно эквивалентному сопротивлению элементов основной цепи, включенных между статором генератора и этой батареей, имеющему индуктивньш характер. При этом ток возбуждения генератора не зависит от величины входного сопротивления выпрямителя 5 и обмотки возбуждения генератора, т. е. устройство при частоте вращения 0,8 от номинальной приобретает свойства схем Бушеро.

Параметры устройства рассчитываются таким образом, что при уменьшении частоты вращения генератора до частоты, сответствующей последовательному резонансу, которая близка к половине от номинальной частоты вращения, ток возбуждения генератора увеличивается, а напряжение его остается примерно постоянным.

При увеличении частоты вращения наблюдается обратная картина.

Ток нагрузки, проходя по обмотке 7 или 10 трансформатора тока, вызывает появление компаундирующей составляющей тока возбуждения, величина которой пропорциональна току нагрузки, а фаза при чисто активной нагрузке на 90 опережает составляющую тока возбуждения холостого хода.

Близость закона изменения компаундирующей составляющей тока возбуждения от частоты к соответствующей регулировочной характеристике генератора обеспечивается указанным на чертежах местом включения вторичной обмотки 1 или 9 трансформатора тока и соответствующим выбором его коэффициента трансформации.

Таким образом, как при холостом ходе, так и под нагрузкой характеристики предлагаемого устройства достаточно близко приближаются к регулировочным характеристикам генератора, обеспечивая точность поддержания напряжения +2,5 .

Если генератор используется для питания потребителей постоянного тока через выпрямитель, то параметры устройства рассчитываются таким образом, чтобы поддерживалось постоянным номинальное напряжение на выходе выпрямителя, при этом рабочий диапазон частот вращения генератора равен от 0,59 до

0,815 номинальной.

Предмет изобретения

1. Устройство для фазового компаундирования синхронного генератора с самовозбуждением, содержащее компаундирующий трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с фазами статора генератора, конденсаторные батареи, одна из которых, через линейный магнитный элемент соединенная со статором генератора, включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора напряжения, подключенного вторичной обмоткой к выпрямительному мосту системы возбуждения, а другая включена параллельно цепи, состоящей из первичной обмотки трансформатора напряжения и первой конденсаторной батареи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, вторичная обмотка компаундирующего трансформатора подключена к началу цепи, состоящей из первичной обмотки трансформатора напряжения и первой конденсаторной батареи.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве линейного магнитного элемента использована вторичная обмотка компаундирующего трансформатора, выполненного с воздушным зазором.

438086. фиг. Z

Фиг. 3

Ф иг. ð

Фйг, Составитель К. Фотина

Техред А. Камышникова

Корректор Н. Аук

Редактор В. Левятов

Заказ 3512/8 Изд. № 1909 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2