Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой

 

ОП И САН ЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

4792I0 ьоюа Соеетскит1

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.72 (21) 1850901/24-7 с присоедини нпсм заявки № (23) Приоритст

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 08.10.75 (5 l ) М. Кл. Н 02р 9, 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ие делам иэобретений (58) УД1;, 621.З З.12. .024(02э.07 (088.8) и открытий (72) Автор изобретения

В, П. Степаненко (71) Заявитсль (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

АВТОНОМНОЙ ЭЛ ЕКТРОЭНЕРГЕТИЧ ЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к устройствам автоматизации автономных электроэнергетических установок с генераторами постоянного и переменного тока, приводимыми во вращение двигателем внутреннего сгорания.

Известно устройство автоматического управления автономной электроэнергетичсской установкой с генераторами постоянного и переменного тока и приводным двигателем внутреннего сгорания, содержащее электромагнитный регулятор подачи топлива, токовая обмотка которого включена в якорную цепь генератора постоянного тока, фазочувствительный выпрямитель с контуром последовательного резонанса управляемый выпрямитель, регуляторы напряжения и мощности, измеритель активной мощности, модулятор, блок умножения и нелинейные преобразователи.

Недостатком известного устройства является сложность схемы и низкая надежность.

Цель изобретения — устранить указанные недостатки.

Это достигается за счет того, что обмотка управления блока умножения подключена через первый нелинейный преобразователь к за- 25 жимам генератора постоянного тока, в якорную цепь которого включена обмотка управления модулятора, по выходу соединенного с рабочими обмотками блока умножения, выходные зажимы которого через выпрямитель ЗО соединены с одной нз обмоток управления регулятора мощности, две другие обмотки которого также через выпрямители соединены с подвозбудителем и измерителем активной мощности, причем обмотк", напряжения электромагнитного регулятора мощности подключена к выходу управляемого выпрямителя, по цепи управления соединенному через фазоимпульсный орган с выходом фазочувствительного выпрямителя с контуром последовательного резонанса на управляемом дросселе, обмотка подмагничивания которого через второй нелинейный преобразователь и выпрямитель подключена к выходным зажимам блока умножения.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фнг. 2, а — зависимость мощности Ж„двигателя внутреннего сгорания от его угловой скорости со;,; на фиг. 2, б — зависимость напряжения У„генератора на выходных зажимах от тока его якоря 1, (внешняя характеристка генератора).

Объектом управления является автономный электроагрегат, состоящий из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), приводящего во вращение генератор постоянного тока Г и бесконтактный генератор переменного тока, конструктивно состоящий из подвозбудителя ПВ, возбудителя ВЗ, вращающегося выпрямителя

ВВ с обмоткой возбуждения ОВСГ и син479210

3 хронного генератора СГ с регулятором напряжения PH.

На дроссельную заслонку ДВС воздействует электромагнитный регулятор подачи топлива, токовая обмотка ЭР1 которого включена последовательно в силовую цепь генератора Г, а обмотка напряжения ЭРН подключена к выходным зажимам управляемого выпрямителя УВ на тиристорах. Управляющие электроды тиристоров подключены через фазоимпульсное устройство ФИУ к выходным зажимам фазочувствительного выпрямителя ФВ с контуром последовательного резонанса, образованным конденсатором С и обмотками управляемого Др1 и неуправляемого Др2 дросселей. Обмотка подмагничивания дросселя

Др2 подключена через нелинейный преобразователь Н111 и выпрямитель Вl к выходным зажимам блока умножения БУ. Обмотка возбуждения ОВГ генератора Г включена последовательно с угольными столбами регулятора напряжения РУН и регулятором мощности

РУМ к выходным зажимам генератора Г, к которым также подключена обмотка управления ОУ1 регулятора РУН. Обмотка ОУ2 этого регулятора включена на падение напряжения участка силовой цепи генератора Г.

Обмотки управления регулятора мощности

РУМ подключены через выпрямители В l — ВЗ соответственно к выходным зажимам: ОУЗ— блока умножения БУ, ОУ4 — к выходным зажимам подвозбудителя ilB, ОУ5 — измерителя активной мощности нагрузки ИАМ в силовой цепи генератора СГ.

Измеритель мощности нагрузки генератора

Г представляет собой два каскадно включенных магнитных усилителя-модулятора М и блока умножения БУ, собранных по мостовой схеме, Обмотка управления модулятора М включена последовательно в якорную цепь генератора Г. К выходной диагонали моста модулятора М подключены рабочие обмотки блока умножения БУ. Обмотка управления блока БУ подключена через нелинейный преобразователь НП2 к зажимам генератора Г.

Устройство работает следующим образом.

При отборе мощности на переменном токе стабильной частоты выключатель К включен, закорачивая рабочую обмотку управляемого дросселя Др2.

Действие устройства при отклонении частоты переменного тока от резонансной частоты контура, образованного из конденсатора С и обмотки неуправляемого дросселя Др l, направлено на такое изменение тока в обмотке напряжения электромагнитного регулятора подачи топлива, при котором частота тока (а следовательно, скорость вращения двигателя внутреннего сгорания) оставались бы на неизменном уровне.

Так, например, при увеличении частоты изменение фазы управляющих импульсом на выходе фазоимпульсного устройства ФИУ приведет к уменьшению угла управления тиристоров, что вызовет увеличение среднего

55 значения выпрямленного тока в обмотке напряжения ЭРН электромагнитного регулятора подачи топлива, что приведет к уменьшению скорости вращения двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения подачи топлива в двигатель.

В режиме поддержания стабильной скорости вращения двигателя ДВС обеспечена возможность отбора мощности и на постоянном токе, Действие устройства при этом направлено на формирование у генератора Г внешней характеристики, состоящей {см. фиг. 2, б) из участка повышения выходного напряжения генератора в функции тока нагрузки АБ; участка постоянства мощности нагрузки БВ; участка постоянства тока нагрузки BE.

Повышение напряжения на зажимах генератора Г в функции тока нагрузки достигается е помощью угольного регулятора напряжения РУН.

При этом за счет компенсации падения напряжения в питающих кабелях повышается точность поддержания напряжения на зажимах потребителя.

Начиная с точки Б, которая соответствует максимальной мощности двигателя внутреннего сгорания, в работу вступает угольный регулятор мощности РУМ.

Управление регулятором РУМ осуществляется обмотками ОУЗ вЂ” ОУ5.

Обмотка ОУЗ питается выходным током измерителя нагрузки постоянного тока, содержащего модулятор и блок умножения.

Модулятор М преобразует ток генератора Г в пропорциональное напряжение переменного тока, которое используется для питания блока умножения БУ, Учитывая, что ток в обмотке управления блока умножения пропорционален выходному напряжению генератора Г, выходное напряжение блока умножения пропорционально электрической мощности нагрузки генератора Г.

При неизменной скорости вращения ДВС напряжение на выходных зажимах подвозбудителя неизменно. Ампер-витки, создаваемые обмоткой ОУ4, подключенной через выпрямитель к подвозбудителю, будут также неизменными, С помощью обмотки ОУЗ, осуществляющей отрицательную обратную связь по мощности нагрузки, будет обеспечено формирование гиперболического участка БВ внешней характеристики генератора Г, соответствующего максимальному значению мощности, развиваемой

ДВС.

При одновременном отборе мощности на постоянном и переменном токе благодаря действию обмотки ОУ5 ток в которой пропорционален активной мощности нагрузки перемен ного тока, уставка регулятора РУМ будет изменяться.

Так, например, будет формироваться у.часток Б В (Е ), что исключит перегрузку ДВС.

Характеристика нелинейного преобразователя НП2 в цепи обмотки управления блока умножения БУ, измерителя папря>кеш;я генератора Г рассчитана таким образом, что при значениях U„. ) U„(U, — напряжение в точке В) нелинейный преобразователь НП2 работает, как пропорциональное звено.

При значениях U„< U, б ".àãîäàðÿ действию НП2 на обмотку управления блока БУ поступает постоянный сигнал, в связи с чем сигнал на выходе этого блока будет про".о".ционален только току нагр;зкп генератора Г.

Т. е. регулятор мощности при ука,a!I! biz значениях выходного напря>кения ге !спятopa Г вырождается в регулятор тока, обеспечивая формирование участка постоянства токо 81., При отборе voùlrocT;: только а поста Iliroм токе выключатель К ВыклЕОчен.

Действие устройства и этом режим:.: и,"л;равлено на формирование оптимальной регулчторной характеристики двигателя впутреппеГО сгорания и создание положптель1110и динамической мощности, обеспечивающей повышение скорости вращения ДВС до поминальп;ro зпачеa sr при ударном набросе нагрузки.

Оптимальная регуляторная характеристика б ж двигателя внутреннего сгорания (см. фиг. 2, а) характеризуется тем, что уровень скорости вращения ДВС при холостом ходе и малых нагрузках пон11жен, что cifocoOcTBvет увеличению моторесурса и экономии топлива, а при дальЕЕейше>l увеличеilllè ОTб:Ipàcìo!I от ДВС мощности оптимальная регуляторн".я характеристика совпадает с характеристикой бб минимального расхода топлива (аа— внешняя характсрп тика двигателя).

В связи с этим, !:pè холостом ходе установки контур последовательного резонанса, образованный конденсатором С и обмотками дросселей Др1 и Др2 настраивается путем изменения емкости конденсатора С на необходимую пониженную частоту.

При увеличении мощности нагрузки генератора Г контур последовательного резонанса автоматически перестраивается за счет питания обмотки подмагничивания управляемого дросселя Др2 выходным током блока умножения БУ. Этим достигается изменение cKQрости вращения ДВС в функции мощности нагрузки генератора Г. Благодаря нелинейному преобразователю НП1 в цепи обмотки подмагничивания дросселя Др2 зависимости ггг, = ) (М-,) придается нелинейный характер, соответствующий оптимальной регуляторной характеристике.

ПоложЕ!тельная динамическая мощность обр3а> ется благодаря ГПЕтани10 06>10тки ОУ4 рсгулятсра РУМ выходным напря>кением подвозбудителя ПВ, зависящим от скорости вращения.

При набросе нагрузки, превышающей без ограничения мощность ДВС, снижение напря".Сеlия Генератора Г по !vilep6o.геическом1, закону onecïå÷riâaeòcÿ Iia уровне, соответствуюцгЕ:77 тЕКунгЕМу ЗНЗЧЕНИ;О СКОрОСтИ ВращЕНИя

ДВС. Прп этом создаются условия для повышеешя скорости вращения ДВС до требуемоI-O 311 3ЧЕНггB

Предии T изобретения

Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетпческой установкой с генераторами постоянного и перемеЕшого тока и пригодным двпгатс,!ем III!yTpe! I!rcl сгорания. содержа.цее электромагп11тны11 регулятор Ilo,зач1! топлива, токовая обмотка которого включена в якорную цепь генератора постоянного тока, фазочувствптельный выпряxIIITeль с контуpovi последОВатсльнОГО рез0Наиеа,.УПРаВЛЯЕ !bill ВЬгПРЯМПтЕЛЬ, РЕГУЛЯТОРЫ напряжения и мощности, измеритель активной мощности. модулятор, блок умножения и нелинейные преобразователи, о т л и ч а ю щ е ее я тс>1, . Г Q. c ii "Г!ь!О уllpoll!CIIII и поВышения еЕаде>кпост11, 00мотка управлееllея О 10К3 умножения подключена через нелинейный преобразователь к .",ажимам генератора постоянноГО тОКа, В ЯКОРЬКУ г7 И: ill г;Г7ТОРОГО ВКГПОЧЕПа

06ХЕОТК3 г, Прав,te!11:71;„ОЛ,, !7!Тора, 110 ВЫХОд

COeQIIHeIlHO1 C l>360ч;Емп 0077t>TKalitl блох>! у..п!ожс71ия, выход ые зажимы которого lt рс3 ььп ря..и!гель соединены с одной пз обмо40 ток управления регулятора мощности, две другие обмотки регулятора также через выпрямители соединены с подвозбудптслем и 1 3 !ЕpпTС, 1Еу! 3КТПВI!О!1 МощПОСТг1, Пр71гlЕМ 06МО! и 3 11311 P 57 >IC C I! П Я Э Л С и Т Р 0 М 3 ГН П Т П 0 ГО Р С Г У, 71 То Р;1 подачи топлива подкл10!ена к выходу управi!le>70! 0 ВЫПРЯМIЕТЕЛЯ. !io ЦЕПП г PPBB,Е- I! tl,i соединенному черсз фазопмпульснып орган

ВЫХОДОМ фаЗОЧУВСтВПТ.-,-гЬНОГО ВЬ!ПРЯМПтЕЛЯ С

ЕЕОЕЕТ pobl ПОСЛ РЛОВагТСЛЫЗОГО 1ГС30113!IC3 !!a Vil равляемом дросссле, обмотка lioтмагппгп1113пня которого через второй пе преобразователь и выпрямитель подключе113 к Выходным зажимам блог;а умножения.

47921О

//@<8m а/,/ .,/

////з Р д.

///г 25

Редактор В. Девятов

Заказ 2699 13 Изд. № 1623 Тираж 782 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, /К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Круглова

Текред 3. Тараненко

Корректоры: И. Позняковская и Н. Аук

Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для регулирования частоты вращения электростанций с асинхронными генераторами и конденсаторным самовозбуждением

Изобретение относится к автономным источникам переменного тока и может быть использовано при проектировании электростанций с асинхронными генераторами

Изобретение относится к способу и устройству регулирования системы турбина - генератор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в турбогенераторной установке

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электроснабжения

Изобретение относится к генераторному устройству и может быть использовано для питания изменяющейся во времени нагрузки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в газово-турбинных установках

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрогенераторах, у которых для достижения максимального кпд и минимальных выбросов полное внутреннее сопротивление выбрано так, чтобы соответствовать нагрузочной способности привода первичного двигателя во всем диапазоне его частот вращения

Изобретение относится к автономным системам электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться на электрических станциях
Наверх