Устройство для стабилизации частоты и напряжения асинхронного генератора

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДННЗЬСТВУ

Союз СеееМких

Сециалистическ и и

Рес<убаик

"" 67557О (бт) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2М 177 (2>) 2444719/24-07 (51)м ц 2 с присоединением заявки М2

HP 9/46

Государственный номнтет

СССР, но, делам изобретений н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 250779. Бюллетень Ио 27 (53) УДЫ 621. 316 . 722:

621 313 332 (088.8) Дата опубликования описания 250779

Ю.A. Тихонов, Н.Г. Теслюк, В.A. Симатов, М. П.Галкин и Г.T.Óäîäîâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ

И НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к областй стабилизации частоты и напряжения электромашинных источников питания, работающих при нестабильйой скорости вращения вала и изменяющейся нагрузке.

Известны устройства стабилизации частотй и напряжения асинхронных ге нераторов,в которых регулирование напряжения на выходе асинхронного генератора осуществляется с помощью управляемых дросселей насыщения(1), (2). Эти устройства ие обеспечйвают стабилизации частоты асинхронного генератора.. .- наиболее близким по технической .15 сущности к изобретению являетси устройство для стабилизации частоты и напряжения асинхронного генератора, содержащее источник возбуждения стабильной частоты, включающий в себя 2 источник постоянного тока, задающий генератор, преобразователь в цепи обмотки возбуждения асинхронного ге,йератора и измеритель отклонейия напряжения от заданного. При этом

s качестве преобразователя использован преобразователь частоты, расположенный на роторе (3).

Частота выходного напряжения пре.образователя, а следовательно, и

2 асинхронного гейератора регулирует= ся задающим генератором, вход которого подключен к магнитоэлектрическому генератору, а вйход через трансформатор и устройство управления преобразователем частоты подключен к управляющему входу преобразователя частоты. Напряженйе на входе преобразователя -обеспечивает управляемый синхроннцй возбудитель, обмотка возбуждения которого через регулятор напряжения, реагирующий на отклонение выходного напряжения асинхронного генератора от заданного, подключена к магнитоэлектрическому генератору.

Указанное устройство представляет собой многомашинный агрегат со следующими и характерными для него недостаткамив регулирование напряжения асинхронного генератора осуществляется за счет регулировки первичного источника возбуждения (синхронного возбудителя), подключенного ко входу преобразователя частоты, расположенного на ротореуневозможность использования для питания преобразователя частоты источника с фиксированным напряжением;большая масса вращающихся частейтзатруднен отвод тепла от преобразователя часФ сигналов на управляющие электроды транзисторов . Выход инвертора соединен с обмоткой возбуждения асинхройного генератора 7, отклонение напряжения которого от заданного определяется измерителем 8 отклонения напряжения и подается на вход компаратора 6, где сравнивается с йапряжением генератора 5 треугольных колебаний . На выходе компаратора получаются импульсы, скважность которых пропорциональна изменению рабочего напряжения генератора 7, пОступающего на потребители 9.

Устройство для трехфазной системы стабилизации и напряжения асинхронного генератора:работает следующим образом. с помощью задающего генератора 2 и подается на фазосдвигающий блок

З,на выходе которого вырабатывается трехфазна 1 система прямоугольных колебаний, ф(вкнутых во времени на 120 эл.град.

Ширина прямоугольных импульсов составляет 180 эл.град., а частота следовайкя импульсов равна частоте задающего генератора 2.

Выходные напряжения с фазосдвигаюйие электроды"тиристоров инвертора

4, воздействуя на рабочую частоту инвертора 4 и -асинхронного генератора 7.

Для стабилизации напряжения асинхронного генератора 7, питающего потребителей 9, на компаратор 6 подается сигнал с генератора 5 треугольных колебаний (Uz на фиг.2) и сигнал с измерителя 8 отклонения напряжения от заданного (Uw. на фиг.

2), в результате сравнения которых на выходе компаратора б вырабатывается последовательность прямоугольных импульсов (О» на фиг.2), скваж. неййЬ выходного напряжения генератора 7 от заданного. Эти импульсы подаются на фаэосдвигающий блок 3 и модулкруют его трехфазное напряжение по -йиротно-импульсному закону. Модулированное напряжение с фазосдвкгающего блока 3 подается на управляющие цепи кнвертора 4, модулируя его рабочее

" напряженке по тому же закону. .Рабочее напряжение инвертора 4, воздействуя на величину среднего тока возбуждения генератора 7, определяет и величину рабочего напряжения генератора 7. При этом величина тока возбуждения изменяется обратно пропорцибнально отклонению рабочего напряжения генератора 7 от заданного.

3 . 675570 тотиев устройство имеет больщую пос- пример, по моотовой схеме на тиристоянную времени звена регулирования торах, путем подачи управляющих напряжения.

Целью изобретения является у рощение конструкции устройства и повышение быстродействия" регулировки" напряжения.

Это достигается тем, что в устройстве для стабилизации частоты и напряжения асинхронного генератора, содержащем источник воэбуждейия стабильной частоты, включающий в 30 себя источник постоянного тока, задающий генератор, преобразователь в цепи обмотки возбуждения асинхронйого генератора и измеритель отклонения-напряжения генератора от задан- j5 ного i качестве преобразователя использован инвертор, вход постоянного тока которого подключен к источйику постоянного тока, а устройство снабI жено,фазосдвигающим блоком, выпал- у) рабочая частота напряжения инвернеккым, напРимеР, по схеме совпаДени тора 4, а следовательно, и асинхрон" КомпаРатоРом и генеРатоРом тРеУтч ль- ного генератора 7 устанавливается ных колебаний. При этом выход задающего генератора подключен к первому входу фазосдвигающего блока, а выход измерителя отклонения напряжения " асикхрбйного генератора от заданного подсоединен на первый вход компарато ра, ко второму входу которбго подклю " чей"выЯод генератора треугольных колебаний, а выход компаратора подклю" чен ко входу управления фазосдвигающего блока, выход которого подключен к входам УпРавлениЯ инвеРтоРа. ВыхоД щего блока 3 поступают на управляю инвертора подсоединен к обмотке возбужденйя асинхронного генератора, З5

"-которая может располагаться на статоре или на роторе.

На фиг.1представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, пояс- няющие его работу.

Источник 1 является первичным источником вбзбуждения, и от него эапитываются задающий генератор 2, фазосдвигающий блок 3, инвертор 4 45 и генератор 5 треугольных колебаний.

Задающий генератор 2 является гекеатором двухполярных прямоугольных раторо д у колебаний, выполненным, например, носГ к т по схеме Роера илк на основе кварце- 50 вого резонатора. Задающий генератор

2 с помощью трансформаторной связи соединен с фазосдвигающим блоком 3(, выполненным например, по схеме совпадений и содержащим три релаксацкок- 15 ных однофаэных генератора прямоугольных колебаний.

Управление фазосдвигающкм блоком

3 по напряжению осуществляется от компаратора 6, состоящего, например, из транзисторного блокинг-генератора, соединенного с блоком 3 через обмотки трансформатора, входящего в состав фазосдвигающего блока 3.

Фазосдвигающий(блок 3 управЛяет работой инвертора 4, выполненного, на-, н - 65

Формула изобретения

5 675570

На диаграммах, прн веденных на фнг.2, приняты следующие обозначения:

U, — выходное напряжение измери- теля отклонения .напряжения асинхронного генератора от заданного;

Уа — треугольное равностороннее

5 напряжение Гбйбратора треугольных колебаний 5I

Б„Ц,Ц; .выходные немодулированные фазные напряжения фазосдви- 10

; гающего блока 3i

t„ — выходное напряжение компаратора б;

Ф

U„„ — модулированное напряжение фазы A фаэосдвигающего блока 3;

Бдсц- модулированное линейное напряжение между фазами A и С на выходе фазасдвигающего блока 3.

Стабилизация частоты и напряжения 20 асинхронного генератора с помощью предлагаемого устройства обеспечивает высокую точность стабилизации Параметров,так как стабильность по частоте определяется стабильностью задающего генератора,а стабильность по напряжению с высокой точностью обеспечивается благодаря широтно-импульсной модуляции тока возбуждения асинхронного генератора. При этом в предлагаемом устройстве достигается совмещение в источнике возбуждения функций стабилизации частоты и йапряжения и отпадает необходимость регулировки по напряжению первичного источника возбуждения.масса вращаю- 35 щихся частей асинхронного генератора сводится к минимуму.

Устройство обеспечивает простоту конструкции при высоком качестве стабилизируемых параметров. 40 асср

ЦИИИПИ Заказ 4342/48

Тираж В56 Подписное

Филиал ППП .Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Устройство для стабилизации частоты и напряжения асинхронного генератора, содержащее. источник возбуждения стабильной частоты, включающий в себя источник постоянного тока, задающий генератор, преобразователь в цепи обмотки возбуждения асияхронного генератора и измеритель отклонения напряжения генератора от заданного, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повыаения быстродействия регулирования, в качестве преобразователя использован инвертор, вход постоянного тока которого подключен к источнику постоянного тока, а устройство снабжено фазосдвигающим блоком, выполненным, например,по схеме совпадений,компаратором,генерато-; ром треугольных колебаний, причем выход задающего генератора подключен к первому входу фаэосдвигающего блока, выход измерителя отклонения напряжения генератора от заданного — на вход компаратора, ко второму входу которого подключен выход генератора треугольных колебаний, а выход компаратора подключен ко"входу управления фазосдвигающего блока, выход которого подключен ко входам управления инвзртора.

Источники информации, прин ятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

9 113315, кл. Н 02 Р 9/46, 195

2. Авторское свидетельство СССР

9. 167566, кл.Н 02 P 9/46, 1964.

3 ° Патент CIIIA Р 3070740, кл.32240, 1962.