Регулятор возбуждения электрических машин

 

(72) Автор изобретения

Я.А. Полевик ..г

Ф й

/ г (71) Заявитель (5ч) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано для регулирования напряжения или частоты электрических машин.

Известен регулятор возбуждения электрических машин, в котором регулирование осуществляется способом широтно-импульсной модуляции. 8 качестве модулятора ширины импульсов применяют магнитный усилитель; подключенный к транзисторному усилителе мощности, соединенному последовательно с обноткой возбуждения машины. При изменении входного сигнала измерительного органа, подключенного к объекту регулирования, изменяется коэффициент заполнения импульсов напряжения в обмотке возбуждения и тем самым меняется средний ток возбуждения и регулируется выходное напряжение или частота AD) 3.

Однако применение этого регулятора возбуждения требует наличия измерительного органа, постоянно реагирующего на изменение входного сигнала и передающего это изменение на вход модулятора ширины импульсов, непрерывно отрабатывающего и преоб5 разующего этот сигнал. Таким, образом, вся система управления (измерительный орган, модулятор ширины импуль" сов) работает в непрерывном режиме, о что приводит к уменьшению КПД и уве" личению габаритов устройства.

Наиболее близким к изобретению является регулятор возбуждения элект" рических машин, содержащий транзисторный усилитель мощйости, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, а к входной цепи - вторичная обмот" ка токового трансформатора, измери26

М тельныи орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенныи к источнику питания f2).

9877?5

В известном регуляторе токовый трансформатор, определяющий режим и цикл работы транзисторного усилителя мощности, в конце каждого рабочего цикла полностью размагничивается при полном токе нагрузки, что приводит к принудительному эапиранию укаэанного усилителя, т.е. в конце каждого рабочего цикла осуществляетcR полное неуправляемое размагничивание при полном токе нагрузки, при этом потребляется значительная мощность. Кроме того, измерительный орган работает в непрерывном режиме, что приводит к ухудшению энергетических показателей регулятора.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей регулятора путем уменьшения потребляемой мощности и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе возбуждения электрических машин, содержащем транзисторный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, а к входной цепи - вторичная обмотка токового трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задаюцих импульсов, подключенный к источнику питания, укаэанный токовый трансформатор снабжен раэмагничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа„ вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов.

Кроме того, с целью повышения надежности токовый трансформатор снабжен намагничиваюцей обмоткой, связанной с источником питания.

На чертеже представлена схема регулятора возбуждения электрических машин.

Регулятор содержит транзисторный усилитель 1 мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка 2 токового трансформатора 3, а к входной цепи - вторичная обмотка 4 токового трансформатора 3, изме рительный орган 5, связанный с измерительными выводами 6 и 7 регулятора, генератор 8 задающих импульсов, подключенный к источнику 9 питания, размагничивающую 10 и намагничивающую 11 обмотки токового трансформатора 3. При этом один конец раэмагничивающей обмотки 10 подключен к первому измерительному выводу 6 регулятора, а другой коЬ нец через усилитель l2 подключен к второму измерительному выводу 7 регулятора. Намагничивающая обмот« ка 11 токового трансформатора 3 подключена к источнику 9 питания через

> токоограничивающий элемент 13 (резистор). В качестве источника 9 питания может служить, например, генератор постоянного тока с обмоткой

14 возбуждения, зашунтированной вен1 тилем 15, выходные выводы которого являются измерительными выводами регулятора.

Регулятор возбуждения электрических машин работает следующим образом.

Предположим, что изменилось напряжение на выходе генератора 9 постоянного тока. Тогда при появлении импульса на генераторе 8 задающих импульсов измерительный орган 5 подключается к измеряемому напряжению генератора 9 постоянного тока и на вход усилителя 12 подается сигнап, пропорциональный разности величин измеряемого и эталонного напряжений, который подает напряжение на размагничивающую обмотку 10 токового трансформатора 3 транзисторного усилителя 1 мощности. Токовый трансфор35 матор 3 транзисторного усилителя 1 размагничивается на определенную величину. После пропадания импульса с генератора 8 задающих импульсов измерительный орган 5, усилитель 12 и размагничиваюцая обмотка 10 обес" точиваются. За счет намагничивающей обмотки 11, включенной в намагничи" вающем направлении для токового трансформатора 3, усилитель 1 мощности лавинообразно открывается и переходит в режим насыщения (ре" зитор 13 служит для ограничения тока через намагничивающую обмотку 11.

В частном случае цепочку обмотки 11

50 резистор 13 можно исключить, и запуск усилителя будет осуществляться эа счет ЭДС самоиндукции размагничивающей обмотки 10). По обмотке

14 возбуждения потечет ток. Транзис торный усилитель 1 мощности будет оставаться в открытом состоянии до тех пор, пока сердечник токового трансформатора 3 не насытится, пос5 6 размагничивание токового трансформатора на холостом ходу во всех режимах его работы, что приводит к уменьшению потребляемой мощности токовым трансформатором, Применение изобретения обеспечивает также резкое уменьшение мощности измерительно" го органа до величины, позволяющей перевести измерение и управление регулятором с энергетической точки зрения на гибридно-интегральную технологию без применения дополнитель" ных каскадов усилвния, и повышение помехозащищенности, так как измерение осуществляется за короткий промежуток времени.

Формула изобретения

1. Регулятор возбуждения электрических машин, содержащий транзистор" ный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, к входной цепи - вторичная обмотка токо1 вого трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенный к источнику питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения потребляемой мощности, токовый трансформатор снабжен размаг. ничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа, вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов.

2. Регулятор по и. 1, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, токовый трансформатор снабжен намагничивающей об" моткой, связанной с источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бунаков В.Л., Гаспаров P.Ã.

Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин.

И., "Энергия", 1966, с. 5.

2. Авторское свидетельство СССР

lF 430477, кл. Н 02 P 9/02, 1972.

5 98777 ле этого усилитель 1 мощности закроется, так как его вход зашунтирован омическим сопротивлением вторичной обмотки 4 насыщенного токового трансформатора 3. На обмотке 14 возбуждения возникает ЭДС самоиндукции, которая замыкается через шунтирующий вентиль 15 ° При следующем включении генератора 8 задающих импульсов процесс повторяется. î

Время открытого состояния усилителя 1 мощности, а значит и среднее значение тока возбуждения, зависит от времени размагниченного состояния сердечника токового трансформа- 13 тора 3 транзисторного усилителя 1 мощности с токовой положительной обратной связью, которое определяется величиной сигнала, поступающего от измерительного органа. При нулевом 2в сигнале измерительного органа 5 к размагничивающей обмотке 10 не прикладывается размагничивающее напряжение, поэтому токовый трансформатор 3 усилителя 1 мощности насыщен И и ток в обмотке 14 возбуждения равен нулю. При максимальном сигнале измерительного органа 5 токовый трансформатор 3 полностью размагни- чен и транзисторный усилитель 1 мощ- Зв ности открыт, но открыт не весь период, так как токовый трансформатор необходимо размагнитить, поэтому во время импульса управления усилитель 1 заперт, т.е. каэфициент воз" буждения меньше .единицы. Так как измерение напряжения осуществляют во время фиксированного тактового импульса, получаемого от генератора

8 задающих импульсов, а период переключения транзисторов значительно меньше постоянной времени обмотки возбуждения Тпе <с в, где Тпв период переключения транзисторов, постоянная времени обмотки воз- буждения, то изменения напряжения при внешних возмущениях не происхо дит за период переключения транзисторного усилителя, т.е. за это время ток в обмотке возбуждения практически не изменяется, поэтому измерять напряжение можно только во время импульса. .Таким образом, в предлагаемом ре-. гуляторе осуществляется управляемое

987775

Составитель Л. Краснов а р . р Техреду И. Надь

Реаакто А. Ога Корректор О. Билак

Заказ 10323/45 Тираж 68 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1ЦОЯ Москва Ж-Я Ра шская наб. g 4Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная

Регулятор возбуждения электрических машин Регулятор возбуждения электрических машин Регулятор возбуждения электрических машин Регулятор возбуждения электрических машин 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания стабилизированных электромашинных источников электропитания на базе синхронных генераторов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения генераторов трехфазного переменного тока автономных источников электрической энергии. Технический результат - снижение небаланса фазных напряжений и одновременное уменьшение степени несинусоидальности кривой напряжения при работе генератора на переменную неоднородную несимметричную нагрузку. Устройство коррекции напряжения содержит в каждой фазе вольтодобавочный трансформатор (1-1, 1-2 и 1-3), блоки управления (2-1, 2-2 и 2-3), в которые входят первый выпрямитель (3) однофазный однополупериодный, второй выпрямитель (4) однофазный мостовой, формирователь-ограничитель (5), первый (7) и второй (8) формирователи коротких импульсов, АЦП (9), логические элементы НЕ (10) и ИЛИ (11), RS-триггер (12), элемент задержки (13), генератор (14) импульсов стабильной частоты, регистр памяти (15), суммирующий счетчик (16), вычитатель (17), ЦАП (18), трехмерный блок памяти (19), электронные ключи (20…27), которые образуют коммутатор (28). К блокам управления (2-1, 2-2 и 2-3) подключен задающий регистр (6). Фазные нагрузки (29-1, 29-2 и 29-3) включены последовательно с вторичными обмотками соответствующих трансформаторов (1-1, 1 -2 и 1-3) и через сетевые зажимы (30-0, 30-1, 30-2 и 30-3) - к трехфазному генератору (31) с системой 32 регулирования возбуждения. Устройство с высокой точностью обеспечивает баланс фазных напряжений и компенсацию искажений кривой переменного напряжения. 2 ил.
Наверх