Автономная система энергоснабжения

 

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ , содержащая синхронный ге нератор переменного тока, к выводам якорных обмоток которого подключены потребители переменного тока и через трансформаторно-выпрямительный блок потребители постоянного тока, регулятор напряжения, суммирую1ций узел которого первым входом связан с выводами якорных обмоток через датчик текущего значения, второй инвертирующий вход соединен через масштабирующий делитель с выходом трансформаторно-выпрямительного блока , третий инвертирующий вход соединен с выходом формирователя среднего значения напряжения, вход измерительного трансформатора связан с выводами якорных обмоток, выход сумматора через формирователь пилообразного сигнала соединен с одним входом блока сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного сигнала, а выход через усилитель соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности поддержания напряжения при наличии широкого спектра искажения, между выходом измерительного трансформатора и входом формирователя среднего значения напряжения установлен заграждающий фильтр по основной гармонике.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g Н 02 P 9/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

НИРТ ЮА (21) 3446791/24-О7 (22) 03.06.82 (46) 07..10.84. Бюл. ¹ 37 (72) А.Г. Косневич, Н.Т..Кротов, О.л. Бурлаков и В.А. Бурнягин (53). 621.313.12.025.07(088.8) (56) 1. Злочевский В.С. Системы электроснабжения пассажирских самолетов. М., "Машиностроение", 1977, с. 113.

2. Злочевский В.С. Системы электроснабжения пассажирских самолетов, И., "Машиностроение", 1977, с. 119. .3. Авторское свидетельство СССР № 980242, кл. H 02 Р 9/30, 1981. (54)(57) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, содержащая синхронный геиератор переменного тока, к выводам якорных обмоток которого подключены потребители переменного тока и через трансформаторно-выпрямительный блок потребители постоянного тока, регулятор напряжения, суммирующий .узел которого первым входом связан,SUÄÄ 1117816 А с выводами якорных обмоток через датчик текущего значения, второй инвертирующий вход соединен через масштабирующий делитель с выходом трансформаторно-выпрямительного блока, третий инвертирующий вход соединен с выходом формирователя среднего значения напряжения, вход измерительного трансформатора связан с выводами якорных обмоток, выход сумматора через формирователь пилообразного сигнала соединен с одним входом блока сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного сигнала, а выход через усилитель соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания напряжения при наличии широкого спектра искажения, между выходом измерительного трансформатора и входом формирователя среднего значения напряжения. установлен заграждающий фильтр по основной гармонике.

1117816

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах энергоснабжения, преимущественно в авиационных, где для питания потребителей от одного источника используется электроэнергия постоянного и переменного тока, причем мощность потребителей постоянного тока соизмерима или превышает мощность потребителей перемен-, 10 ного тока и носит ярко выраженный нелинейный характер.

Известна автономная система энергоснабжения, содержащая синхронный генератор, к выводам якорной цепи 15 которого подключены нагрузка переменного тока и.через выпрямитель нагрузка постоянного тока. Измерительный вход регулятора напряжения включен на вход нагрузок перемен- 20 ного тока, выход регулятора соединен с обмоткой возбуждения генератора Я .

Недостатком этой энергосистемы является низкая точность поддержа- 25 ния напряжения на стороне постоянного тока, так как измерительный орган регулятора не может воспринимать искажения, определяемые комму. тацией вентилей силового выпрями- . 50 теля и падение напряжения в трансформаторно-выпрямительном блоке и проводах сети постоянного тока.

Известна энергосистема, которая имеет аналогичную с первой структу35 ру силовой части, но измерительный вход регулятора напряжения включен на вход нагрузки постоянного тока Pj.

Регулятор обеспечивает приемлемое качество электроэнергии постоян. ного тока, но не обеспечивает питание потребителей переменного тока стабильным напряжением. Это вызвано тем, что измерительный орган ðåгулятора воспринимает искажения силового выпрямителя, поэтому иэ-за наличия фильтров регулятор изменяет ток возбуждения пропорционально средневыпрямленному значению, которое 50 при наличии искажений формы кривой генератора сильно отличается от эффективного значения, требуемого нагрузками переменного тока.

Наиболее близким техническим ре- 55 шением к изобретению является автономная система энергоснабжения, содержащая синхронный генератор, к выводам якорных обмоток которого подключаются потребители переменного тока и через трансформаторновыпрямительный блок потребители IIo стоянного тока. Регулятор напряжения имеет в своем составе сумматор, первый вход которого соединен с якор- . ными выводами через датчик текущего значения напряжения и корректирующий узел, второй инвертирующий вход соединен с теми же выводами якорных цепей через канал компенсации, выполненный в виде последовательно соединенных измерительного трансформатора, частотного дис-.криминатора и формирователя среднего значения напряжения, а третий инвертирующий вход через масштабирующий делитель напряжения соединен с выходом трансформаторно-выпрямительного блока, выход сумматора связан через формирователь пилообразного сигнала с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к источнику эталонного сигнала, выход компаратора через усилитель соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора (31 .

Наличие дополнительного канала компенсации с частотным дискриминатором и связи с выходом трансформаторно-выпрямительного блока позволяет обеспечить высокую точность поддержания напряжения на обоих потребителях, но только в том случае, когда известна периодичность и величина включения импульсной нагрузки постоянного тока. При переменной скважности и сильной нелинейности характера тока нагрузки постоянного тока это устройство не обеспечивает требуемое качество электроэнергии.

Целью изобретения является повы-. шение точности поддержания напряже" ния при наличии широкого спектра искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в автономной системе энергоснабжения, содержащей синхронный генератор переменного тока, к выводам якорных обмоток которого подключены потребители переменного тока и через трансформаторно-выпрямительный блок потребители постоянного тока, регулятор напряжения, суммирующий узел которого первым входом связан с выводами якорных обмоток через датчик текущего значения, второй инз 111 вертирующий вход соединен через масштабирующий делитель с выходом трансформаторно-выпрямительного блока, третий инвертирующий вход соединен с выходом формирователя среднего эна- 5 чения напряжения, вход измерительного трансформатора связан с выводами якорных обмоток, выход сумматора через формирователь пилообразного сигнала соединен с одним входом блока 1Î сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного сигнала, а выход через усилитель соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, между выходом измерительного трансформатора и входом формирователя среднего значения напряжения установлен заграждающий фильтр по основной гармонике.

На чертеже приведена блок-схема авщ тономной системы энергоснабжения.

Синхронный генератор 1 выводами якорных обмоток соединен с потребителями переменного тока и через трансформаторно-выпрямительный блок 2 с 25 потребителями постоянного тока.

Регулятор напряжения 3 измерительной цепью, состоящей из датчика 4, текущего значения напряжения и корректирующей цепочки 5, соединен с щ первым входом суммирующего узла 6 и якорными обмотками генератора. Второй инвертирующий вход суммирующего узла 6 через масштабирующий делитель

7 напряжения соединен с выходом

35 трансформаторно-выпрямительного блока 2. К третьему, также инвертирующему входу суммирующего узла 6, подключена компенсирующая цепь, выполненная на последовательно соединен40 ных между собой формирователе 8 среднего значения напряжения, заграждающем фильтре 9 по основной гармонике и измерительном трансформаторе

10, вход которого соединен с якор45 ными обмотками синхронного генера.тора. Выход суммирующего узла 6 соединен с входом формирователя 11 пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов

59 блока 12 сравнения, к другому входу которого подключен источник 13 опорного сигнала. Выход формирователя 11 сравнения через усилитель 14 связан с обмоткой возбуждения синхронного генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

7816

Работа энергосистемы в режиме медленно изменяющихся и линейных по характеру потребляемого тока нагрузок не отличается от работы типовых регуляторов, имеющих такую же структуру.

Из-за отсутствия спектра высших гармонических в кривой синусоидального напряжения генератора переменного тока канал компенсации, выполненный на измерительном трансформаторе 10, заграждающем фильтре 9 и формирователе 8 среднего значения, подключенный к третьему инвертирующему входу суммирующего узла 6, не оказывает . влияния на работу регулятора, так как основная гармоника на этот вход не приходит.

При включении по цепи постоянного тока нелинейной нагрузки с нелинейным характером и произвольной цикличностью коммутации, например, емкостных накопителей, в кривой переменного тока генератора 1 возникает широкий спектр высших гармонических, приводящий к резкому снижению точности регулируемого напряжения. При таких нагрузках на входах суммирующего узла 6 действуют три входных сигнала. На первом, прямом входе, действует синусоидальное напряжение с выхода корректирующей цепи 5 о текущем значении напряжения переменного тока генератора i, на второй инвертирующий вход суммирующего узла 6 подается сигнал с выхода масштабирующего делителя 7 напряжения, вход которого подключен к выходу трансформаторно-выпрямительного бло-. ка 2. Этот сигнал содержит информаI цию о текущем значении напряжения выпрямленного тока потребителей постоянного тока, т.е. сигнал, содержащий в себе весь спектр высших гармонических, содержащийся в кривой напряжения при включении нелинейной нагрузки. Воздействие только этих двух напряжений приводит к появлению ошибки регулирования. Для компенсации этой ошибки на третий инвертирующий вход подается сигнал с выхода узла 8, который за счет наличия заграждающего фильтра по основной гармонике содержит информацию о величине ошибки, возникающей при регулировании от сигнала, снимаемого с делителя 7. Вычитание сигналов второго и третьего входа из сигнала первого входа суммирующего узла

Мариекнцкаи 7 риекникок

Электроэнергии злетпроэиергии

3» я)азнагО аостаянноаа леремениого яака тлока

Составитель А. Лебедев

РедактоР Т. КУгРышева ТехРед З.Палий

Корректор А. Обручар

Заказ 7274/42 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

11

6 позволяет получить на выходе суммирующего узла 6 более точную информацию. Сигнал с выхода суммирующего узла 6 преобразуется формирователем

11 в пилообразное напряжение, сравнивается на блоке 12 сравнения с величиной опорного сигнала источника

13, где вырабатывается управляющий сигнал для усилителя 14 мощности и

17816 6 подается на обмотку возбуждения гене. ратора 1.

Предлагаемая автономная система энергоснабжения позволяет повысить точность регулирования напряжения на шинах постоянного и переменного токов, чем увеличивает надежность и срок службы работы потребителей.: