Автоматический корректор частоты для дизель-генераторных электростанций

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОРРЕКТОР ЧАСТОТЫ ДЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНиЯЙ, содержащий датчик отклонения частоты от заданного значения , релейный усилитель с двумя . раздельными входами и выходами, электрический серводвигатель постоянного тока, механически связанньй с регулятором подачи топлива дизеля, петьфе управляемых ключа, образующих своими замыкающими контактами реверсивный мост, одна из диагоналей которого подключена к якорн ой цепи серводвигателя, а к другой диагонали подключены тины источника питания, первьй выход релейного усилителя связан с цепями управления ключей в двух противоположных плечах моста, а второй - с цепями управления ключей двух других плеч моста, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддержания напряжения и частоты электроэнергии электростанции в переходных процессах, в него дополнительно введены датчик активного тока нагрузки, второй релейный усилитель с двумя раздельными входами и выходами, два реле, каждое из которых имеет по две пары замыкающих и размыкающих контактов , цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора,при § этом контакты каждого реле образзтот соответственно второй и третий ревер (Л сивные мосты, противоположные пары плеч которых образованы размыкающими и замыкающими контактами реле, крайние вьгаоды одной из диагоналей второго реверсивного моста соединены с вькодом датчика отклонения частоты, крайние вьтоды одной диагонали тьего реверсивного моста подключены Од 4 О9 к выходу датчика активного тока нагрузки , одни из выводов, других диагоналей второго и третьего реверсив а ного мостов объединены, свободный вывод диагонали второго реверсивного моста подключен к первому входу первого релейного усилителя, а свободньй вывод диагонали третьего реверсивного моста соединен с вторым входом первого релейного усилителя, цепь из резистора и конденсатора подключена параллельно выходу датчика активного тока нагрузки, вход второго репейного усилителя соединен с резистором той же цепи, один из выходой второго релейного усилителя ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 P 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604308/24-07 (22) 16.06.83 (46) 30.08.85. Бюл. У 32 (72) Ф.А.Широбоков (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов передвижных электростанций (53) 621.316.722:621.313.322 (088.8) (56) Константинов В.Н. Системы и устройства автоматизации судовых электроэнергетических установок. Л., "Судостроение", 1972, с. 153, 158.

Кринецкий И.И. Регулирование двигателей внутреннего сгорания. М., . "Машиностроение", 1965.

Широбоков Ф.А. Автоматический корректор частоты для передвижных электростанций. — "Электротехническая промьппйенность". Реферативный сборник сер. "Тяговое и подъемнотранспортное электрооборудование". (31) 1974, вын. 7. (54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОРРЕКТОР

ЧАСТОТЫ ДЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, содержащий датчик отклонения частоты от заданного значения, репейный усилитель с двумя . раздельными входами и выходами, электрический серводвигатель постоянного тока, мехаиически связанный с регулятором подачи топлива дизеля, четыре управляемых ключа, образующих своими замыкающими контактами реверсивный мост, одна иэ диагоналей которого подключена к якорной цепи серводвигателя, а к другой диагонали подключены шины источника питания, первый выход релейного усилителя связан с цепями управления ключей

„„Я0„„1176437 A в двух противоположных плечах моста, а второй — с цепями управления ключей двух других плеч моста, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности поддержания напряжения и частоты электроэнергии электростанции в переходных процессах, в него дополнительно введены датчик активного тока нагрузки, второй релейный усилитель с двумя раздельными входами и выходами, два реле, каждое из которых имеет по две пары замыкающих и раэмыкающих контактов, цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора,при этом контакты каждого реле образуют соответственно второй и третий реверсивные мосты, противоположные пары плеч которых образованы размыкающими и замыкающими контактами реле, крайние выводы одной из диагоналей второго реверсивного моста соединены с выходом датчика отклонения частоты, крайние выводы одной диагонали третьего реверсивного моста подключены к выходу датчика активного тока нагрузки, одни из выводов. других диагоналей второго и третьего реверсивного мостов объединены, свободный вывод диагонали второго реверсивного моста подключен к первому входу первого релейного усилителя, а свободный вывод диагонали третьего реверсивного моста соединен с вторым входом первого релейного усилителя, цепь из резистора и конденсатора подключена параллельно выходу датчика активного тока нагрузки, вход второго релейного усилителя соединен с резистором той же цепи, один из выходом второго релейного усилителя, соединен с обмоткой управления первого реле, а дру—

1176437 гой — с обмоткой управления второге,реле.

На фиг. 2 показаны два положения регулярной характеристики дизеля (кривые 1 и 2) .и характеристики автоматического корректора частоты в ви де полосы шириной Я .

Автоматический корректор частоты работает следующим образом.

В установившемся состоянии, например на холостом ходу, частота напря10.жения генератора соответствует точке

А на фиг. 2. Напряжения на выходе датчиков 1 и 2, сравниваемые через замкнутые размыкающие контакты 7-8 и

12-13, равны нулю. Напряжение между входами усилителя 3 также равно нулю.

Конденсатор 16 разряжен, реле 10 и

15 выключены, ключи 18-21 разомкнуты, серводвигатель 23 неподвижен.

При набросе нагрузки резко увелир чивается напряжение U< на выходе датчика 2 и падение напряжения на . резисторе 17 от тока заряда конденсатора 16, а между выходами датчика

1 напряжение некоторое время (О, 1S 0,2 с) меньше напряжения (Uz) От импульса напряжения на резисторе 17 включается, например, реле 15, переключая свои контакты в мосте 11-14.

Благодаря этому на выходнок диагонар ли моста 11-14 знак напряжения меняется на обратный. На входы управления усилителя 3 поступает арифметическая сумма напряжений U и (-U ), и на одном из выходов усилителя 3 появляет ся сигнал Ц, открывающий ключи 1821 (19-20). Это же напряжение U подается на серводвигатель.

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано в автономных энергосистемах, в которых привод генератора осуществляется от дизельной установки с регулированием ее скорости вращения при помощи электромеханического регулятора частоты, преимущественно для судовых энергосистем и передвижных энергостанций, Целью изобретения является повышение точности поддержания напряжения и частоты.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема автоматического корректора частоты для дизель-генератора установок; на фиг. 2 — характеристика автоматического корректора частоты, При этом

U = — sign (U„+ Щ) = + так как /U> / 7 /U< /. Топливоподача начинает увеличиваться, т.е. регуля-. торная характеристика из положе ия 1: смещается в положение 2 (фиг. 2).

Через некоторое время, например 0,10,2 с /Uz/ становится больше /Ug/.

Автоматический корректор частоты для передвижных установок состоит 2 из датчика 1 отклонения частоты от заданного значения и датчика 2 активной нагрузки, первого 3 и второго

4 релейных усилителей. Первый вход релейного усилителя 3 через второй 2 реверсивный мост 5, образованный контактными группами 6-9 реле 10 соединен с выходом датчика 1 отклонения частоты. Второй вход релейного усилителя 3 через третий реверсивный мост, выполненный из контактов 11-14 реле 15, соединен с выходом датчика

2 активной нагрузки. Параллельно выходу датчика 2 активной нагрузки установлена также цепочка из после- 3 довательно соединенных конденсатора

16 и резистора 17, сигнал с которого подается на вход второго релейного усилителя 4, к выходу которого подключены обмотки реле 10 и 15. Выходы первого релейного усилителя 3 соеди- няются с управляемыми ключами 18-21, которые образуют первый реверсивный мост 22, в одну иэ диагоналей которого включен электрический серводвигатель 23 постоянного тока, а к другой диагонали подсоединен источник 24 питания.

1176437 з

В это же время реле 15 отключается.

Длительность включения реле 15 пропорциональна величине скачка нагрузки. Изменяя ширину зоны нечувствительности релейного усилителя 4 или .параметры RC-цепочки 16 и 17, можно подобрать такой режим, чтобы реле 15 отключалось примерно в момент, когда

/V„/ начнет превышать /V /.

Тогда после отключения реле 15 и замыкания контактов 12-13 напряжение

"С= з4п (U< + U2), так как U< (0 и /U / ) /U /.

Серводвигатель продолжает смещать регуляторную характеристику в положение 2..Точка Б на характеристике 2 соответствует новому установившемуся режиму, где

Е (U +Up) < — — и U =О

Ключи 18-21 размыкаются, серво-двигатель останавливается.

Так как привод с серводвигателем

23 интегрирующий, то после остановки серводвигателя положение рычага первичного регулятора топливоподачи запоминается.

При сбросе всей нагрузки U =0 на резисторе 17 от разряда конденсатора

16 через выход датчика 2 на резистор

17 образуется исчезающий импульс напряжения обратной полярности, от которого открывается релейный усилитель 4 по другому выходу, включается реле 10 и замыкаются контакты 6 и 9, а контакты 7 и 8 размыкаются.

При этом

U6 = -Sign (-U ) = -1 так как U (О.

Серводвигатель включается и смещает регуляторную характеристику из положения 2 в положение 1 Реле отключается, когда U ) О,тогда

signЛ1= 1э т.е. и при сбросе нагрузки направление вращения серводвигателя направлено в сторону восстановления часто;ты до уровня статической характеристики с номинальным наклоном.

В точке А (фиг. 2) 0 „< - U = 0, и серводвигатель останавливается.

Таким образом при набросе и сбро20 се активной нагрузки (всей или части) отключается режим, когда серводвигатель 23 может вращаться в ,сторону, противоположную требуемой.

При плавном изменении активной сИ нагрузки мало и реле -10 и 15

f не включается.

Предлагаемый автоматический корректор частоты позволяет при любой инерционности канала регулирования по отклонению частоты без задержки парировать возмущение и уменьшать забросы частоты. Эффект от реверсировайия сигнала U или U тем выше, чем выше темп перестройки уставки первичного регулятора серводвигателем, т.е. чем меньше передаточное отношение редуктора интегрирующего сервопривода.

1176437 xr

Составитель А.Лебедев

Редактор Л.Веселовская Техред.Ж.Кастелевич

Корректор M,Màêñèìèøèíåö

Подписное

ФИлиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä; ул.Проектная,4

Заказ 5374/54 Тираж 646

ВНИИПИ Госчдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

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