Устройство регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ (ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5() 4 Н 02 J 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нены с входамп второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ подключены соответственно к вторым входам ключевых элементов, выходы которых соединены с входалп генераторов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности, в него введены блок коррекции, содержащий дифференцирующее ((С -звено, которое через диод в прямом направлении соединено с входом транзистор— ного ключа и положительной обкладкой электролитического конденсатора, отрицательная обкладка которого подключена к корпусу, выход транзисторного ключа через второй конденсатор подключен к входу транзисторного усилителя реле времени, вход блока коррекции соединен с выходом блока датчиков нагрузки, причем блок датчиков нагрузки содержит датчики тока, ф импульсный трансформатор, генератор линейно изменяющегося напряжения, триггер Шмидта на базе операционно-, го усилителя, выход которого явля- © ется выходом блока датчиков нагруз- Ж ки, датчики тока подключены к пер- 00 вой и второй входным обмоткам им- QQ пульсного трансформатора, выходная >ф(( обмотка которого соединена с входом триггера Шмидта, третья входная обмотка импульсного трансформатора через резистор, параллельно которому включен замыкающий контакт реле времени, соединена с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3706353/24-07 (22) 06.01.84 (46) 23.01.86. Бюл. № 3 (71) Пермский политехнический институт (72) Н;И.Лицын, Ю.Н.Хижпяков и В.A.×åðíîìoðäèê (53) 621.3 13. 12.024.07(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 536566, кл. H 02 J 3/46, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1003244,кл. Н 02 J 3/46, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯ>КЕНИ11 C ВЫРАВНИВАНИЕМ НАГРУЗОК

ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее блок датчиков нагрузок, блок выбора экстремального тока нагрузки, ключевые элементы по числу генераторов, релейный элемент, вход которого соединен с шинами, а выходы подключены к первым входам ключевых элементов, блок выбора экстремального тока нагрузки содержит инвертор, четыре элемента И и два элемента Б1И, причем выход блока датчиков нагрузок подключен к входу инвертора и входам первого и четвертого элементов И, выход инвертора соединен с входами второго и третьего элементов И, первый выход релейного элемента подключен к входам первого и второго элементов И, а второй выход соединен с входами третьего и четвертого элементов И, где выход первого и третьего элементов И подключен к входам первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов И соеди„„SU„„J 286884 Я

1206884

Изобретение относится к электро— технике и презназначено для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллель— но работающих электромашинных гене- 5 раторов.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности работы устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для двух параллельно работающих генераторов.

На схеме обозначены генераторы i и 2 с датчиками. 3 и 4 тока, которые входят в блок 5 датчиков 15 нагрузки. В целях возбуждения генераторов l и 2 включены ключевые элементы 6 и 7, первые входы которых подключены-к выходу релейного эле— мента S, а вторые входы соединены. с выхо,зами блока 9 выбора экстремального тока нагрузки, входы которого соединены с выходом блока 5 дат. чиков нагрузки, выходами релейного элемента 8 и входом блока 10 коррекции.

Устройство содержит также шины 11.

В блок 5 датчиков нагрузки входит также импульсный трансформатор с входными обмотками 12-14 и выходной 30 обмоткой 15, резистор 16, генератор 17 линейно изменяющегося напряжения (глин), операционный усилитель 18, резисторы 19-21. Блок 9 выбора экстремального тока нагрузки содержит элемент HE 22, четыре двухвходовые элементы И 23-26 и два двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ 27 и 28.

Выход блока 5 соединен также с входом блока 10 коррекции, который 4р содер>кит RC -звено (конденсатор 29 и резистор 30), диод 31, конденса— тор 32, ключ, выполненный на резисторах 33 и 34, транзисторе 35, реле времени с усилителем, включающее 45 конденсатор 36, резистор 37,, транзистор 38 и реле 39. Выход блока 10 выполнен в виде замыкающего контакта 40 реле 39, шунтирующего резистор 16 блока 5.

Устройство работает следующим образом.

Дри параллельной работе генераторов 1 и 2 в квазиустановившемся режиме в системе с необходимостью 55 возникают автоколебания. Датчики 3: и 4 тока выдают сигналы на блок 5, который через блок 9 выбора экстремапьного тока нагрузки воздействует а ключевые элементы 6 и 7. В заиисимости от текущего значения напряжения на шинах 11 релейный элемент 8 выдает сигналы па выходы ключевых элементов 6 и 7 и блока 9, который прп 0 > 0.,0 выбирает генератор с максимальным током нагрузки, а при 0 < Н,я — генератор с минимальным током нагрузки. В соответствии с этим сигналом ключевые элементы б и 7 разрешают или запрещьнот включение обмоток возбуждения генераторов 1 и 2.

Таким образом, нагрузка генера— торов выравяи>зается дважды за цикл установившихся автоколебаний. Б установившемся режиме блок 10 коррекции не работает.

Блок 5 датчиков нагрузки работает следующим образом. Сигналы, пропорцпона.п>пые нагрузкам генераторов 1 и 2 с датчиков 3 и 4 постуt- us а входные обмотки 1 2 и 1 3 ими ул ьс ног о трансформатора блока 5. На входную обмотку 14 через резистор 16 поступает пилообразный сигнал от генератр1>а 17 линейно изменяющегося напряжения. В случае равенства токов агрузки генераторов 1 и 2 магнитные потоки, создаваемые входными обмотками 12 и 13 импульсного трансформатора, равны и направлены встречно.

Вычитание магнитных потоков входных сигналов в импульсном трансформаторе приводит к их взаимной компенсации.

Тогда величина суммарного магнитного потока в ферритовом сердечнике импульсного трансформатора опрецеляется только магнитным потоком обмотки 14, что приводит к периодическому пер емагничи занпю сердечника трансфор матора, На ззыходной обмотке 15 наззодятся импульсы ЭДС с периодом Т„„

= „ + 1„, которые обусловливают переключение триггера Шмидта, причем время импульса ь равно времени паузы 1 . Выход триггера и идта есть >зыход блока 5.

Б процессе работы генератора их токи нагрузки постоянно меняются. Это приводит к изменению токов во входных обмотках 12 и l3 импульсного трансформатора блока 5. Б зависимости от пх магнитных значений и знака в текущзш момент времени происходят перемагнпчивание ферритового сердечника импульсного трансформатора, появление импульсов ЭДС на выходной обмотке 15 и соответствующее переключение триггера Шмидта. На выходе блока 5 присутствует последовательность импульсов, которая подается на входы элементов 22, 23 и 26 блока 9, а также через дифференцирующее звено (конденсатор 29 и резистор 30) и диод 31 в прямом направлении заряжает конденсатор 32 блока 10 коррекции, так как время импульсов 1„ и время пауз 1„ сигнала не равйы одно другому. Но мере заряда конденсатора 32 открывается ключ, который шунтирует вход реле времени блока 10. Нагрузкой реле времени является реле 39, которое в этот момент обесточено, и его замыкающий контакт 40 в блоке 5 разомкнут. При этой влияние блока 10 .коррекции на блок 5 отсутствует.

Пусть напряжение на шинах 11 становится меньше 0 „з . На выходе релейного элемента 8 появляются сигналы Р„= О, Р„= 1. На выходе элементов И 23 и 24 при этом будет ноль, а на выходе элементов И 25 и 26 появляются последовательности импульсов, сдвинутые по фазе одна относительно другой на 180 за счет элемента НЕ 22. Эти импульсы через элементы :;ИЛИ-НЕ 27 и 28 подаются на входы соответственно ключевых элементов 6 и 7, на вторых входах которых присутствуют сигналы с выхода релейного элемента 8. В зависимости от их значений Рц = О, Р„ = 1 ключевые элементы 6 и 7 изменяют токи возбуждения генераторов 1 и 2 с целью поддержания напряжения в заданных пределах на шинах 11 и равномерного распределения нагрузки между генераторами 1 и 2.

1206884

При тяжелых возмущениях возможен срыв широтно-импульсной модуляции выходных импульсов блока 5. Это связано с прекращением перемагничивания

5 ферритового кольца, так как величина разности магнитных потоков от обмоток 12 и 13 становится больше магнитного потока обмотки 14. Для восстановления процесса перемагни10 чивания импульсного трансформатора блока 5 необходимо увеличить магнитный поток обмотки !4, что достигается увеличением тока по ней, протекающего за счет шунтирования

15 резистора 16 замыкающим контактом 40 реле 39. В момент срыва модуляции в блоке 10 происходит разряд конденсатора 32 через база-эмиттерный переход транзистора 25. Ключ закры20 вается и с вьдержкой времени на срабатывание включает реле 39, которое своим контактом 40 шунтирует резистор 1б. Ток через обмотку !4 увеличивается, tt процесс модуляции восстанавливается вновь. Конденсатор 32 снова заряжается, ключ открывается и с вьдержкой времени на отпуск отключает реле 39. Если срыва модуляции после этого нет, то работа блока 10

30 прекращается, если есть, то работа последнего повторяется автоматически.

Кроме того, на работу устройства могут также влиять помехи, которые вызывают ложные срабатывания триггера блока 5. Однако последующий рабочий импульс с выхода импульсного трансформатора всегда ставит триггер

40 в нужное состояние и тем самым исключает обусловленную помехой неопределенность работы устройства.

1?06884

Составитель О,Наказная

Техред М.Пароцай Корректор А.Зимокосов

Редактор С.Саенко

Подписное ° филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ-8728/55 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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