Способ управления автономной электроэнергетической установкой

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных электроэнергетических установках с вш:окими требованиями к качеству выходного напряжения. Целью изобретения является улучшение качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы. Первичный двигатель 2 приводит во вращение ротор синхронного генератора 1, напряжение с выхода которого через непосредственный преобразователь 3 частоты поступает на нагрузку 4. Приводится способ управления автономной электроэнергетической установкой путем одновременного воздействия на синхронный генератор и непосредственный преобразователь частоты, позволяющий обеспечить высокое качество выходно- . го напряжений при изменениях нагрузки . 1 ил.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1262684

А1 (ц 4 Н О2 P 9/42, 9/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/gal 5/%, > f$

Р

К A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3757363/24-07 (22) 22.06.84 (46) 07.10.86. Бюл. 9 37 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.В. Иванцов и С.Г. Лажинцев (53) 621.314.27:62-503.5(088.8) (56) Иванцов В.В. и др. О стабилизации выходного напряжения системы о электроснабжения переменного тока с преобразователем частоты. — Преобразовательная техника. Новосибирск, НГУ вЂ” НЭТИ, 1978, с. 162-170.

Иванцов В.В. и др, Результаты раз работки и исследования системы электроснабжения переменным током стабильной частоты. Новосибирск, НГУ-НЭТИ, 1977, с. -98-109. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных электроэнергетических установках с высокими требованиями к качеству выходного напряжения. Целью изобретения является улучшение качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы. Первичный двигатель 2 приводит во вращение ротор синхронного генератора 1, напряжение с выхода которого через непосредст- . венный преобразователь 3 частоты поступает на нагрузку 4. Приводится способ управления автономной электроэнергетической установкой путем одновременного воздействия на синхронный генератор и непосредственный преобразователь частоты, позволяющий обеспечить высокое качество выходно- . го напряжений при изменениях нагрузки. 1 ил.

62684

1 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных электроэнергетических установках с высокими требованиями к качеству выходного напряжения.

Целью изобретения является улучшение качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы.

На чертеже представлен пример конкретной реализации способа управления автономной электроэнергетической установкой.

Автономная электроэнергетическая установка содержит синхронный генератор 1, валом связанный с первичным двигателем 2, а якорными обмотками через непосредственный преобразователь 3 частоты — с нагрузкой 4. Первый выход 5 источника 6 эталонных ,сигналов, на котором сформирован первый эталонный сигнал, соответствующий наименьшему заданному напряжению синхронного генератора, обеспечивающему получение выходного напряжения непосредственного преобразователя 3

/ частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, подключен к первому входу первого элемента 7 сравнения, с вторым входом которого через фильтр 8 и выпрямитель 9 связан выход синхронного генератора l.

Выход первого элемента 7 сравнения, на котором сформирован первый сигнал рассогласования, через первый вентиль 10 подключен к первому входу сумматора 11, выйод которого связан с управляющим входом регулятора 12 возбуждения, силовой вход которого связан с выходом синхронного генератора 1, а выход — с обмоткой 13 возбуждения, в цепь которой включен датчик 14 тока. Выход непосредственного преобразователя 3 частоты подключен через блок 15 коррекции к первому входу второго .элемента 16 сравнения, второй вход которого соединен с вторым выходом 17 источника 6 эталонных сигналов, на котором сформирован второй эталонный сигнал, соответствующий номинальному напряжению непосредственного преобразователя частоты, Выход второго элемента 6 сравнения, на котором сформирован втооой сигнал рассогласования, подключен к управляющему входу системы 18 импульсно-фазового управления, вход синхронизации которой связан с выходом синхронного генератора 1,,а выход — с управляющим входом непосредственного преобразователя 3 частоты, Третий выход 19 источника 6 эталонных сигналов, на котором сформирован третий эталонный сигнал, соответствующий ми5 нимальному току возбуждения, который в свою очередь соответствует определенному наименьшему заданному напряжению синхронного генератора, подключен к первому входу третьего элемента 20 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 14 тока, а выход через второй вентиль 21 — с вторым входом сумматора 11.

Устройство работает следующим обl5 Разом °

Первичный двигатель 2 приводит во вращение ротор синхронного генератора 1, который вырабатывает переменное напряжение высокой частоты, поступающее через непосредственный преобра- зователь 3 частоты на нагрузку 4. С второго выхода 17 источника 6 эталонных сигналов через второй элемент 16 сравнения поступает на регулирующий вход системы 18 импульсно-фазового управления синусоидальный сигнал низкой частоты, который преобразуется с помощью системы l8 в серию импульсов, включающий вентили непосредственно преобразователя 3 частоты. В результате на выходе последнего формируется напряжение той же частоты, которое поступает на нагрузку 4 и через блок 15 коррекции — на первый вход второго элемента 16 сравнения.

В результате замыкается отрицатель— ная обратная связь, стабилизирующая напряжете непосредственного преобразователя 3 частоты.

Однако, для улучшения стабилизации выходного напряжения непосредственного преобразователя 3 частоты в динамике при набросе нагрузки 4 необходимо определенным образом регулировать напряжение синхронного генератора 1. Для управления напряжением синхронного генератора 1 измеряются ток возбуждения с помощью датчика 14 тока и его напряжение с помощью выпрямителя 9 и фильтра 8. Если величина нагрузки 4 превышает номинальную, то при сравнении первого эталонного сигнала с выхода 5 источника 6 эталонных сигналов с измеренным напряжением, последнее по модулю будет меньше или равно первому эталонному сигналу, поэтому полярность сигнала на выходе первого элемента 7 сравнения будет

3 !2626

Изменения нагрузки от холостого хода до номинальной приводят к изменениям напряжения, соответствующим характеристике генератора при постоянном токе возбуждения. При этом напряжение генератора всегда остается вьппе минимально-допустимого при номинальной нагрузке, определяемого заданным током возбуждения. Изменения напряжения генератора компенсируются преобразователем частоты путем регулирования глубины модуляции сиг-, нала управления. При таком регулировании наброс любой нагрузки в диапазоне от холостого хода до номинальной не вызывает снижения напряжения генератора ниже допустимого уровня, определяемого требованиями к напряжению преобразователя, и составляет величину, достаточную для стабилизации выходного напряжения преобразователя на заданном уровне без регулирования тока возбуждения генератора.

Создаваемый таким образом запас по напряжению генератора позволяет системе управления НПЧ работать в линейном режиме без выхода на предельные углы управления и осуществлять быстрое регулирование сигнала управления поддерживать первый вентиль 10 в открытом состоянии и первый сигнал рассогласования через сумматор 11 воздействует на управляющий вход регулятора 18 возбуждения. В результате будет осуществляться регулирование тока возбуждения синхронного генератора 1 с целью стабилизации его напряжения. При этом ток возбуждения будет превьппать (по модулю) величину !0 третьего эталонного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6 эталонных сигналов). Полярность третьего сигнала рассогласования (с выхода третьего элемента 20 сравнения) будет 15 обратной для второго вентиля 21 и канал стабилизации тока возбуждения будет отключен.

При величине нагрузки ниже номинального значения первый сигнал рас— согласования поддерживает первый вентиль 10 в закрытом состоянии.

При этом ток возбуждения меньше третьего эталонного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6) и третий сигнал рассогласования (с выхода третьего элемента 20 сравнения) поддерживает второй вентиль 21 в открытом состоянии и воздействует через сумматор 11 на регулятор 12, стабилизируя тем самым ток возбуждения генератора., Переключение каналов стабилизации. происходит следующим образом.

При уменьшении нагрузки 4 ниже но-35 минального значения уменьшается ток в обмотках якоря синхронного генератора 1 и его напряжение стремится увеличиться. Отрицательная обратная связь по напряжению генератора, замк-40 нутая по контуру, синхронный генератор 1, выпрямитель 9, фильтр 8, первый элемент 7 сравнения, первый вентиль 10, сумматор 11, регулятор 12 возбуждения, обмотка 13 возбуждения, 45 стремится поддерживать напряжение синхронного генератора 1 на заданном первым эталонным сигналом уровне и уменьшает ток возбуждения синхронного генератора. Это приводит к тому, 50 что ток возбуждения становится меньше тока возбуждения, соответствующего наименьшему заданному напряжению синхронного генератора при номинальной нагрузке. При этом сигнал с дат- Ы чика 14 тока становится меньше третьего эталонного сигнала, что изменяет полярность выходного сигнала

84 4 третьего элемента 20 сравнения на положительную, открывающую второй вентиль 21 и на регулирующий вход регулятора 12 возбуждения поступает управляющий сигнал и замыкается обратная связь, осуществляющая стабилизацию тока возбуждения в обмотке 13 возбуждения на уровне, определяемом третьим эталонным сигналом. Стабилизация тока возбуждения на уровне, соответствующем наименьшему допустимому напряжению генератора при номинальной нагрузке непосредственно преобразователя 3 частоты, вызывает при меньшей нагрузке увеличение напряжения синхронного генератора 1, которое превьппает величину, определяемую первым эталонным сигналом. Сигнал на выходе первого элемента 7 сравнения изменяет полярность на отрицательную, закрывающую первый вентиль 10.

В результате канал стабилизации напряжения синхронного генератора отключается. Аналогичным образом происходит переключение системы регулирования на режим стабилизации напряжения генератора при увеличении нагрузки 4 выше номинальной.

30 изобретения

Формула

Составитель А. Бабак

Редактор В. Иванова Техред И.Попович

Корректор В. Бутяга

Заказ 5443/56 Тираж 631

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полигрйфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

1262 преобразователя, тем самым уменьшая провалы его выходного напряжения.При набросах нагрузки выше номинальной напряжение генератора снижается за максимально допустимый уро5 вень и осуществляется дополнительное регулирование тока возбуждения. Однако, и в этих режимах провал в выходном направлении НПЧ будет уменьшенным, так как первоначальное снижение напряжения генератора будет меньше и регулировать ток возбуждения нужно будет в меньшем диапазоне.

Уменьшение провалов в выходном напряжении преобразователя в динамике при набросе нагрузки улучшает качество стабилизации напряжения преобразователя частоты в переходных режимах.

Это, в свою очередь, улучшает качество работы потребителей электрической энергии и повышает надежность работы всей системы электроснабжения.

Таким образом, предлагаемый спо-. соб управления автономной электроэнергетической установки позволяет улучшить качество стабилизации напряжения преобразователя частоты в переходных режимах.

Способ управления автономной электроэнергетической установкой,, спдержащей синхронный генератор, валом З5 связанный с первичным двигателем, а якорными обмотками через непосредственный преобразователь частоты — с нагрузкой, заключающийся в том, что определяют наименьшее заданное на- 40 пряжение синхронного генератора, обеспечивающее получение выходного напряжения непосредственного.преобразователя частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, в

684 б соответствии с которым формируют первый эталонный сигнал, измеряют напряжение синхронного генератора и формируют первый сигнал рассогласования между ним и первым эталонным сигналом, в соответствии с первым сигналом рассогласования регулируют ток возбуждения синхронного генератора, измеряют выходное напряжение непосредственного преобразователя частоты, сравнивают его с вторым эталонным сигналом„ соответствующим номинальному напряжению непосредственного преобразователя частоты, в результате чего формируют второй сигнал рассогласования, в соответствии с которым регулируют напряжение непосредственного преобразователя частоты, измеряют ток возбуждения синхронного генератора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы, определяют минимальный ток возбуждения синхронного генератора, соответствующий определенному наименьшему напряжению синхронного генератора, формируют соответствующий данному минимальному току возбуждения третий эталонный сигнал и, сравнивая последний < измеренным током возбуждения синхронного генератора, формируют третий сигнал рассог- . ласования, в случае превышения третьим эталонным сигналом тока возбуждения последний регулируют в соответствии с третьим сигналом рассогласования, в случае превышения первым эталонным сигналом напряжения синхронного генератора регулируют ток возбуждения в соответствии с первым сигналом рассогласования, а в случае выполнения обоих указанных условий регулируют ток возбуждения в соответствии с суммой первого и третьего сигналов рассогласования.