Способ управления асинхронным вентильным генератором

 

Изобретение относится к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления генераторами, частота вращения которы.ч зависит от величины нагрузки . Целью изобретения является повышение надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки. С этой целью в способе управления асинхронным генератором с подключенными нагрузками по постоянному и переменному токам после возбуждения генератора снижают частоту преобразователя до номинального значения,одновременно с этим измеряют величину выходного напряжения, сравнивают ее с заданным значением, формируют сигнал рассогласования разности указанных величин, пропорционально сигналу рассогласования изменяют величину нагрузки постоянного тока, а нагрузку переменного тока включают после достижения частотой преобразователя номинального значения . 2 ил. СО о c оо 05 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„» 1302360

А1

yg4Н02P9 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3593751/24-07 (22) 20.05.83 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) П. 1О. Грачев, М. Л. Костырев, В. H. Волгин, Н. В. Чотовилов, В. П. Назаренко и И. Г. Сегида (53) 621.316.722 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 588610, кл. Н 02 Р 9/44, 1974, Патент США № 4041368, кл. 322 — 47, 1976. (54) СПОСОБ УГ1РАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ (57) Изобретение относится к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления генераторами, частота вращения которых зависит от величины нагрузки. Целью изобретения является повышение надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки. С этой целью в способе управления асинхронным генератором с подключенными нагрузками по постоянному н переменному токам после возбуждения генератора снижают частоту преобразователя до номинального значения, одновременно с этим измеряют величину выходного напряжения, сравнивают ее с заданным значением, формируют сигнал рассогласования разности указанных величин, пропорционально сигналу рассогласования изменяют величину нагрузки постоянного тока, а нагрузку переменного тока включают после достижения частотой преобразователя номинального значения. 2 ил.

1302360

Изобретение относитя к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления генераторами, частота вращения которых зависит от величины нагрузки.

Целью изобретения является повышение надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки.

На фиг. l дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграмма, поясняющая работу устройства.

K валу приводного двигателя 1 присоединен вал асинхронного генератора 2, фазы которого подключены к вентильному преобразователю 3 частоты по схеме автономного инвертора напряжения, выполняющего функции источника реактивной мощности, с задающим генератором 4. Между шинами преобразователя 3 и нагрузкой 5 включен вентильный широтно-импульсный преобразователь 6 с входом 7 управления скважностью импульсов и входом 8 синхронизации. Вход датчика 9 напряжения подключен к выходу переменного тока асинхронного вентильного генератора. Выходы датчика 9 напряжения и задающего устройства

10 подключены к устройству ll сравнения, выход которого подключен на вход 7 управления скважностью импульсов широтно-импульсного преобразователя 6. Задатчик 12 интенсивности снижения частоты подключен на вход задающего генератора 4, выход которого включен на вход 8 синхронизации преобразователя 6. Асинхронный вентильный генератор имеет выход постоянного тока — клеммы 13 — 14 с постоянно-подключенной нагрузкой 5 и выход переменного тока — клеммы 15 — 17, нагрузка 18 к которым подключена с помощью трехфазного выключателя 9.

Устройство работает следующим образом.

В начале, когда генератор не работает, частота вращения вала максимальна, так как приводной двигатель (гидротурбина) работает при угонной скорости (точка 1 на кривой зависимости N = f(p" ), где n" = — — — относительная частота вращения нов вала турбины; р = -- — — относительная

Рном величина мощности на валу; р, QHoM — номинальное значение мощности и частоты вращения).

В заданный момент времени происходит возбуждение генератора 2, которое осуществляется, например, переключением конденсаторов из цепи фаз статора асинхронной машины в узлы искусственной коммутации преобразователя 3 и на выходах генератора появляется напряжение. Вступает в работу отрицательная обратная связь по напряжению (узлы.9 — -11, фиг.l) и преобразователь 6. Одновременно снижают частоту преобразователя 3, что осуществляют задатчиком 12 интенсивности (интенсивность сни5

Зэ

55 жения частоты определяется динамическими свойствами турбины и генератора).

При этом уровень отрицательного скольжения асинхронного генератора увеличивается и, для того, чтобы стабилизировать выходное напряжение отрицательная обратная связь (узлы 9 — 11) увеличивает ширину импульсов преобразователя 6, поступающих на нагрузку 5, что приводит к увеличению мощности, потребляемой с выхода постоянного тока генератора, снижению частоты вращения вала, вследствие зависимости числа оборотов п* гидротурбины от мощности на валу (фиг.2) и снижению отрицательного скольжения генератора до уровня, соответствующего выходному напряжению, близкому к номинальному (задающему) . При снижении частоты преобразователя 3 до номинальной включают выключатель 19, к выходу переменного тока генератора подключается нагрузка 18 и напряжение на выходе переменного тока начинает снижаться. Отрицательная обратная связь по напряжению действует таким образом, что ширина импульсов на выходе преобразователя 6 уменьшается, что приводит к снижению мощности, потребляемой нагрузкой 5 и увеличению напряжения на выходе переменного тока.

После снижения частоты преобразователя 3 до номинальной, она поддерживается постоянной, а одновременно с этим отрицательная обратная связь по напряжению (узлы 9 — 11), воздействуя на вход 7 широтноимпульсного преобразователя 6, поддерживает номинальный (заданный) уровень напряжения на выходе переменного тока генератора. Это соответствует номинальному режиму нагрузки (например, двигателя насоса водоподъемной установки для орошения пастбищ) и гидротурбины. При уменьшении мощности, потребляемой с выхода переменного тока, или увеличении частоты вращения вала турбины напряжение на выходе пере— менного тока увеличивается. При этом сигнал отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей на вход 7 преобразователя 6, увеличивает ширину импульсов управления, поступающих на нагрузку 5 постоянного тока, таким образом увеличивают мощность, потребляемую с выхода постоянного тока, что приводит к возвращению напряжения выхода переменного тока на прежний уровень. При увеличении мощности, потребляемой с выхода переменного тока, или уменьшении частоты вращения вала турбины ширина импульсов напряжения на нагрузке 5 уменьшается, что соответствует снижению мощности на выходе постоянного тока асинхронного генератора и сохранению уровня выходного напряжения переменного тока.

Таким образом, напряжение переменного тока генератора поддерживается на задан»ом уровне при воздействии возмущений.

1302360

Формула изобретения

О, 0,5

Фиг. 2

Составитель Е. Гольцова

Редактор Г. Волкова Текред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 952152 Тираж 661 Подпис <ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” -35, Раугцская наб., д. 4i5

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ управления асинхронного вентильного генератора позволяет включать нагрузку переменного тока, например асинхронный двигатель, при номинальных значениях амплитуды и частоты переменного напряжения, что соответствует нормальному запуску двигателя н обеспечивает хорошую надежность работы асинхронного вентильного генератора.

Способ управления асинхронным вентильным генератором с подключенными нагрузками по переменному и постоянному токам, в соответствии с которым возбуждают генератор, измеряют величину выходного напряжения, сравнивают ее с заданной, формируют сигнал рассогласования указанных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки, после возбуждения генератора частоту преобразователя снижают до номинального значения, одновременно с

10 этим пропорционально сигналу рассогласования изменяют величину нагрузки постоянного тока, а нагрузку переменного тока включают после достижения частотой преобразователя номинального значения.