Устройство для контроля вращающегося выпрямителя бесщеточного возбудителя синхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам для контроля бесщеточных систем возбуждения мощных турбогенераторов. Цель изобретения - повышение надежности . контроля вращающегося выпрямителя. Сигнал, пропорциональный среднему арифметическому значению тока, из блока 7 поступает на блок деления 8 соответствующего канала сравнения. На выходе блока 8 получают сигнал, характеризующий относительную токовую нагрузку. Сигнал блока деления каждого канала сравнения поступает на прямой вход компаратора 9 и инверсный вход компаратора 10, где осуществляется их сравнение, с уставкой. Выявляются номера цепей вращакнцегося выпрямителя, для которых К,- К ,ц„ и К J Кд,о|кс и выводятся на соответствующие блоки индикации. 2 ил. (О сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д )1 4 Н 02 Н 7/06, Н 03 К )1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4091422/24-07 (22) 22. 0.7 ° 86 (46) 30.03.88. Бюл. )) 12 (71) Научно-производственное объединение "Энергия" (72) О ° С.Голоднова, В.В.Титовец и С.А.Чернов (53) 62) 3)6.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 650150, кл. Н 02 Н 7/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 649102, кл. Н 02 К ll/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ BPA)))AIOЩЕГОСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ БЕСЩЕТОЧНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля бесщеточных систем возбуж„„SU„„1385182 А 1 дения мощных турбогенераторов. Цель изобретения — повышение надежности. контроля вращающегося выпрямителя.

Сигнал, пропорциональный среднему арифметическому значению тока, из блока 7 поступает на блок деления 8 соответствующего канала сравнения. На выходе блока 8 получают сигнал, характеризующий относительную токовую нагрузку. Сигнал блока деления каждого канала сравнения поступает на прямой вход компаратора 9 и инверсный вход компаратора 10, где осуществляется их сравнение. с уставкой.

Выявляются номера цепей вращающегося выпрямителя, для которых К; (К „„ и

К;) К „, и выводятся на соответствующие блоки индикации. 2 ил.

1385) 82

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к устройствам для контроля бесщеточных систем возбуждения мощных турбогенераторов.

Цель изобретения — повышение надежности контроля вращающегося выпрямителя.

На фиг.l показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— 10 структурная схема блока управления.

Устройство включает два датчика 1 тока, установленные на неподвижной части возбудителя со сдвигом на, 180 эл.град. один относительно другого 15 и соединенные с коммутатором 2, датчики 3 и 4 соответственно начальных и синхронизирующих импульсов, блок 5 управления коммутатором, блок 6 запоминания токов, контролируемых цепей, 20 блок 7 выделения среднего арифметического значения тока, каналы сравнения в количестве, равном числу контролируемых цепей,.каждый из которых состоит из блока 8 деления и двух компараторов 9 и 10, блоки 11 и,12 индикации, выполненные в виде светодиодов (по два на каждый канал сравнения), и блок 13 задания уставок.

Коммутатор 2 выполнен на полевых триодах и операционных усилителях и имеет число выходов-, равное количеству контролируемых цепей.

Блок 6 запоминания токов контролируемых цепей выполнен на аналого-циф- 35 ровых преобразователях, количество преобразователей в блоке 6 равно числу контролируемых цепей. Блок 7 выделения среднего арифметического значения тока представляет собой сумматор 40 на операционном усилителе с коэффициентом усиления, равным l/N, где N число контролируемых цепей.

Число выходов и входов блока 6 запоминания равно числу входов блока 45

7 и равно количеству контролируемых цепей.

Каждый выход блока 6 запоминания соединен с соответствующим входом блока 7 выделения среднего арифметического значения тока и с одним входом блока 8 деления соответствующего канала сравнения, вторые входы блоков 8 деления соединены с выходом блока 7 выделения среднего арифмети- ческого значения тока. Выход блока 8 деления в каждом канале сравнения соединен с прямым входом компаратора 9 и инверсным входом компаратора 10 (такое подключение входов компараторов к блоку деления обеспечивает одинаковую полярность сигнала, поступающего на светодиоды блоков 11 и 12 индикации) .

Блок 13 задания уставок содержит два делителя напряжения на потенциометрах. С выхода одного потенциометра задается верхнее пороговое значение, а с выхода другого потенциометра — нижнее пороговое значение.

К выходу одного потенциометра блока 13 задания уставок подключен инверс.ный вход каждого компаратора 9, а к выходу. другого потенциометра— прямой вход компаратора IO. Выход каждого из компараторов 9 и 10 соединен с блоками 1! и 12 индикации соответственно.

Блок 5 управления коммутатором может содержать (фиг.2) двоичный счет-. чик 14 импульсов, соединенный с ним дешифратор 15, элементы И 16 и несимметричный мультивибратор 17. Датчик

3 начальных импульсов подключен к входу установки в нуль двоичного счетчика 14, а датчик 4 синхронизирующих импульсов соединен со счетным входом последнего. Дешифратор 15 через элементы И 16 соединен с управляющими входами коммутатора 2 и блока 6 запоминания, число выходов дешифратора 15 равно количеству элементов И 16 и половине числа контролируемых цепей. Мультивибратор 17 соединен с входами элементов И !6 и служит для задания периодичности перезаписи токов контролируемых цепей в блоке 6. Период работы цикла мультивибратора Т = Т „ + Т, где Т, — интервал перезаписи, часть периода рабочего цикла мультивибратора, при котором на выходе мультивибратора присутствует сигнал, для четырехполюсного турбогенератора T 0,08 с задается из условия обеспечения записи токов всех контролируемых цепей;

T — интервал индикации, часть периода рабочего цикла мультивибратора, при котором сигнал на его выходе отсутствует, Т 1 = 15-20 Т, выбирается из условия надежной визуальной индикации.

Устройство работает следующим образом, По сигналу с датчика 3 начальных импульсов счетчик 14 блока 5 управления устанавливается в начальное поло1385182 жение. На первом выходе дешифратора

15 формируется выходной сигнал, соответствующий начальному положению счетчика 14. Сигнал с датчика 4 синхронизирующих импульсов устанавливает счетчик 14 в состояние, при котором на втором выходе дешифратора 15 формируется выходной сигнал. Следующий импульс от датчика 4 устанавливает счетчик 14 в состояние, при котором на третьем выходе дешифратора !

5 формируется выходной сигнал, и т.д. При повороте ротора возбудителя на 360 (геометрических) последовательно на всех выходах дешифратора

15 синхронно с прохождением контролируемых цепей под датчиками 1 тока

1О

15 формируются управляющие сигналы. Следующий импульс от.датчика 3 начальных20 соответствующих ячейках сигналы, пропорциональные токам цепей, прохощящих в данный момент под датчиками

1. Во время Т1 работы мультивибрато40 ра 17 с дешифратора 15 блока 5 управления поступают на управляющие входы коммутатора 2 сигналы, последователь- 45 но открывающие по два его канала. По открытым каналам коммутатора 2 проходят в блок 6 сигналы, пропорциональные токам следующих цепей, проходящих под датчиками 1 тока. За время

Т, работы мультивибратора 17 осуществляется запись в блоке 6 .сигналов, пропорциональных токам всех контролируемых цепей вращающегося выпрямителя..

По истечении периода Т1 мультивибратор 17 переходит в фазу Т и на

его выходе сигнал исчезает. При отсутствии сигнала с мультивибратора импульсов .устанавливает счетчик 14 в начальное положение, и начинается новый цикл формирования управляющих сигналов на выходах дешифратора 15

;блока 5 управления. 25

В интервале Т„ работы мультивибратора 17 на его выходе формируется . сигнал, поступающий на элементыИ 16.

;При наличии сигнала от мультивибратора !,7 на входах элементов И 16 сигна- gp лы с выходов дешифратора 15, формируемые аналогично описанному выше, проходят на соответствующие управляющие входы коммутатора 2 и блока 6 запоминания. Поступающий на вход коммутатора 2 сигнал открывает два его канала, по которым с датчика 1 тока проходят в блок 6 и запоминаются в

17 элементы И !6 препятствуют прохождению сигналов с выходов дешифратора

15 на входы коммутатора 2 и блока 6.

Запись токов в блок 6 прерывается на время Т . Из блока 6 запоминания сигнал, пропорциональный значению тока контролируемой цепи, передается на соответствующий,вход блока 7 выделения среднего арифметического значения тока и на один вход блока 8 деления соответствующего канала сравнения.

В блоке 7 осуществляется определение среднего арифметического значения тока: Н

MI, I

N где I — среднее значение тока контролируемых цепей;

I; - значение тока в контролируемой цепи;

N — число контролируемых цепей.

Сигнал, пропорциональный среднему арифметическому значению тока I 1,, поступает на второй вход блока 8 деления соответствующего канала сравнения.

В блоке 8 сигнал, пропорциональный значению тока контролируемой цепи, делится на сигнал, пропорциональный среднему арифметическому значению тока цепей, и на выходе блока 8 получают сигнал, характеризующий относительную токовую нагрузку в контролируемой цепи:

Т

К; = — — — коэффициент загрузки це ср пи.

Сигнал с блока 8 каждого канала сравнения поступает на прямой вход компаратора 9 и инверсный вход компаратора 10.

С одного выхода блока 13 задания уставок поступает на инверсный вход компаратора 9 сигнал, пропорциональный нижнему пороговому значению коэффициента загрузки цепи К „„, а с другого выхода блока 13 поступает на прямой вход компаратора 10 сигнал, пропорциональный верхнему пороговому значению коэффициента загрузки цепи

K „„„, В компараторах 9 осуществляется сравнение сигнала, пропорционального К, контролируемой цепи, с сигналом, пропорциональным К „„, и выявляются цепи, для которых К; К,„„„.

1385182

В компараторах 10 осуществляется сравнение сигнала, пропорционального

К.. контролируемой цепи, с сигналом,

Э пропорциональным К„„„,, и выявляются цепи, для которых К; > К„„„..

Максимальное пороговое значение коэффициента загрузки К „„„„, определяется из условия недопустимости перегрузки вентилей вращающегося выпря-10 мителя возбудителя в режиме форсировки.

I 6.4

К макс КФ I У п. ср

15 где Š— предельно допустимый ток вентиля, I — среднее значение тока цепи в номинальном режиме;

К вЂ” коэффициент форсировки возбудителя по току.

Минимальное пороговое значение коэффициента загрузки К „ц определяется из условия максимально допустимого тепловыделения в зоне ухудшен- 25 ного контактного соединения. Значение максимально допустимого тепловыделения в контактах определяется опытным путем.

Номера цепей вращающегося выпрями- 3р теля для которых К с К мин и К; Kììêñ выводятся на соответствующие блоки

11 и 12 индикации.

Через время Т мультивибратор 17 снова переходит в фазу Т, и сигнал с его выхода поступает на входы элементов И 16. При наличии на входах пос-+ ледних сигнала от мультивибратора 17 сигналы с выходов дешифратора 15 проходят на соответствующие управляющие 4О входы коммутатора 2 и блока 6 запоминания. По сигналам с дешифратора 15 блока 5 управления открываются два канала коммутатора- 2 и очищаются две соответствующие ячейки блока 6 запо- 45 минания. По открытым каналам коммута. тора 2 в очищенные ячейки блока 6 запоминания проходят сигналы, пропорциональные токам контролируемых цеп и проходящих в данныи маме т под 5О датчиками 1 тока. Следующий сигнал с блока 5 управления открывает два следующих канала коммутатора 2 и очищает две ячейки блока 6 запоминания, в которые записываются сигналы, про- порциональные токам двух следующих контролируемых цепей, и т.д. 3а время Т осуществляется перезапись то 1 ков всех контролируемых цепей вращающегося выпрямителя. Далее осуществляетея обработка сигналов, записанных в блок 6, аналогично описанному вьппе. .. Таким образом, с блоков 11 и 12 индикации может быть получена информация о цепях, которые работают с относительной токовой перегрузкой (K;) K «,) и с относительной недогрузкой (К; К „„). Причиной недогрузки цепей является ухудшение контактного соединения и возрастание

его сопротивления. Если не принять соответствующих мер, то возрастание сопротивления контакта приводит к повьппению тепловыделения в этой зоне и при дальнейшей работе может вызвать выход из строя всей цепи. Перегрузка цепей может привести к выходу из строя вентилей вращающегося выпрямителя и всей цепи.

Вьгсод из строя цепей, имеющих коэффициенты загрузки, выходящие за пределы допустимых значений, возможен в режимах повышенной нагрузки на возбудитель, особенно в режиме форсировки возбуждения турбогенератора.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более высокую надежность контроля вращающегося выпрямителя бесщеточного возбудителя, так как позвбляет выявить изменения состояние цепей выпрямителя, которые в дальнейшем могут привести к выходу их из строя. Повьппение надежности контроля вращающегося выпрямителя обеспечивает более надежную эксплуатацию возбудителя и турбогенератора в целом, позволяет уменьшить число остановов энергоблока, связанных с выходсм иэ строя цепей вращающегося выпрямителя возбудителя.

Формула изобретения

Устройство для контроля вращающегося выпрямителя бесщеточного возбудителя синхронной машины, включающее по крайней мере два датчика тока цепей выпрямителя, подключенные к коммутатору, соединенный с последним блок управления им, подключенные к соответствующим входам блока управления коммутатором датчики начальных и синхронизирующих импульсов, блок запоминания,. входы которого соединены с соответствующими выходами коммутатора, блок задания уставок и блоки индикации, о т л и ч а ю ш е е с я

1385182 Риг. 2

Составитель Т.Щеголькова

Техред М.Дидык Корректор А.Зимокосов

Редактор А.Огар

Заказ 1415/48

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)303, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, Г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно дополнительно содержит блок выделения среднего арифметического значения тока контролируемых цепей и каналы сравнения в количеотве, равном числу контролируемых цепей, каждый из которых включает блок деления и два компаратора, каждый выход блока зайоминания соединен с 1ð соответствующим входом блока выделения среднего арифметического значения тока и с одним входом блока деления соответствующего канала сравнения, вторые входы блоков деления соединены с выходом блока выделения среднего арифметического значения тока, выход блока деления каждого канала сравнения соединен с одним входом каждого компаратора, вторые их входь. подключены к соответствующим выходам блока задания уставок, а выход каждого компаратора соединен с соответствующим блоком индикации.