Способ синхронизации возбужденной синхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - уменьшение расхода энергоносителя путем ускорения процесса синхронизации и уменьшения воздействий на синхронную машину и электрическую систему. Кроме контроля действительных значений угла, скольжения и ускорения, по которым определяют время воздействия на изменение впуска энергоносителя, дополнительно измеряют скорость перемещения и положение органа, изменяющего расход энергоносителя двигателя синхронной машины. Сигнал на изменение расхода энергоносителя двигателя синхронной машины формируют в зависимости от разности скорости перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя двигателя синхронной машины, и величины, пропорциональной частному от деления произведения действующих значений скольжения и ускорения на произведение разности между заданным и действительным значениями угла и функций от положения органа, изменяющего расход энергоносителя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 02 J Э 40 (1) (2) + Я (Pdt) di) dt (3) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

К Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ (21) 4324788/24-07 (22) 04.11.87 (46) 30.09.89. Бюл. N 36 (71) Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научfT но-исследовательского института Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) Л,Б.Рутковский (53) 621.316.729(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1012389, кл. Н 02 J 3/42, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1173489, кл. Н 02 J 3/42, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N - 1116495, кл. Н 02 J. 3/42, 1983 ° (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ВОЗБУЖДЕННОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — уменьшение расхода энергоносителя путем ускорения процесса синхронизации и уменьшения воздействий на синхронную машиИзобретение относится к электротехнике и можеr быть использовано при синхронизации синхронных машин.

Целью изобретения является умень-. шение расхода энергоносителя путем ускорения процесса синхронизации,приближения его к оптимальному, и уменьшение воздействий на синхронную машину и электрическую систему.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

3а счет изменения расхода энергоносителя двигателя происходит изме2 ну и электрическую систему. Кроме контроля действительных значений угла, скольжения и ускорения, по которым определяют время воздействия на изменение впуска энергоносителя, дополнительно измеряют скорость перемещения и положение органа, изменяющего расход энергоносителя двигателя синхронной машины. Сигнал на изменение расхода энергоносителя двигателя синхронной машины формируют в зависимости от разности скорости перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя двигателя синхронной машины, и величины, пропорциональной частному от деления произведения. действительных значений скольжения и ускорения на. произведение разности между заданным и действительным значениями угла и функций от положения органа, изменяющего расход энергоносителя. 1 ил. некие избыточного момента на валу синхронной машины и, следовательно, измейение ее ускорения вращения относительно электрической системы.

Это движение описывается равенствами:.(=a+JP dt

s = s,+,t + j(Pdt)dt;

1. (= 2ип -о" +з t +с — +

0 0 0 где (, (— текущее и начальное ускорения синхронной машины;

15)1803

25 (5) = const

Приведем равенства (1),(2) и (3) к следующему виду: (/ a + < (m) mcpt ! (, + 4 + () «2- (7) с =,2ttn- с1ю+зоЙ+9 о j +f (т)шср3 (8)

35 (б) 30

Оптимальными условиямп с позиций воздействия на синхронную машину и электрическую систему при синхронизации являются д Оэ 3 — О и о(Оф (9) 40

Решая совместно (6), (7), (8) и (9), получим расчетное значение

dm з,/

dt 3(К Г)Е (m) где оЗ вЂ” заданное пачальпое значение угла;

f (m) — функция от положения органа, изменяющего расход энергоносителя, пропорциональная производной от момента на валу синхронной машины по положению этого органа.

s, i кущее и начальное скольжения синхронной машины; сГ,2Гп-др — текущий и начальный углы между ЗДС синхронной машины и напряжением электрической системы; п — целое число (1,2,3), определяющее начальное значение угла и связанное с 10 периодизацией угла;

/ — текущее значение скорости изменения ускорения синхронной машины.

Ускорение синхронной машины за- )5 висит от положения m органа, изменяющего расход энергоносителя: о(= К (m) (4)

Полагая в переходном управляемом процессе постоянным среднее значение 20 скорости изменения ускорения, получим

da df (m) dm .Р=-" = ††- — =f (m) m

3й.

- сР-1 1 „сР также положение и скорость перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя.

Определяют. момент времени выполнения условия

s (А((11) где А — коэффициент пропорциональности, выбираемый заранее по условию оптимальности переходного процесса.

В этот момент времени начинают управление органом,: изменяющим расход энергоносителя, в зависимости от разности действительной m скорости перемещения этого органа и ее расчетного значения, полученного иэ (10), которое пропорционально частному от деления произведения действительных значений скольжения и ускорения на произведение разности между заданным и действительным значениями угла и функции от положения органа, изменяющего расход энергоносителя.

Воздействие на перемещение органа m cp (12)

Указанное управление осуществляют до момента времени уменьшения ускорения до значения, близкого к нулевому

О. . (13)

Значение заданного угла 2яп в (10) выбирают заранее аналогично коэффици- енту пропорциональности А в (11) из условий оптимальности переходного . процесса, при котором скорость изменения расхода близка к максимальной, с учетом одновременного достижения всех условий (9).

- Равенства (1 О) (1 1 ) и (1 2) обусловливают одновременное выполнение условий (9), а выбор заданного угла и коэффициента пропорциональности А обеспечивает минимальную продолжительность процесса.

В случае пропорциональности момента на валу синхронной машины положению органа, изменяющего расход энергоносителя, функция f (m)=B.и равенI ство (10) упрощается, а также упрощается реализация способа.

Способ реализуют следующим образом.

Согласно способу контролируют угол, скольжение и ускорение вращения синхронной машины относительно электрической системы. Контролируют

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит датчик 1 скорости перемещения и датчик 2 положения органа, изменяющего расход энер5 15 гоноснтеля, датчик 3 угла, датчика 4 скольжения и датчик 5 ускорения от-. носительного движения синхронной машины, функциональный преобразователь 6, реализующий функцию f (m), сумматоры 7 и 8, элементы 9 и 10 перемножения, элемент 11 деления, эле-. мент 12 возведения во вторую степень, компараторы 13 и 14, триггер 15 и аналоговый ключ 16.

Датчик 2 положения органа, изменяющего расход энергоносителя, соединен с входом функционального преобразователя 6,. выходом соединенного с одним входом элемента 9 перемножения, второй вход которого соединен с выходом сумматора 7, одним входом соединенного с выходом датчика 3 угла, а на второй его вход подан сигнал, пропорциональный заданному значению угла 27t n. Выход элемента 9 перемножения соединен с входом делителя элемента 1! деления, выходом соединенного с первым входом сумматора

8, второй вход которого соединен с датчиком 1 скорости перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя, а выход — с входом аналогового ключа 16, Вход делимого элемента !1 деления соединен с выходом элемента 10 перемножения, входы которого соединены с датчиком 4 скольжения и датчиком 5 ускорения, выход которого также соединен с компаратором 13 и через элемент 12 возведения во вторую степень с входом компаратора 14, второй вход которого соединен с датчиком 4 скольжения.

Выходы компараторов 14 и 13 соединены с входами триггера 15, действующего соответственно на открытие и закрытие аналогового ключа 16, сигнал с выхода которого подается в устройство управления органом, изменяющим расход энергоносителя.

Устройство работает следующим об-. разом.

Синхронная машина при наличии избыточного момента на ее валу, например, при пуске, имеет ускорение вращения. Контролируя с помощью датчиков 4 и 5 скольжение и ускорение синхронной машины, компаратором 14 определяется выполнение условия (ll) и подается сигнал на вход триггера

15, устанавливающий его в положение, включающее аналоговый ключ 16.

11803

55

На выходе сумматора 8 формируется сигнал, пропорциональный разности между действительным значением скорости перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя, и ее расчетным значением в соответствии с (10). Этот сигнал подается на вход устройства управления положением органа, изменяющего расход энергоносителя, что приводит к изменению этого расхода, момента на валу синхронной машины и, следовательно ускорения. скольжения и угла. Указанные изменения вызывают изменение расчетного значения скорости перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя, и уменьшение разности, а также воздействия по (12). При нулевом среднем значении в период переходного процесса этой разности создаются .оптимальные условия (9) для включения синхронной машины в электрическую систему. Окончание процесса управления расходом энергоносителя фиксируется компаратором 13 врзвращающим в исходное состояние триггер 15 и отключающим аналоговый ключ 16, после чего управление расходом энергоносителя осуществляется традиционным методом по отклонению частоты вращения синхронной машины от заданного значения.

Формула изоб ретения

Способ синхронизации возбужденной синхронной машины путем контроля действительных значений угла, скольжения, ускорения вращения синхронной машины относительно электрической системы и изменения расхода энергоносителя двигателя, начиная с момента времени выполнения условия равенства скольжения величине, пропорциональной квадрату ускорения вращения синхронной машины относительно электрической системы. до момента времени уменьшения ускорения до значения, близкого к нулевому, о т л н ч а ю — . шийся тем, что, с целью уменьшения расхода энергоносителя путем ускорения процесса синхронизации и уменьшения воздействий на синхронную машину и электрическую систему, дополнительно контролируют положение и скорость перемещения органа, изменяющего расход энергоносителя, форми1511803

Составитель К.Фотина

Редактор А.Лежнина Техред II.Ñåðäþêoâà Корректор С.Черни

Заказ 5908/54 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 руют функцию, пропорциональную производной от момента на валу синхронной машины,по положению органа, изменяющего расход энергоносителя, и указанное изменение расхода энергоносителя двигателя осуществляют в зависимости от разности указанной скорости перемещения органа, изменяющеro расход энергоносителя, и величины, пропорциональной частному от деления произведения действительных значений

5 скольжения и ускорения на произведение разности между заданным и действительным значениями угла и функции ! от положения органа, изменяющего расход энергоносителя.