Устройство для измерения и регистрации угла устойчивости синхронной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21d>, 2

21е, 36/03

Заявлено 24.1Ч.1968 (№ 1236365/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 14.Х.1969

МПК G 01г

G 01r

УДК 621.317.37:621.. 313.32 (088.8) Комитет hh делам наобретениЯ и открытиЯ прн Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Н. P. Ипатенко, М. В. Боканов и Н. У, Космачев

Брянский институт транспортного машиностроения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ УГЛА

УСТОЙЧИВОСТИ СИНХРОННОЙ МАШИНЬ1

Известные устройства для измерения и регистрации угла устойчивости синхронной машины, содержащие датчик положения ротора синхронной машины относительно поля статора, фильтр и регистрирующий блок, сложны, содержат большое число элементов и не обеспечивают высокой надежности.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что содержит стабилизатор напряжения с амплитудным ограничителем и температурной стабилизацией. Стабилизатор подключен к сети через выпрямитель напряжения и питающий анод тиристора, к управляющему электроду которого подключен указанный датчик положения ротора, а катод тиристора соединен последовательно через указанный фильтр с регистрирующим блоком, например, в виде измерительного прибора и вибратора осциллографа.

Это упрощает устройство и повышает его надежность.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — взаимосвязь и форма сигналов элементов устройства; на фиг. 3 — кривая зависимости среднего значения выходного тока устройства от угла отсечки тиристора и угла устойчивости синхронной машины.

Устройство содержит тиристор 1, стабилизатор напряжения, состоящий из кремниевого стабилитрона 2, последовательно соединенного с ним кремниевого диода 8 и балластного сопротивления (резистора1 4, источника 5 постоянного тока, собранного по однофазной мостовой схеме на полупроводниковых диодах, Г-образного фильтра, состоящего из резистора 6 и электролитического конденсатора 7.

Нагрузкой служит измерительный прибор 8 магнитоэлектрической системы и последовательно соединенный с ним вибратор 9 магнитоэлектрического осциллографа.

К управляющему электроду тиристора подключен электромагнитный датчик 10 импульсов. Двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, собранный по мостовой схеме и включенный непосредственно в сеть однофазного переменного тока, дает на выходе пульсирующее напряжение 11 (см. фиг. 2), которое подается на параметрический кремниевый стабилизатор напряжения 2, 3, 4, работающий в режиме амплитудного ограничителя. Так как амплитуда выпрямленного напряжения 11 во много раз больше напряжения стабилизации стабилитрона 2, то кривую стабилизированного напряжения 12, подаваемого на анод тиристора 1, можно считать с достаточной точностью прямоугольной. Фаза питающей сети совпадает с фазой напряжения чо 12, подаваемого на анод тиристора 1.

244497

Для температурной стабилизации стабилитрона 2 последовательно с ним включен кремниевый диод 8 в прямом направлении. Для ограничения тока стабилитрона 2 последовательно включен резистор 4.

На управляющий электрод тиристора 1 подаются импульсы 18 э.д.с. положительной полярности от датчика электромагнитной системы, который осуществляет фиксацию положения ротора синхронной машины относительно поля статора.

Датчик 10 импульсов выполнен на постоянном подковообразном магните с катушкой. По окружности полумуфты на валу синхронной машины размещены ярма (пластины), число которых равно числу полюсов синхронной машины. Зазор между постоянным магнитом датчика и ярмом составляет 0,3 — 0,5 мм.

Ярма крепятся на подвижном кольце, которое можно поворачивать и закреплять в любом положении относительно полумуфты.

При изменении угла 0 выбега ротора импульсы датчика, которые, как указано выше, фиксируют положение ротора синхронной машины относительно поля статора, смещаются по фазе относительно анодного напряжения 12 тиристора 1. При правильном выборе фазы питающей сети и относительного положения ярем датчика величина среднего значения анодного тока 14 тиристора 1 зависит от разности фаз напряжения сети и э.д. с. синхронной машины, то есть является линейной функцией угла устойчивости О.

Г-образный фильтр RC-6,7 выделяет из пульсирующего анодного тока 14 тиристора постоянную составляющую, равную среднему за период значению, пропорциональному углу устойчивости, которая подается на измерительный прибор 8 и вибратор 9 осциллографа.

При использовании устройства только для измерения угла 0 в статическом режиме вибратор заменяется эквивалентным сопротивлением.

Для градуировки устройства экспериментально снимается зависимость среднего значения выходного тока устройства от угла а отсечки тиристора 1, который изменяется при перемещении кольца полумуфты датчика 10 импульсов (см. фиг. 3). Характеристика содержит участок, на котором зависимость выходного тока от угла а отсечки будет линейной — это рабочий участок характеристики.

Кольцо полумуфты датчика 10 импульсов ставится в положение, соответствующее началу прямолинейного участка характеристики.

lo Для выбора базисной точки шкалы прибора нужно провести для синхронной машины или опыт идеального холостого хода (О=Q ) или выпадения из синхронизма при статическом изменении нагрузки (0=90 ) . .Градуировка

15 шкалы прибора производится в соответствии с фиг. 3, так как изменение угла 0 тождественно углу поворота кольца полумуфты датчика 10 импульсов.

Опытная проверка устройства показала, что

20 его постоянная времени ничтожна мала по сравнению с инерционной постоянной синхронной машины, поэтому погрешность, вносимая схемой, не оказывает влияния на точность измерения угла устойчивости. Погрешность

25 измерения угла 0 не превышает 1 — 2 электрических градусов при номинальной нагрузке.

Предмет изобретения

30 Устройство для измерения и регистрации угла устойчивости синхронной машины, содержащее датчик положения ротора синхронной машины относительно поля статора, фильтр и регистрирующий блок, отличающееся тем, 35 что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, оно содержит стабилизатор напряжения с амплитудным ограничителем и температурной стабилизацией, подключенный к сети через выпрямитель напряжения

40 и питающий анод тиристора, к управляющему электроду которого подключен указанный датчик положения ротора, а катод тиристора соединен последовательно через указанный фильтр с регистрирующим блоком, например, 45 в виде измерительного прибора и вибратора осциллографа.

244497

Об дг

0 20 40 60 В0 100 ыг 3

Корректоры: А. Николаева и В. Петрова

Редактор Э. Рубан

Техред Л. Я, Левина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2507j14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4