Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах

Авторы патента:


Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах
Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах
Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах
Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах
Способ и устройство для определения тока возбуждения в бесщеточных электрических машинах

 


Владельцы патента RU 2453981:

АББ ШВАЙЦ АГ (CH)

Изобретение относится к способу и устройству для определения тока возбуждения в обмотке возбуждения электрической машины со статором (2) и ротором (4). Электрическая машина (1) содержит трансформатор возбуждения (7) с тем, чтобы за счет электромагнитной индукции генерировать ток возбуждения (IDC) со стороны ротора, которым запитывается обмотка возбуждения (6) для создания магнитного поля возбуждения. Способ включает следующие этапы: управление трансформатором возбуждения (7) на первичной стороне так, чтобы генерировать в роторе (4) ток возбуждения (IDC), производный от тока, индуцированного в трансформаторе возбуждения (7) на вторичной стороне; измерение одного или нескольких фазных токов в одной или нескольких фазах на первичной стороне трансформатора возбуждения (7); определение максимального значения тока (Ipeak-measure) в зависимости от одного или нескольких измеренных фазных токов (I1); определение тока возбуждения (IDC) через обмотку возбуждения (6) в зависимости от полученного максимального значения тока (Ipeak-measure). Технический результат - упрощение. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к бесщеточным электрическим машинам с обмотками возбуждения и к способу эксплуатации таких машин.

Уровень техники

Бесщеточные электрические машины, например синхронные машины, могут содержать помимо статорной обмотки также расположенную на роторе обмотку возбуждения. Она должна питаться электрической энергией, чтобы вырабатывать магнитное поле возбуждения. Электрическая энергия подается к обмоткам возбуждения за счет трансформаторной связи между одной или несколькими первичными обмотками на статоре с одной или несколькими вторичными обмотками на роторе. Образованный первичными и вторичными обмотками трансформатор возбуждения может быть расположен со смещением, например аксиальным, на оси вращающейся электрической машины. В других случаях в качестве первичной обмотки трансформатора возбуждения может быть использована также первичная обмотка.

Трансформатор возбуждения включает в себя статорную обмотку возбуждения в качестве первичной обмотки и роторную обмотку возбуждения в качестве вторичной обмотки. Роторная обмотка возбуждения соединена посредством диодного выпрямительного моста с обмоткой возбуждения. За счет этого к обмотке возбуждения подается электрический постоянный ток, ток возбуждения, который генерирует магнитное поле возбуждения.

Для определенной эксплуатации такой электрической машины, например для установления определенного крутящего момента, необходимо, однако, определять и, при необходимости, регулировать ток возбуждения через обмотку возбуждения, чтобы можно было определить напряженность созданного обмоткой возбуждения магнитного поля. Поскольку электрическая машина со стороны ротора не имеет отвода для токов и иным образом не позволяет выполнить надежное измерение тока, необходимо оценивать ток возбуждения за счет измерений электрических величин на стороне статора.

Прежние методы оценки основаны на измерении двух фазных токов и двух связанных выходных напряжений исполнительного звена с высоким разрешением по времени, что сложно реализовать. Выходное напряжение исполнительного звена является, кроме того, несинусообразным напряжением, из-за чего высоки затраты на расчеты при определении тока возбуждения.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, с помощью которых ток возбуждения определяется надежно и точно только с помощью измерения электрической величины со стороны статора. Эта задача решается посредством способа определения тока возбуждения электрической машины по п.1 формулы, а также посредством устройства и электродвигателя по дополнительным пунктам.

Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.

Согласно первому аспекту, предложен способ определения тока возбуждения через обмотку возбуждения в электрической машине со статором и ротором. Электрическая машина включает в себя трансформатор возбуждения, чтобы за счет электромагнитной индукции генерировать со стороны ротора ток возбуждения, которым запитывается обмотка возбуждения для создания магнитного поля возбуждения. Способ включает в себя следующие этапы:

- управление трансформатором возбуждения на первичной стороне, чтобы генерировать в роторе ток возбуждения, производный от тока, индуцированного в трансформаторе возбуждения на вторичной стороне;

- измерение одного или нескольких фазных токов на первичной стороне трансформатора возбуждения;

- определение максимального значения тока в зависимости от одного или нескольких измеренных фазных токов;

- определение тока возбуждения через обмотку возбуждения в зависимости от полученного максимального значения тока.

Идея описанного способа состоит в том, чтобы рассчитать ток возбуждения с помощью простого расчета делителя тока в зависимости от максимального значения фазного тока на стороне статора. Это имеет то преимущество, что измерение максимального значения фазного тока осуществляется просто, тогда как при определении тока возбуждения путем измерения фазных токов на стороне статора и связанных напряжений с высокой частотой опроса приходится осуществлять сложный расчет для определения времени включения диодов используемого в роторе выпрямителя.

Описанный способ определения тока возбуждения основан на предположении, что в определяемый момент времени ток всегда течет через две катушки роторной обмотки возбуждения, так что можно предположить главное индуктивное сопротивление для каждой из катушек роторной обмотки возбуждения, в которых фазный ток, за счет трансформаторной связи текущий со стороны статора, вызывает течение тока. Текущий через обмотку возбуждения ток возбуждения можно определить, следовательно, как часть всего индуцированного трансформатором тока на вторичной стороне в делителе тока. Делитель тока имеет первую цепь тока, включающую обе главные индуктивности двух активных катушек роторной обмотки возбуждения, и вторую цепь тока, включающую обмотку возбуждения.

Кроме того, определение тока возбуждения может осуществляться в зависимости от коэффициента понижения трансформатора возбуждения, который соответствует соотношению числа витков катушек на первичной и вторичной сторонах, в зависимости от определяемого, например эмпирически, заданного поправочного коэффициента, в зависимости от частоты вращения электрической машины и в зависимости от отношения главной индуктивности трансформатора возбуждения к сумме главной индуктивности и импеданса обмотки возбуждения.

Согласно одному варианту, могут измеряться несколько фазных токов в фазах на первичной стороне, причем максимальное значение тока определяется путем усреднения максимальных значений для нескольких фазных токов.

Согласно одному альтернативному варианту, могут измеряться несколько фазных токов в фазах на первичной стороне, причем максимальное значение тока определяется путем выпрямления токов или напряжений, производных от указанных нескольких фазных токов, в мостовом выпрямителе и определения максимального значения тока в зависимости от выпрямленного тока или напряжения.

Согласно другому аспекту, предусмотрено устройство для определения тока возбуждения через обмотку возбуждения в электрической машине со статором и ротором, причем электрическая машина включает в себя трансформатор возбуждения, с тем чтобы за счет электромагнитной индукции генерировать на стороне ротора ток возбуждения, которым запитывается обмотка возбуждения для создания магнитного поля возбуждения. Устройство включает в себя:

- блок регистрации одного или нескольких фазных токов в одной или нескольких фазах на первичной стороне трансформатора возбуждения;

- блок определения максимального значения тока в зависимости от одного или нескольких измеренных фазных токов;

- блок управления электродвигателем для определения тока возбуждения через обмотку возбуждения в зависимости от полученного максимального значения тока.

Далее может быть предусмотрен блок управления трансформатором на первичной стороне, причем блок устанавливает фазные токи постоянными или устанавливает их в соответствии со значениями, заданными блоком управления электродвигателем.

Согласно другому аспекту, предусмотрена система электродвигателя. Он содержит:

- упомянутое устройство;

- электрическую машину со статором и ротором, содержащим обмотку возбуждения, причем электрическая машина включает в себя трансформатор возбуждения с тем, чтобы за счет электромагнитной индукции генерировать на стороне ротора ток возбуждения, с помощью которого обмотка возбуждения создает магнитное поле возбуждения.

Кроме того, электрическая машина может содержать диодный мостовой выпрямитель для выпрямления трансформаторных токов, генерированных в трансформаторе возбуждения на вторичной стороне.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения более подробно поясняются ниже с помощью прилагаемых чертежей, на которых:

- фиг.1: сечение электрической машины с трансформатором возбуждения;

- фиг.2: блок-схема электронной схемы электрической машины из фиг.1;

- фиг.3: эквивалентная блок-схема трансформатора возбуждения;

- фиг.4: эквивалентная блок-схема активной коммутирующей цепи в роторе;

- фиг.5: диаграмма сигнал-время для пояснения характеристик фазного тока на первичной стороне, частоты вращения электрической машины, измеренного тока возбуждения и рассчитанного тока возбуждения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображено сечение вращающейся электрической машины 1, например электродвигателя. Электрическая машина 1 включает в себя статор 2 со статорной обмоткой 3 и ротор 4, установленный на валу 5. Ротор 4 включает в себя роторную обмотку 6 для создания магнитного поля возбуждения. При управлении статорной обмоткой 3 можно использовать электрическую машину в качестве электродвигателя.

Рядом, в осевом направлении, на валу 5 установлен трансформатор возбуждения 7. Он содержит статорную обмотку возбуждения 8 или фиксированную по отношению к ротору 4 роторную обмотку возбуждения 9, установленную на вращающемся валу 5.

Статорная 3 и роторная 6 обмотки, а также статорная 8 и роторная 9 обмотки возбуждения могут содержать соответственно катушки, полюса которых (не показаны) ориентированы в радиальном направлении. Управление отдельными катушками статорной обмотки возбуждения 8 происходит так, что в зависимости от частоты вращения вала 5 возникает вращающееся переменное поле, в результате чего в катушках роторной обмотки возбуждения 9 индуцируется попеременный ток.

Индуцированный в катушках роторной обмотки возбуждения 9 ток возбуждения выпрямляется в диодном мостовом выпрямителе 10. Для его защиты служит диодная защитная схема 11, образованная емкостью и сопротивлением. Выпрямленный ток возбуждения IDC течет через обмотку возбуждения 6 ротора 4, создавая магнитное поле возбуждения.

На фиг.2 электрическая машина 1 из фиг.1 изображена в виде электронной блок-схемы. Трансформатор возбуждения 7 электрической машины 1 выполнен с трехфазной статорной 8 и соответствующей роторной 9 обмотками возбуждения. В данном примере статорная обмотка возбуждения 8 содержит три соединенные звездой катушки. Также можно снабдить электрическую машину 1 более чем тремя фазами. Кроме того, может быть предусмотрено соединение катушек не звездой, а треугольником.

Катушки роторной обмотки возбуждения 9 имеют трансформаторную связь с катушками статорной обмотки возбуждения 8, так что в первых индуцируется переменный ток. Возникающий трехфазный переменный ток подается к диодному мостовому выпрямителю 10, содержащему шесть выпрямительных диодов 14, соединенных известным образом. В случае более трех фаз для каждой дополнительной фазы предусмотрены два дополнительных выпрямительных диода для пропускания известным образом положительной полуволны тока на одну из исходящих линий и отрицательной полуволны тока на другую исходящую линию.

Трансформатор возбуждения 7 работает за счет подходящего управления статорной обмоткой возбуждения 8 на первичной стороне, так что в роторной обмотке возбуждения 9 индуцируется соответствующий переменный ток. Управление катушками статорной обмотки возбуждения 8 происходит, в целом, так, что ток течет одновременно всегда только в части ее катушек, в результате чего на вторичной стороне соответствующий ток индуцируется только в каждых двух катушках роторной обмотки возбуждения 9.

Выход диодного мостового выпрямителя 10 подает в обмотку возбуждения 6 почти постоянный ток возбуждения IDC. Обмотка возбуждения 6 служит для создания постоянного магнитного поля. Следовательно, ток возбуждения IDC генерируется из переменного тока, индуцированного трансформатором в роторной обмотке возбуждения 9 путем выпрямления его в диодном мостовом выпрямителе 10.

На фиг.2 изображен также блок 20 управления трансформатором, который управляет Pull-up- и Pull-down-выключателями 21 (например, полевыми транзисторами), запитанными от источника постоянного напряжения (VDD, VGND) инверторного оконечного каскада 22 так, что всегда замыкаются один Pull-up- и один Pull-down-выключатели 21, которые, тем самым, образуют цепь для тока через часть катушек статорной обмотки возбуждения 8 (в данном примере через ее две катушки).

Вместо инверторного оконечного каскада может быть предусмотрено также тиристорное исполнительное звено переменного тока, у которого каждая фаза многофазного токоподвода соединена через тиристорный коммутирующий блок с одним из фазных выводов статорной обмотки возбуждения 8. За счет включения тиристорного коммутирующего блока, управляемого блоком 20 управления трансформатором, отдельные фазы могут включаться и выключаться для получения тока на вторичной стороне.

По меньшей мере, на одном из фазных выводов статорной обмотки возбуждения 8 расположен токоизмерительный элемент 23, например, в виде измерительного резистора (шунт) для измерения характеристики фазного тока. При использовании измерительного резистора вырабатывается пропорциональное измеряемому току измерительное напряжение, которое регистрируется в блоке 24 регистрации тока. Данные, полученные на основе измерительного напряжения, о характеристике фазного тока подаются в цифровом или аналоговом виде к блоку 25 определения максимального тока.

Блок 25 определяет по характеристике фазного тока максимальное значение Ipeak_measure фазного тока I1, т.е. определяется максимум каждой положительной полуволны фазного тока I1. Блок 25 подает максимальное значение Ipeak_measure фазного тока I1 в блок 27 определения тока возбуждения.

В качестве альтернативы можно регистрировать фазные токи нескольких или всех фаз. Результирующие измеренные токи или напряжения могут затем выпрямляться, например, с помощью мостового выпрямителя на первичной стороне. Выпрямленный измеренный ток регистрируется в блоке 24, так что в блоке 25 можно определить максимум результирующего выпрямленного измеренного тока в виде максимального значения Ipeak_measure.

Блок 27 определяет по максимальному значению Ipeak_measure фазного тока I1 описанным ниже методом расчета ток возбуждения IDC для блока 26 управления двигателем. Этот блок 26 может управлять блоком 20, приводящим в действие инверторный оконечный каскад 22, в зависимости от вычисленного тока возбуждения IDC, например, чтобы поддерживать постоянным ток возбуждения IDC, например, с помощью подходящего регулирования, или установить его в соответствии с заданным значением.

На фиг.3 изображена эквивалентная блок-схема связи одной из катушек статорной обмотки возбуждения 8 с одной из катушек роторной обмотки возбуждения 9. Это значит, что изображенная на фиг.3 эквивалентная блок-схема относится к трансформаторной связи статорной обмотки возбуждения 8 с роторной обмоткой возбуждения 9, при протекании определенного фазного тока I1. Импеданс обмотки возбуждения 6 составляет при этом Rexu/s, где s - скольжение ротора 4. Скольжение s определяется следующим образом:

где fsupply - частота фазного тока на стороне статора, p - число полюсных пар трансформатора возбуждения 7, n - число оборотов в секунду.

Электрическая эквивалентная блок-схема на фиг.3 относится к поведению трансформатора возбуждения 7 в случае стационарной трехфазной модели. Эквивалентная блок-схема содержит в качестве основной индуктивности главную индуктивность LM. Для осуществляемой в блоке 27 оценки тока используется эквивалентная блок-схема для малых сигналов. Поскольку в каждый определенный момент времени в диодном мостовом выпрямителе 10 активны только две фазы, следует учитывать только активные выпрямительные мосты, т.е. только активные диоды, так что отсутствует необходимость в расчете фазового сдвига.

На эквивалентной блок-схеме на фиг.4 видно, что в эквивалентной блок-схеме для малых сигналов учитываются только главные индуктивности LM катушек роторной обмотки возбуждения 9, и индуктивность рассеяния Lσ трансформатора возбуждения 7 учитывать не требуется.

В эквивалентной блок-схеме на фиг.4 с помощью делителя тока возникает следующая зависимость:

где Z1=2·ωL и , L=Lm1=Lm2 - главные индуктивности трансформатора возбуждения 7, Ipeak_measure - максимальное значение фазного тока I1, k - поправочный коэффициент, который может быть задан или установлен эмпирически и может быть установлен, например, на значение 1,1, rex - коэффициент понижения трансформатора возбуждения 7 (от статора к ротору), который может определяться с помощью отношения витков катушек статорной обмотки возбуждения 8 катушек роторной обмотки возбуждения 9.

Импеданс обмотки возбуждения Rexu можно определить следующим образом:

где Rf - омическое сопротивление обмотки возбуждения 6 на единицу измерения, т.е. без единиц измерения, rma - коэффициент понижения (от ротора к статору), который возникает из отношения витков катушек обмотки возбуждения 6 и катушек статорной обмотки 3, Unenn = номинальное напряжение электрической машины, Inenn - номинальный ток электрической машины (в соответствии с техническим паспортом).

Ток возбуждения IDC в соответствии с приведенной выше зависимостью вычисляется просто:

IDC,estimation=K·Ipeak_measure·J(n)

где К - постоянная, определяемая расчетным или эмпирическим путем при взятии за основу физической модели, в противном случае - величина, зависимая от частоты вращения (через скольжение s). Соотношение J(n) импедансов определяется также просто. При небольшой частоте вращения n соотношение импедансов при определенных условиях можно принять даже постоянным.

Наконец возникает следующая функциональная зависимость тока возбуждения IDC от максимального значения фазного тока на первичной стороне и от частоты вращения:

IDC=f(Ipeak_measure, n)

Такая функциональная зависимость реализуется простым образом в блоке 27. Расчет тока возбуждения происходит только в соответствии с заданной частотой за счет частоты питания, поскольку максимумы в характеристиках фазных токов возникают только один раз во время одного периода колебаний. Таким образом, могут быть снижены требования к вычислительной мощности блока 27.

На фиг.5 изображены характеристики фазного тока I1 на первичной стороне, максимального значения Ipeak_measure фазного тока I1 на первичной стороне, измеренного тока возбуждения IDC_m, вычисленного тока возбуждения IDC и частоты вращения n. Видно, что ток возбуждения IDC с высокой точностью выводится из максимального значения фазного тока I1 на первичной стороне.

Перечень ссылочных позиций

1 - электрическая машина

2 - статор

3 - статорная обмотка

4 - ротор

5 - вал

6 - обмотка возбуждения

7 - трансформатор возбуждения

8 - статорная обмотка возбуждения

9 - роторная обмотка возбуждения

10 - диодный выпрямительный мост

11 - диодная защитная схема

14 - выпрямительный диод

20 - блок управления трансформатором

21 - Pull-up- или Pull-down-выключатель

22 - инверторный оконечный каскад

23 - токоизмерительный элемент

24 - блок регистрации тока

25 - блок определения максимального тока

26 - блок управления двигателем

27 - блок определения тока возбуждения

1. Способ определения тока возбуждения через обмотку возбуждения в электрической машине со статором (2) и ротором (4), причем электрическая машина (1) содержит трансформатор возбуждения (7) для генерирования за счет электромагнитной индукции тока возбуждения (IDC) со стороны ротора, которым запитывается обмотка возбуждения (6) для создания магнитного поля возбуждения, включающий следующие этапы, на которых:
управляют трансформатором возбуждения (7) на первичной стороне для получения в роторе (4) тока возбуждения (IDC) на основе тока, индуцированного в трансформаторе возбуждения (7) на вторичной стороне;
измеряют один или несколько фазных токов в одной или нескольких фазах на первичной стороне трансформатора возбуждения (7);
определяют максимальное значение (Ipeak-measure) в зависимости от одного или нескольких измеренных фазных токов (I1);
определяют ток возбуждения (IDC) через обмотку возбуждения (6) в зависимости от полученного максимального значения тока (Ipeak-measure).

2. Способ по п.1, в котором ток возбуждения (IDC) определяют в зависимости от коэффициента понижения трансформатора возбуждения (7), который определяют из соотношения числа витков статорной обмотки возбуждения (8) на первичной стороне и числа витков роторной обмотки возбуждения (9) на вторичной стороне, а также в зависимости от заданного поправочного коэффициента и в зависимости от отношения главной индуктивности трансформатора возбуждения (7) к сумме главной индуктивности и импеданса обмотки возбуждения (6).

3. Способ по п.1 или 2, в котором измеряют несколько фазных токов (I1) в фазах на первичной стороне, а максимальное значение тока (Ipeak-measure) определяют путем усреднения соответствующих максимальных значений нескольких фазных токов.

4. Способ по п.1 или 2, в котором измеряют несколько фазных токов в фазах на первичной стороне, а максимальное значение тока (Ipeak-measure) определяют путем выпрямления в мостовом выпрямителе токов или напряжений, производных от указанных нескольких фазных токов, и определения максимального значения тока в зависимости от выпрямленного тока или напряжения.

5. Устройство для определения тока возбуждения (IDC) через обмотку возбуждения (6) в электрической машине (1) со статором (2) и ротором (4), причем электрическая машина (1) содержит трансформатор возбуждения (7) для генерирования за счет электромагнитной индукции тока возбуждения (IDC) со стороны ротора, которым запитывается обмотка возбуждения (6) для создания магнитного поля возбуждения, содержащее:
устройство для управления трансформатором возбуждения (7) на первичной стороне для генерирования в роторе (4) тока возбуждения (IDC), производного от тока, индуцированного в трансформаторе возбуждения (7) на вторичной стороне;
блок (24) регистрации для измерения одного или нескольких фазных токов (I1) в одной или нескольких фазах на первичной стороне трансформатора возбуждения (7);
блок (25) определения максимального значения тока (Ipeak-measure) в зависимости от одного или нескольких измеренных фазных токов (I1);
блок (26) управления электродвигателем для определения тока возбуждения (IDC) через обмотку возбуждения (6) в зависимости от полученного максимального значения (Ipeak-measure).

6. Устройство по п.5, дополнительно содержащее блок (20) управления трансформатором возбуждения (7) на его первичной стороне, причем блок (20) выполнен с возможностью устанавливать эффективные фазные токи постоянными или устанавливать их в соответствии с установкой от блока (26) управления электродвигателем.

7. Система электродвигателя, содержащая: устройство по п.5 или 6;
электрическую машину (1) со статором (2) и ротором (4), содержащим обмотку возбуждения (6), причем электрическая машина (1) включает в себя трансформатор возбуждения (7) с тем, чтобы за счет электромагнитной индукции генерировать на стороне ротора ток возбуждения (IDC), с помощью которого обмотка возбуждения (6) создает магнитное поле возбуждения.

8. Система по п.7, в которой электрическая машина содержит диодный мостовой выпрямитель (10) для выпрямления трансформаторных токов, генерированных в трансформаторе возбуждения (7) на вторичной стороне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления валом электродвигателя. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности может быть использовано для автоматического регулирования возбуждения синхронных машин (СМ) и машин двойного питания.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения генераторов, имеющих широкое распространение. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам регулирования реактивной мощности и стабилизации напряжения в узле электрической сети. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к системам возбуждения синхронных машин, а именно к устройствам гашения магнитного поля обмотки возбуждения синхронных машин.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к синхронным машинам, более конкретно - к синхронным двигателям и силовым блокам "трасформатор-двигатель" и предназначено для использования в приводе турбомеханизмов и иных машин средней и большой единичной мощности, не требующих регулирования частоты вращения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам управления и регулирования электрических агрегатов, и может быть использовано в авиационной промышленности для стабилизации тока и напряжения стартера-генератора, а также в различных отраслях народного хозяйства, где необходимо независимо изменять электрическое сопротивление пропорционально питающему напряжению и току.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на крупных тепловых и атомных электростанциях. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для создания автоматических регуляторов возбуждения мощных синхронных генераторов. .

Изобретение относится к области электротехники и касается реле-регулятора напряжения генератора, используемого при его включении в сеть. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве управления выходным напряжением электрогенератора со средством стабилизации выходного напряжения, учитывающим воздействие повышения намагниченности при подключении фазоопережающей нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты автоматического регулятора напряжения от противоэлектродвижущей силы, создаваемой реакцией арматуры электрогенератора при подсоединении к нему фазоопережающей нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию. Технический результат - обеспечение автоматической оптимизации параметров регулятора возбуждения синхронного генератора на этапе ввода оборудования в эксплуатацию без дестабилизирующего воздействия на энергосистему и без нарушения ее устойчивости. Для этого устанавливают параметры регулятора возбуждением по отклонению от уставки одного из его выходных сигналов, начальное значение критерия оптимизации параметров регулятора Е0, новое значение оптимизируемого параметра регулятора в соответствии с формулой, изменяют уставку регулируемого выходного сигнала на постоянную величину на фиксированное время, измеряют величину и длительность переходного процесса выходного сигнала генератора по указанным изменениям уставки, вычисляют новое значение критерия оптимизации Е в соответствии с формулой и устанавливают значения Е0 и параметра так, что при выполнении условия Е<Е0 или при одновременном выполнении условия: Е≥Е0 и (E-E0)/c>βi устанавливают Е0=Е, а параметр не изменяют. Иначе возвращают параметр к исходному значению. Повторяют указанные операции для других оптимизируемых параметров регулирования до уменьшения средней скорости изменения величины Е0 до заранее установленного значения, где βi - случайная величина, равномерно распределенная на интервале [0,1], с - положительная постоянная величина, определяющая скорость оптимизации параметров регулятора. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе. Технический результат - увеличение частоты вращения вала электродвигателя без увеличения потребления энергоресурсов. В устройство электромеханического управления введены второй синхронный электродвигатель и второй блок из трех автоматических расцепителей. Первый, второй и третий выходы блока из трех коммутаторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго синхронного электродвигателя, жестко связанного с первым синхронным электродвигателем, а первый, второй и третий выходы синхронного генератора соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами второго блока из трех автоматических расцепителей, имеющего первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами первого блока из трех автоматических расцепителей, четвертый, пятый и шестой выходы, соответственно соединенные с первым входом первого стабилизатора переменного напряжения, со вторыми входами первого и второго стабилизатора переменного напряжения и с первым входом второго стабилизатора переменного напряжения, и имеющего отдельный вход, соединенный с выходом пульта управления двигателем. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения и пуска синхронных бесконтактных электрических машин специального назначения, например в бортовых системах переменного тока постоянной частоты 400 Гц. Технический результат - расширение функциональных возможностей возбудителя за счет обеспечения работы в двигательном и генераторном режимах при уменьшении расхода материалов, повышении КПД, упрощении конструкции и снижении материалоемкости изготовления возбудителя. Устройство включает основную синхронную машину (1), обращенный синхронный возбудитель (2) основной синхронной машины в общей магнитной системе с асинхронным подвозбудителем, выполненным в виде асинхронного двигателя, обмотку возбуждения синхронного возбудителя, расположенную на роторе обмотку, вращающийся полупроводниковый преобразователь и регулятор возбуждения. Оно снабжено коммутатором режимов (7), измерителем (8) частоты вращения ротора основной синхронной машины с входом и выходом и переключателями (9, 10) обмотки, при этом последняя выполнена в виде катушечных групп в неявнополюсной магнитной системе статора и ротора, а магнитная система выполнена совмещенной по магнитным потокам с меньшим числом полюсов для двигательного режима работы и большим числом полюсов для генераторного режима работы. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии. Технический результат - расширение функциональных возможностей, обеспечивающих пуск соизмеримых по мощности с генератором асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, и повышение надежности. Система возбуждения включает синхронный генератор (1) с обмотками якоря (2) и индуктора (3), выпрямители (4), (15), суммирующий трансформатор (5) с первичной токовой обмоткой (6), первичной обмоткой напряжения (7), вторичной обмоткой (8) и обмоткой управления (9) и корректором напряжения (10), внешний источник постоянного тока (11), электронный ключ (12), трансформатор тока (13) с шунтом (14). Система содержит аналого-цифровой преобразователь (16), регистры памяти (17,18), распределитель импульсов (19), генератор импульсов (20) стабильной частоты, вычитатель (21), дешифратор (22), зажимы (23, 24) для подключения нагрузки, RS-триггер (25), дифференциатор (26), логические элементы ИЛИ (27), И (31), шину ПУСК (28), формирователь-ограничитель (29), инвертор (30). 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии. Техническим результатом является повышение точности форсировки возбуждения. В системе возбуждения синхронного генератора параллельно индуктору (3) подключен внешний источник постоянного тока (11) через общий электронный ключ (12). Последовательно с обмоткой якоря (2) включен трансформатор тока (13), к которому подключен шунт (14) и второй выпрямитель (15). Система возбуждения содержит аналого-цифровой преобразователь (16), два регистра памяти (17,18), распределитель импульсов (19), генератор импульсов (20) стабильной частоты, вычитатель (21), задающий регистр (22), числовой компаратор (23), два дифференциатора (24,26), RS-триггер (25), логический элемент ИЛИ (27), шина ПУСК (28), формирователь-ограничитель (29), инвертор (30), логический элемент И (31), с первого 32-1 по N-й 32-N резисторы и с первого 33-1 по N-й 33-N секционные электронные ключи. Сопротивление Ri резистора 32-i определяется выражением Ri=R1/2(i-1), где R1 - сопротивление резистора 32-1. 1 ил.
Наверх