Устройство форсирования возбуждения автономного синхронного генератора


 


Владельцы патента RU 2574166:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин, чувствительных к напряжению потребителей. Технический результат - повышение надежности работы потребителей, чувствительных к качеству выходного напряжения в моменты коммутации их цепей при питании удаленных потребителей при отсутствии доступа к электрическим цепям коммутируемой нагрузки. Устройство форсирования возбуждения содержит синхронный генератор, блок регулирования возбуждения генератора, коммутационную аппаратуру генератора, блок управления форсированием возбуждения, коммутационную аппаратуру нагрузки, коммутируемую нагрузку, ручной коммутационный аппарат, в котором закреплено автономное устройство подачи сигнала о включении нагрузки. Указанное устройство подачи сигнала входит в состав последовательно соединенных устройства формирования сигнала и радиопередающего устройства, последовательно соединенных радиоприемного устройства и блока управления форсированием возбуждения. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности систем автоматического регулирования возбуждения синхронных машин.

Известен автоматический регулятор напряжения синхронного генератора [RU 2465717 С1, 29.07.2011], состоящий из измерителя напряжения, первого сумматора, ПИД-регулятора, второго сумматора, усилителя, генератора инициирующих импульсов, формирователя уставки, аналого-цифрового преобразователя, вычислителя энергии сигнала, блока задержки, вычислителя параметров регулирования, блока усреднения. Вычислитель параметров регулирования выполнен в виде процессорного устройства, работающего по алгоритму сверхбыстрого отжига.

Известно устройство для форсировки возбуждения синхронных машин [SU 1107245, 07.08.1984], содержащее первый пороговый элемент, первый вход которого соединен с выходом датчика текущего значения напряжения на шинах синхронной машины, второй вход - с источником уставки включения форсировки, а выход - с первым входом первого логического элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход второго порогового элемента, первый вход которого соединен с источником уставки по положительному ускорению, а второй вход - с первым входом сумматора и через дифференциатор с выходом датчика скольжения, который подключен также к второму входу сумматора, выход которого связан с усилителем-ограничителем положительного сигнала, и ключ, управляющий вход которого связан с выходом первого логического элемента ИЛИ.

Наиболее близким по сути является устройство, реализующее способ автоматического регулирования возбуждения автономных синхронных генераторов в режимах внезапного изменения нагрузки с использованием предварительного воздействия на их возбуждение для улучшения качества регулирования напряжения, в соответствии с которым указанное опережение выбирают меньшим интервала времени, определяемого отношением величины начального мгновенного изменения напряжения генератора при коммутации нагрузки к величине максимальной скорости его восстановления по огибающей амплитуд, например, в два раза (см. SU 511663, 22.09.76).

Недостатками известных устройств и устройства-прототипа являются невозможность их применения в условиях отсутствия доступа к электрическим цепям коммутируемой нагрузки при питании удаленных потребителей (например, при питании электропотребителей воздушного судна от наземного электроагрегата в ходе наземного обслуживания).

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы удаленных потребителей, чувствительных к качеству выходного напряжения в моменты их коммутации с электроагрегатом в условиях отсутствия доступа к электрическим цепям коммутируемой нагрузки.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство форсирования возбуждения автономного синхронного генератора, содержащее последовательно соединенные синхронный генератор и коммутационную аппаратуру генератора, а также блок регулирования возбуждения генератора, вход которого объединен с входом коммутационной аппаратуры генератора, а выход соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, n потребителей в составе последовательно соединенных ручного коммутационного аппарата, коммутационной аппаратуры нагрузки и коммутируемой нагрузки, а входы потребителей объединены и соединены с выходом коммутационной аппаратуры генератора, дополнительно введены η автономных устройств подачи сигнала о включении нагрузок в составе последовательно соединенных устройства формирования сигнала и радиопередающего устройства, установленных на рукоятках ручных коммутационных аппаратов, а также последовательно соединенные радиоприемное устройство и блок управления форсированием возбуждения, выход которого соединен со вторым входом блока регулирования возбуждения генератора.

Автономное устройство подачи сигнала о включении нагрузки установлено на рукоятке ручного коммутационного аппарата и предназначено для фиксации момента прикосновения оператора к рукоятке ручного коммутационного аппарата и передачи сигнала по радиоинтерфейсу в блок управления форсированием возбуждения. Оно в свою очередь состоит из последовательно соединенных устройства формирования сигнала прикосновения оператора и радиопередающего устройства.

В качестве устройства формирования сигнала прикосновения оператора может быть применен сенсорный датчик емкостного типа (см., например, «Электронные компоненты» №2, 2009, с. 65-67).

Радиопередающее устройство может быть выполнено на основе соответствующей интегральной микросхемы, реализующей на физическом уровне беспроводную передачу данных по интерфейсу Wi-Fi, Zig-Вее, Bluetooth, GSM или CDMA с возможностью задания адреса передатчика (см., например, «Новости электроники» №13, 2009, с. 25-28).

Радиоприемное устройство предназначено для беспроводного приема и идентификации сигнала от радиопередающего устройства по соответствующему ему адресу.

Радиоприемное устройство может быть выполнено на основе соответствующей интегральной микросхемы, реализующей на физическом уровне беспроводной прием данных по интерфейсу Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM или CDMA с возможностью идентификации адреса передатчика (см., например, «Новости электроники» №13, 2009, с. 25-28).

Блок управления форсированием возбуждения предназначен для получения сигнала от радиоприемного устройства, его идентификации по адресу, выбора из массива, хранящегося в памяти блока импульса, соответствующего данному сигналу, причем величина тока возбуждения должна соответствовать амплитуде импульса, а длительность форсирования возбуждения - его продолжительности и выработке на своем выходе сигнала форсирования возбуждения, поступающего в обмотку возбуждения синхронного генератора через блок регулирования возбуждения.

Блок управления форсированием возбуждения может быть выполнен в виде микропроцессорного устройства с энергонезависимой памятью (см., например, «Компоненты и технологии» №7, 2012 с. 12-14).

Сущность изобретения заключается в опережении момента начала форсирования возбуждения по отношению к моменту включения нагрузки. Опережение достигается за счет формирования и передачи по радиоинтерфейсу упреждающего сигнала о форсировании возбуждения при прикосновении оператора к рукоятке ручного коммутационного элемента.

Структурная схема устройства форсирования возбуждения автономного синхронного генератора изображена начертеже.

Устройство содержит синхронный генератор 1, блок регулирования возбуждения генератора 2, коммутационную аппаратуру генератора 3, блок управления форсированием возбуждения 4, радиоприемное устройство 9, n потребителей в составе коммутационной аппаратуры нагрузки 5, коммутируемой нагрузки 6, ручного коммутационного аппарата 7 с закрепленным на нем автономным устройством подачи сигнала о включении нагрузки, установленным на рукоятке ручного коммутационного аппарата 8.

Устройство работает следующим образом. При включении нагрузки 6 путем воздействия оператора на рукоятку ручного коммутационного аппарата 7 до момента замыкания его контактов происходит срабатывание устройства формирования сигнала, установленного в автономном устройстве подачи сигнала о включении нагрузки 8, которое закреплено на рукоятке ручного коммутационного аппарата. На выходе устройства появляется сигнал, свидетельствующий о предстоящем включении нагрузки, соответствующий ее мощности и типу. Далее этот сигнал посредством радиопередающего устройства транслируется в эфир. После приема данного сигнала радиоприемным устройством 9 и идентификации его по адресу передающего устройства он передается в блок управления форсированием возбуждения 4. В блоке управления форсированием возбуждения происходит выбор импульса, соответствующего поступающему сигналу из массива, хранящегося в памяти блока, причем величина тока возбуждения соответствует амплитуде импульса, а длительность форсирования возбуждения - его продолжительности. Далее на выходе блока формируется сигнал форсирования возбуждения, поступающий в обмотку возбуждения синхронного генератора через блок регулирования возбуждения.

Таким образом, начало форсирования возбуждения генератора наступает с необходимым опережением по отношению к моменту включения нагрузки.

При сбросе нагрузки последовательность работы элементов в схеме сохраняется прежней, причем вместо форсирования возбуждения осуществляется развозбуждение.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как существующий на данный момент уровень техники позволяет его реализовать.

Использование предлагаемого устройства регулирования возбуждения позволит повысить качество регулирования напряжения, синхронных генераторов при коммутации мощных нагрузок, а именно снизить провалы и выбросы напряжения, время наступления установившегося режима и тем самым повысить надежность работы потребителей, чувствительных к качеству питающего напряжения.

Устройство форсирования возбуждения автономного синхронного генератора, содержащее последовательно соединенные синхронный генератор и коммутационную аппаратуру генератора, а также блок регулирования возбуждения генератора, вход которого объединен с входом коммутационной аппаратуры генератора, а выход соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, n потребителей, каждый из которых содержит последовательно соединенные ручной коммутационный аппарат, коммутационную аппаратуру нагрузки и коммутируемую нагрузку, при этом входы потребителей объединены и соединены с выходом коммутационной аппаратуры генератора, отличающееся тем, что в него дополнительно введены n автономных устройств подачи сигнала о включении нагрузки в составе последовательно соединенных устройства формирования сигнала и радиопередающего устройства, установленных на рукоятках ручных коммутационных аппаратов, а также последовательно соединенные радиоприемное устройство и блок управления форсированием возбуждения, выход которого соединен со вторым входом блока регулирования возбуждения генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах электроснабжения, электрических сетях для определения внутреннего индуктивного сопротивления синхронных машин.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в генераторах или двигателях постоянного или переменного тока с бесконтактной коммутацией.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения в составе бесщеточных систем возбуждения генераторов электроэнергетических систем.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления ветроэнергетической установкой. Технический результат - снижение веса и улучшение соотношения между весом и номинальной мощностью генератора.

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

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

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе. Технический результат - увеличение частоты вращения вала электродвигателя без увеличения потребления энергоресурсов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

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

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах электроснабжения, электрических сетях для определения внутреннего индуктивного сопротивления синхронных машин.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как для автоматизации процесса ввода оборудования в эксплуатацию, так и в функциональном режиме в устройствах управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, в частности, для управления возбуждением генератора с целью ослабления вредных влияний перегрузок или переходных процессов, например, при внезапном подключении, снятии или изменении нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе оборудования для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения. .

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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения генераторов переменного тока автономных источников электрической энергии. Технический результат - уменьшение степени несинусоидальности кривой напряжения. Устройство коррекции формы кривой напряжения содержит вольтодобавочный трансформатор (1), первый выпрямитель (2) однофазный однополупериодный, второй выпрямитель (3) однофазный мостовой, формирователь-ограничитель (4), фильтр (5) низких частот, первый (6) и второй (36) аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый (7), второй (8) и третий (9) формирователи коротких импульсов, логический элемент НЕ (10), логический элемент ИЛИ (11), RS-триггер (12), элемент задержки (13), первый (14), второй (15) и третий (16) регистры памяти, числовой компаратор (17), суммирующий счетчик (18), генератор (19) стабильных импульсов, вычитатель (20), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) (21), трехмерный блок памяти (22), первый(23), второй (24), третий (25), четвертый (26), пятый (27), шестой (28), седьмой (29) и восьмой (30) электронные ключи, нагрузка (31), шины источника (32) и коммутатор (33), образованный электронными ключами (23…30). К шинам (32) подключен генератор (34) переменного тока с системой (35) регулирования возбуждения. Устройство с высокой точностью обеспечивает компенсацию искажения кривой переменного напряжения. 2 ил.
Наверх