Автоматический регулятор возбуждения

 

О П И С А Н И Е 3ll359

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОР СХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

$®4ti

C. v, ио е.а ОБ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено ОЗЛ I.1970 (№ 1395695/24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 09.VIII.1971. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 2.XI.1971

МПК Н 02р 9/14

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316.722:621. .313.322(088.8) А вторы изобретения

В. С. Гераскин, Ю. М. Горский, В. А. Ушаков, К. В. Лапаев, Л. 3. Мадорский, В. М. Фукс и Я. Н. Штрафун

Заявитель

АВТОМАТИ Ч ЕСКИ Й РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕН ИЯ

Изобретен ие касается автоматизации энергосистем и может быть использовано для регулирования возбу?кдения мощных синх ронных машин.

Известные автоматические .регуляторы возбужден1ия синхронных генераторов, содержащие аналоговое усцройство, обеспечивающее регулирование по отклонению контрол ируемого параметра и,импульсно-цифровое устройство с блоком формирования, обобщенного параметра, имеют относительно сложную структуру,,включающую помимо:входных преоб|раэователей устройство управления, а рифметическое и запоминающее устройства.

Целью изобретения является упрощение структуры регулятора и повышение быстродействия.

Для этого блок формирования обобщвнного параметтра подключен к ц иф ровому дифференциатору, циклически определяющему приращение обобщенного, параметра за период дискретности, а выход последнего через расширитель длительности временного интервала соединвн с блоком п реобразован ия длительности им1пульсов в управляющее напряжвние.

С целью повышения функциональной надежности регулятор снабжен узлом контроля, включенным между ц ифровым дифференциатором и расширителем длительности в ременного интервала и состоящим из ограничителя длительности и логической схемы, вырабатывающей сигнал несоответствия параме11ра

6 стабилизации физически возможному, а также узлом блокировтои, который включен на выходе регулятора и состоит из апериодического звена с большой постоянной времени, воздействующего на релейный элемент, отключающий импульсно-цифровое устройство.

Для повышения чувствительности канала стабилизации к изменениям частоты:входного напряжения и улучшвния качества регулирования в блок формирования обобщенного параметра введен резонансный LC-контур, обес,печивающий частотнозависимый фазовый сдвиг.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного регулятора; на фиг. 2 — функциональная схема устройства стабилизации; иа фиг. 3 приведена принципиальная схема п реобразователя синусоидального .напряжения в однополярное пульсирующее и .показан принци п форхти рования обобщенного параметтра.

Автоматический регулятор возбуждения состоит из а налогового устройства напряжения, реаттирующего на отклонен не входного напряжения от уставки, и импульсно-цифрового устройства стабилизации по обобщенному,реж имнохту параметру. Управляющим

311359 с игналом регулятора является сумма выходи цщ цдешщ.аналогового блока напряжен я и имщ льсна-цифрового устройства стабил з ьуульр о-цифровое устройство стабилиз одержит блок 1 формирования обобщенного,парамепра, .дискретный д ифференциагор 2, бло к 8 конпроля работы дисиретного дифференщиатора, устройство 4 пропорционального расширения в ременных интервалов, преобразователь 5 временных интервалов в напряжение, блок б блокировки и контроля работы преобразователя. Аналоговый блок напряжения содержит последовательно ооединен ные выпрямитель 7, нелинейный мост 8, фильтр 9 и усилитель 10 постоянного тока.

Схема формирования обобщенного параметра стабилизации включает успрой ство 11, преобразующее переменное входное синусоидальное напряжение в однополярное пульсирующее, и пороговый элемент 12, формирующий из этого напряжения прямоугольные импульсы, длительность .которых завиоит от частоты и амплитуды входного напряжения. Устройство 11 (см. фиг, 3 а) содержит трансфо рматор 18, резонансный индуктивно-емкостный контур 14, 15, развязывающие диоды 15 и 17.

Принцип формирования временного инте рвала параметра 17i поясняется диаграммой, показа иной на фиг, 3 б, где У вЂ” напряжение срабатывания пороговой схемы, о> — фазовый сдвиг, вносимый резонансным контуром, Т— период входного напряжения (он же период дискретности), У, — напряжение на выходе д иода 17, с1,, — напряжение на выходе диода 1б.

Дискретный дифференциатор (см. фиг. 2) включает логичвскую схему 18 управления счетчиками, генератор 19 счетных импульсов ударного возбуждения, венпили 20 и 21, кодирующий и двкодирующий двоичные счетчики

22 и 28, логическую схему 24 несовпадения.

Схема жнтроля за работой дискретного д ифференциато ра состоит из ограничителя 25 длительности временных интервалов и логической схемы 2б, циклически вырабатывающей сигнал блоиировки управляющего воздейств ия в,случае превышения полученного в дисх ретном диффе ренциаторе временного интервала, соответствующего приращению за период дискретности параметра стабилизации над ф изически возможным, величина которого выбирается из априорных сведений об объекте регулирования и задается ограничителем длительносги.

Устройство пропорционального расширения длительности временных интервалов,содержит две идентичные формирующие схемы

27 и 28, использующие известный принцип заряда-разряда емкости с различными постоя иными времени. Изменение коэффициентов регули рован ия осуществляется путем дискретного;изменения постоянной в ремени разряда в схемах 27 и 28.

Особенностью, преобразователя в ременных интервалов в на пряжение является наличие двух каналов: канала первой производной параметра и канала изменения параметра.

Под первой, производной параметра подразумевается первая разность отстоящих на период дискретносги значений параметра

П (i Т) =П(i Т) — П(iiÒ вЂ” Т).

Изменение параметра представляет собой сумму экспоненциально убывающих производ;ных парамепра от начала работы регулятора до текущего момента времени.

Преобразователь канала первой производной параметра состоит из логической схемы 29 управления ключами, ключей 80 и 81 и фиксатора 82 нулевого по рядка. Преобразователь канала изменения параметра состоит из лопической схемы 88 управления;ключами, ключей 84, 85 и апериодического фиксато ра 86. Выходы апер иодического фиксатора и фиксатора нулевого порядка соединены по балансной схеме.

Схема 87 контроля работы устройства состоит из последовательно соединенных апериодического звена с большой постоянной .времени и релейной схемы 88, отключающей устройство стабилизации в случае .неисправности, проявляющейся в наличии в выходном на п ряжении преобразователя постоянной составляющей, величина которой превышает порог срабатывания релейной схемы.

Импульсно-цифровое устройство стабилизации работает следующим образом.

Входное переменное напряжение поступает на вход блока формирования обобщенного параметра (см. ф иг. 2). В результате нелинейного п реобразования входного напряжения, происходящего в устройстве 11, ооразуется однополярное пульсирующее напряжение (см. фиг. 3o), поступающее на вход по4О рогового элемента 12. Последний формирует прямоугольный импульс длительностью П;, который поступает в логическую схему 18 уп р авления счетчикаии.

В момент начала интервала П, логическая

45 схема 18 запускает генератор 19 счетных импульсов ударного возбуждения и открывает вентили 20 и 21. Одновременно с началом код ирования в счетчике 22 интервала IT; с помощью счетчика 28 начинается преобра50 зовапие кода П;,, полученного в предшествующем цикле, во временной интервал П;

С окончанием кодирования и декодирования прекращает работу генератор импульсов и происходит перезапись содержимого счетчика

55 22 обратным кодом в счетчик 28 с одовремен ной установкой «нуля» счетчика 22.

Импульсы длительностью П, и П; поступают на вход логической схемы 24 несовпадения, которая формирует .на своем выходе

50 импульс, длительностью соответствующей п риращению параметра за период дискретности, т. е, первой разности интервалов П; и П;, а также фиксирует знак этого приращения.

С выхода логической схемы несовпадения модуль приращения параметра в виде в ремен311359 ного интервала через ограничитель 25 дл ительности поступает параллельно на схемы 27 и 28. В каждой из этих схем временной интервал, соответствующий првращению naipaмецра, растягивается пропорционально установленным в этих схемах коэффициентам KIn и к,., Растянутые импульсы с выхода схем 27 и

28 параллелыно заведены на входы логических схем 29 и 83 управления ключам и преобразователя. На входы этих схем поступают также знаковый потенциал со схемы 24 несовпадения и потенциал блокировки с логической схемы

2б контроля.

Пр и,н р мальнoй р аботе дискретного дифференциатора, когда потенциал блок ировии .со схемы 2б отсутствует, схемы управления 29 и

38 в зависимости от знака првращен ия,параметра открььвают либо ключи 80 и 81, либо ключи 34 и 85. Время, в течен ие которого ключи открыты, равно длительности импульсов с выходов схем 27 и 28. Напряжения — U и+У через ооответст вующ ие открытые ключи изменяют заряд конденсаторов, включенных перед фиксатором 82 нулевого порядка и ащриодическим фиксатором 8б, на величину, соответствующую времени открыва н ия ключей.

В случае неправильной работы дискретного дифференциатора, например,,при сбое в одном из зарядов счетчика, схема 2б практически мгновенно вырабатывает потенциал блокировии управления .ключами, и напряжение на выходе устройства стабилизации становится равным нулю. Выходное напряжение устройства стабилизации поступает на схему 37:контроля и с помощью контактов релейной схемы 38 суммируется с выходным напряжением аналогового блока 39 (блоки 82, 8б и 39 имеют различные источники питания, не имеющие общей

«земли») .

Схемы 2б iH 37 обеспечивают почти всеох,ватывающий контроль работы устройства стабилГизации, а также своев ременное отключение его при возникГновении неисправности.

Предмет изобретения

1. Автоматический регулятор возбуждения синхранных генераторов, содержащий аыало5 говое устройство, обеспечивающее регулирование Гпо отклонению Гконтроли руемого inapaметра и импульсно-цифровое устройство с блоком форм ирован ия обобщенного параметра регулирования, отличающийся тем, что, 10 с целью повышения быстродействия и угпрощения, блок формирования обобщенного па раметра подключен к цифровому дифференциатору, циклически определяющему приращение обобщенного параметра за пер иод дис15 кретности, а выход последнего через расширитель длительности временного интервала соединен с блоком п реобразования длительности импульсов в управляющее напряжение.

20 2. Автоматический регулятор возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен узлом контроля, включвнным между цифровым дифференциатором и:расшир ителем длительности временного интервала и состоящим из ограничителя длительности и логической схемы, вырабатывающей сигнал несоответствия параметра стабилизации физически возможному, а также узлом блоиировкп, О включенным .на выходе регулятора, состоящим из апериодического звена с большой постоянной времеви, воздействующего на релейный элемент, отключающий импульсноцифровое устройство.

3. Автоматический регулятор возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, канала стаб|илизации к изменениям частоты входного напря4о жения и улучшения качества регулирования, в блок формирования обобщенного параметра введен резонансный 1.С-контур, обеспечивающий частотнозависимый фазовый сдвиг.

311359

Юл

Ф ык

Редактор Е. Кравцова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Г

I !

1 !

I

I

1

1 !

1

V (I

I

1 ! !

Составитель К. Фотина

Техред Л. Л. Евдонов Корректор Л. A. Царькова

Заказ 394/1379 Изд. № 1093 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5