Способ регулирования возбуждения синхронных генераторов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫРЕт ЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3lbl7I

Союз Саветаких

Социалистических

Реепубпнн

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.11.1970 (№ 1404432,,24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.Х.1971. Бюллстспь № 29

Дата опубликования описания 27.Х.1971

МПК Н 02р 9/14 комитет по делам изобретений н открытий при Совете йтиниатоав

СССР

УДК 621.316,722:

:621.313.322 (088.8) Автор изобретения

Н. С. Сирый

Заявитель

СПОСОБ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

/=в

10

Известны способы регулирования возбуждения синхронных генераторов с использованием в качестве параметров регулирования отклонения и первой производной напряжения. Однако такие способы не могут обеспечить высокого качества процессов сильного регулирования, так как в качестве сигнала для стабилизирующего воздействия используют изменение частоты и ее первую производную. Одним из недостатков регулирования возбуждения по частоте является то, что выходной сигнал применяемых для этой цели резонансных схем измерения зависит от величины входного напряжения. В связи с этим через блок измерения частоты создается положительная обратная связь. Кроме того, для регулирования возбуждения синхронных генераторов по частоте э.д.с. необходимо иметь на одном валу с основным синхронным генератором вспомогательный. Напряжение вспомогательных синхронных генераторов имеет составляющую так называемой оборотной частоты, которая у тихоходных машин близка к частоте свободных колебаний, что затрудняет использование частоты вспомогательных генераторов для регулирования возбуждения.

Цель изобретения — повышение качества процессов сильного регулирования возбуждения синхронных генераторов. Это достигается тем, что измеряют период, например, э.д.с. генератора, преобразуют его в напряжение, а изменение и первую производную полученного напряжения суммируют с отклонением и первой производной регулируемого напряже5 ния и в зависимости от полученного сигнала осуществляют регулирование возбуждения.

Частота связана с периодом изменения э.д.с. соотношением

При качаниях синхронных генераторов изменение частоты равно

ЛТ

Т(Т ЬТ) Так как в случае синхронной работы генераторов дт< т, 20 то можно считать, что д1==- "= к,дт, 25 т. е. изменение частоты в небольших пределах примерно соответствует изменению периода, взятому с обратным знаком. Погрешность в этом случае не превышает +-2% при

3f(2,5 гц. В связи с этим вместо частоты в

30 качестве режимного параметра для регули316171 рования возбуждения можно нспользогать изменение периода э.д.с. или напря:кения синхронных генераторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства измерения периода.

Структурная схема (см. фиг. 1) включает блок БКТ компаундирования 110 току, блок

ББ напряжения, блок БП измерения периода, дифференцирующее звено Д, суммирующий усилитель УС, систему возбуждения СВ и устройства Кл(т, KU, f(f) Kf) изменения коэффициентов регулирования. Напряжение генератора Г (при регулировании возбуждения по частоте на зажимах) подается на вход блока измерения периода, выход которого через соответствующие каналы соединен с суммирующчм усилителем УС.

Блок измерения периода состоит из датчика ДО импульсов, связанных с величиной пе, риода,.преобразователя ПП периода в напряженде ияеобраз й:формы и детекторного преобразовате11я ДП пилообразной формы напряжения в среднюю величину, пропорциональную длительности периода.

Датчик импульсов для регулирования возбуждения по изменению периода напряжения генераторов состоит из преобразователя напряжения, выполненного на транзисторе Т, по схеме с диодным ограничением, и дифференцирующей цепочки С(Д,. При поступлении на вход периодического напряжения положительной полярности диод Д2 запирается и транзистор Т, полностью закрывается. Напряжение на его коллекторе при этом увеличивается до потолочного значения. Входное напряжение отрицательной полярности запирает диод Zh. В этом случае транзистор преобразователя полностью открывается, и напряжение на его коллекторе уменьшается почти до нуля. Диодное ограничение позволяет преобразовывать синусоидальное напряжение практически в прямоугольную форму.

Напряжение прямоугольной формы в дальпсйшсм в дифференцирующей цепочке преобразуется в импульсы пикообразной формы со скважностью, равной величине периода измеряемого напряжения.

Для измерения периода э.д.с. генератора датчик импульсов состоит из фотодиодного преобразователя и дифференцирующего звена. Фотодиодный преобразователь выполнен по схеме эмиттерного повторителя с промежуточным усилением по напряжению (транзисторы Т, — Т4), Работа датчика основана на изменении сопротивления фотодиода ФДр под воздействием светового потока, отражаемого специально размеченной поверхностью вала. При вращении ротора в этом случае в соответствии с разметкой поверхности вала изменяется сопротивление фотодиода, а следовательно, и ток транзистора Т,. На выходе фотодиодного преобразователя в связи с этим образуется прямоугольная волна напряже5

15 го г5 зо

65 нпя. Датчик импульсов имеет два фотодио.111.

11ри вращении ротора освещенность измпясIся то Iько у одного из 11их (у фотодиоза

ФДр) . Другой фотодиод ФД,--, предназначен для температурной компенсации.

Напряжение пикообразной формы датчика импульсов используется в дальнейшем в качестве стартовых сигналов преобразователя временных интервалов (периода) в напряжение пилообразной формы. Преобразователь временных интервалов сОстОи! из моностабильного триггера (транзисторы Т; и Тб) и управляемого апериодического звена (С„:Р1 и транзистор Т7) . Моностабильный триггер превращает пикообразные импульсы в прямоугольные постоянной длительности.

Преобразователь временных интервалов работает следующим образом.

В интервалы времени между стартовь(ми сигналами, когда транзистор T-, закрыт, емкость С2 заряжается. Постоянная времени т( апериодического звена С2Я1 в несколько раз превышает измеряемый период, поэтому увеличение напряжения конденсатора увеличивается практически по линейному закону

U,(t) = U„(1 — l 1 =- ки, . / где U„— напряжение питания; и

Ки — — " — — скорость изменения напряжения

1 конденсатор а, в(сек.

Стартовые сигналы изменяют ключевое состояние моностабильного триггера и тем самым открывают транзистор Т-,. Конденсатор

С при этом разряжается. Для того, чтобы конденсатор полностью разряжался за очень короткий интервал времени (в описываемом устройстве т — — 0,00005 сек), шунтирующий транзистор (Т ) выбирается из наиболее низкоомной серии.

При вращении синхронного генератора изменение напряжения конденсатора имеет пилообразную форму с наибольшим мгновенным значением напряжения, пропорциональным длительности периода. С изменением периода на = ЬТ изменяется и наибольшая мгновенная величина напряжения

ЬУ, = — k KUUAT.

Пилообразное напряжение в дальнейшем выпрямляется детекторным преобразователем Д4К СН а затем через емкость С, служащую для отделения постоянной составляющей, подается на суммирующий усилитель.

Предмет изобретения

Способ регулирования возбуждения синхронных генераторов с использованием в качестве параметров регулирования отклонения и первой производной напряжения, отличиюи1ийся тем, что, с целью повышения ка316171

Фиг 7

Составитель 1(. Фотииа

Ред",êòîð А. 10. Нейсоченко Тскред 3. Н. Тараненко Корректор В. И. Яолудева

Заказ 3034/16 И ад № 1267 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Ксмитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, " чества процессов сильного регулирования, измеря1о. 1;сриод, например, э.д.с. генератора, преоб!)азу!От его в напряжение, а изм;нсние и первую производную полученного напряжепия суммируют с отклонением и пер.: Опз:", д :: регулируемого напряжения и в зависпмос .и От полученного сигнала осугцествля1от регулирование возбуждения.