Электромеханическая разветвленная система стабилизации частоты

 

п1 532I68

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьовз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.05.74 (21) 2025170/07 с присоединением заявки М

ГосудаРствеииых комитет (23) Приорите.г

Совета Мииистрав СССР оо делам изобретеиий Опубликовано 15.10.76. Бюллетень Ле 38 (51) Х1, Кл, - Н 02Р 9,,42

53) УДК 621.316.7т (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 09.11. 6 (72) Авторы изобретения

В. И. Радин, А. Е. Загорский и В. А. Белоновскнй (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗ В ЕТВЛ Е Н НАЯ С И СТЕМА

СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ

Изобретение может быть использовано в автономных системах электропитания переменного тока стабильной частоты при условии отбора мощности от основного (первичного) двигателя объекта.

Известны системы, содержащие в дифференциальной цепочке две машины переменного тока — синхронный генератор (СГ), подсоединенный к валу стабильной частоты вращения дифференциального редуктора (ДР), и асинхронный двигатель (АД) повышенного скольжения с полюсопереключаемой обмоткой, подсоединенный к валу регулируемой частоты вращения ДР. Частота вращения АД регулируется тиристорным регулятором-коммутатором. Применение АД с полюсопереключаемой статорной обмоткой, что требует совмещения функций регулирования напряжения и коммутации в тиристорном регуляторе-коммутаторе, позволяет стабилизировать частоту напряжения в системе при изменении частоты вращения первичного двигателя (ПД) в диапазоне 1:2.

Использование этой системы для большего диапазона изменения частоты вращения ПД приводит к усложнению схемы регулирования и резкому ухудшению массо-габаритных и энергетических (к.п.д.) показателей системы.

С целью снижения массо-габаритных и улучшения энергетических показателей систеtll при увеличении диапазона изменения частоты вращения ПД, а также улучшение динамических показателей в предлагаемой системе дифференциальная цепочка состоит нз

5 синхронного генератора СГ, расположенного на регулируемом валу ДР, и синхронного двигателя (СД), расположенного на валу стабильной частоты вращения ДР, включенных через статический частотно-угловой регуляlo тор момента (СЧУРМ). СЧУРМ регулирует момент (активную мощность) СГ (а следовательно, и частоту вращения) изменением угла нагрузки СД. Такая функция СЧУРМ делает возможным построение подобной дифферен15 циальной цепочки, так как в отличие от известных методов частотного регулирования синхронных машин в данном случае не представляется возможным регулировать активную мощность в цепочке изменением нагру20 зочного момента СД со стороны вала.

Предлагаемая система обеспечивает экономичное (поскольку отсутствуют потери скольжения) регулирование и поддержание стабильной частоты в широком диапазоне изменения частоты вращения ПД, что приводит к повышению энергетических и массных показателей. Воздействие на синхронные машины по двум каналам — со стороны статорной обмот3о ки и со стороны обмотки возбуждения (изме532168

ЦНИИПИ Заказ 2264/14 Изд. Ха 1697 Тираж 882 Подписное

Типография, ир. Сапунова, 2 нснием потока в машине) позволяет повысить быстродействие и точность системы.

Структурная схема предлагаемой системы представлена на чертеже.

Система состоит из дифференциального редуктора 1, синхронного генератора 2, подсоединенного к валу а редуктора, синхронного двигателя 3, подсоединенного к валу с стабильной частоты вращения редуктора, статического частотно-углового регулятора момента 4, блока управления 5, генератора напряжения стабильной частоты 6. К генератору подключена нагрузка 7. При изменении частоты вращения первичного двигателя 8, подсосдиненного к валу 6 редуктора 1, или нагрузки генератора 6 частота вращения генератора 2, а следовательно, и частота вращения вала а редуктора изменяется так, что частота вращения вала с остается стабильной.

Это достигается изменением моментов на валах генератора 2 и двигателя 3 с помощью регулятора 4, который воздействует на угол 0 двигателя со стороны статора.

На вход редуктора 4 подается напряжение генератора 2, частота которого пропорциональна частоте вращения генератора.

На выходе регулятора, получаем напряжение частотой f. При действии на систему вышеуказанных возмущений выходная частота регулятора изменяется на величину +-Л .

Значение и знак Af определяется блоком управления 5, в который входят датчики угла 0 и датчик частоты вращения вала с. При отклонении частоты вращения вала с от стабильного значения блок 5 изменяет величину

hf так, что угол О, а следовательно, и нагрузка генератора 2 и двигателя 3 при заданных значениях И и Е, изменяется по закону, обеспечивающему стабилизацию частоты в пределах, пропорциональных hf. Обратные связи по 0 и f исключают выпадение двигателя 3 из синхронизма и недопустимые отклонения

Блок управления 5 воздействует также на обмотки возбуждения генератора 2 и двигателя

3, обеспечивая заданный закон изменения потока машин для улучшения coscp, стабилизации напряжения и в переходных режимах.

Исследованные возможные варианты построения электромеханических систем с дифференциальным редуктором, отличающиеся от предложенной подсоединением синхронных машин, имеют худшие массо-габаритные показатели.

Формула изобретения

Электромеханическая разветвленная систе2О ма стабилизации частоты в автономной системе электропитания переменного тока, содержащая дифференциальный редуктор, генератор напряжения стабильной частоты, блок управления и дифференциальную цепочку, состоящую из синхронного генератора и электрического двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения динамических и массо-габаритных показателей системы, а также улучшения точности системы, синхронный генератор подсоединен к регулируемому валу дифференциального редуктора, а в качестве двигателя применен синхронный двигатель, подсоединенный к валу стабильной частоты вращения дифференциального редуктора и управляемый от синхронного генератора через статический частотно-угловой регулятор момента.