Способ управления автономным аснхронным генератора

 

(ii) 543121

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически)

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.73 (21) 1896888, 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 01.03.77 (51) М. Кл о Н 02Р 9, 44

В 63Н 23/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений открытий (53) УДК 621.313.332 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Ежов, М. Л. Костырев, А. И. Скороспешкин, В. A. Федосов и П. Ю. Грачев

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева и Харьковский завод «Электромашина» (71) Заявители (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ

АВТОНОМНЫМ АСИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ

Изобретение касается электроснабжения автономных объектов, дизель-поездов, тепловозов, судов, самолетов, имеющих потребители (сеть) постоянного тока и потребители (сеть) переменного тока. Первичный двигатель таких объектов, как правило, имеет переменную скорость вращения.

Известны асинхронные машины, управляемые тиристорными преобразователями по цепи статора и ротора или полностью управляемые по цени ротора (1). Известны также ав тономные асинхронные генераторы (2), в которых сигнал отклонения выходной частоты воздействует на инвертор выпрямнтельно-ипверторного преобразователя цепи ротора, а сигнал отклонения выходного напряжения воздействует на преобразователь цепи статора.

Такой способ характеризует взаимосвязность регулирования, т. е. прп регулировании частоты изменяется напряжение, а при регулировании напряжения изменяется частота. Прп изменении нагрузки или скорости изменяется одновременно частота и напряжение. Прн взаимном влиянии это приводит к увеличению ошиб- 25 ки и затягиванию процесса стабилизации за счет инерционности объекта и звеньев регулирования.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования. 3о

Это достигается тем, что сигналом отклонения выходного напряжения осуществляют управление инвсртором в цепи ротора, а частоту !;o. >r.i! Ta!(!!!!»cнтилсй преобра»ователя статорной цепи задают постоянной.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Первичный двигатель 1, имеющий переменную скорость вращения, соед|шен о валом асинхронной машин:>I 2. В цепь фазного ротора машины 2 включен преобразователь, состоящий из выпрямителя 3 и пнвсртора 4, замкнутогo на статорн >чо об мотям и а I!! II I! I>1 2. >>>, 1 пом я пмто 0 или другой обмотке статора мап(пны 2 подключен преобразо ятсль 5, выполненный Ilo схе.,(е ннвертора напряжения !! замкнутый на акку муляторы 6 !! a. e! Tpo,!!! !! ческий кон zettсатор 7 большой емкости (на чертеже коммутирующие цепи не показаны и преобразователь 5 условно показан на полностью управляемых тирпсторах).

Входы управления тиристров преобразователя 5 через систему управления 8 подключены к задающему генератору стабильной частоты

9. Инвертор 4 через систему управления 10 засннхроннзирован от генератора 9 (возможна синхронизация и от напряжения статора).

Вход системы управления 10 подкгпочен к датчику отклонения выходного напряжения 11

543123

Зо

50 (возможно подключение к датчику 12 другого выхода) .

Блок запуска 13 служит для управления инвертором 4 при запуске первичного двигателя

1, когда асинхронная машина 2 работает как стартер.

Управление автономным генератором осуществляют следующим образом. Задающий генератор 9 вырабатывает импульсы, следующие со строго постоянной частотой. Эти импульсы через систему управления 8 подают а тиристоры преобразователя 5. Преобразователь 5 является основным источником реактивной мощности, необходимой для возбуждения асинхронной машины 4. Задавая постоянную частоту переключения его тиристоров, задают постоянную частоту циркуляции намагничивающих токов в статоре, и, следовательно, постоянную частоту вращения магнитного поля в зазоре и постоянную частоту напряжения статора, которое является выходным. Таким образом, сигналом независимой частоты управляют частотой выходного напряжения, и частота выхода не зависит от изменений скорости вращения, нагрузки и амплитуды напряжения.

Как и в любом инверторе напряжения, сигналами управления задается форма и частота напряжения преобразователя 5, а токи в его цепях зависят от величины и характера нагрузки. На стороне переменного тока преобразователя 5 величина реактивной составляющей тока определяется суммарной реактивной проводимостью асинхронной машины 2 и потребителей переменного тока. За счет обратного диодного моста и конденсатора 7 преобразователь 5 способен генерировать значительную реактивную мощность, но отдает ее столько, cI олько потребляют асинхронная машина 2 и нагрузка переменного тока.

При увеличении нагрузки или уменьшении скорости вращения выходное напряжение генератора уменьшается. С датчика 11 подают сигнал на уменьшение противо-э.д.с. инвертора 4, что приводит к увеличению тока ротора асинхронной машины 2 и увеличению ее активной мощности и, следовательно, выходного напряжения генератора. Необходимую для этого увеличения реактивную мощность ооеспечивает преобразователь 5. При противоположном изменении нагрузки или скорости производят регулирование в противоположную сторону, Так как преобразователь 5 имеет постоянный коэффициент передачи по напряжению, то э,д.с. выхода постоянного тока изменяется пропорционально э.д.с. выхода переменного тока. Уставку регулирования выбирают такую, чтобы во всем рабочем диапазоне скоростей и нагрузок э.д.с. выхода постоянного тока была бы больше э.д.с. аккумуляторов, что обеспечивает их заряд. Ток на заряд аккумуляторов и к потребителям постоянного тока поступает через диоды обратного моста.

Таким образом, предложенный способ позволяет свести практически до нуля ошибку

II0 частоте, как в статике, так и в динамике.

Эта ошибка определяется только нестабильностью задатчика частоты.

За счет устранения влияния изменения частоты на напряжение примерно вдвое уменьшается статическая и динамическая ошибка стабилизации напряжения и увеличивается быстродействие регулирования.

Формула изобретения

Способ управления автономным асинхронным генератором с вентильным преобразователем в статорной цепи и выпрямительно-инверторным преобразователем в роторной цепи, заключающийся в воздействии сигналом по отклонению выходного напряжения генератора на один из,преобразователей, о т л и ч аж шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия регулирования, указанным сигналом осуществляют управление инвертором в цепи ротора, а частоту коммутации вентилей преобразователя в статорной цепи задают постоянной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. М. М. Ботвинник и Ю. Г. Шакарян

«Управляемая машина переменного тока» изд. «Наука», 1969 г.

2, Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве. т. 1 «Энергия», 1971 r. под ред. Н. Г. Чиликина, стр. 155 †1.

Составитель M. Нездюр

Редактор H. Каменская Текред Е. Петрова Корректоры: Л. Орлова и E. Хмелева

Заказ 125)4 Изд. ¹ 137 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугиская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2