Устройство для автоматической стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением

 

OnИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социдлис i ê÷ÿñê 1x

Республик (11) 544090 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.07.73 (21) 1938760/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77Бюллетень ¹ 3 (45) Дата опубликования описания 04.05.77 (51) М. К .

Н 02 P 9/46

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621.316.722:

: 621.31 3.332 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Симатов и B. Н. Нарский (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ

АВТОНОМНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

С КОНДЕНСАТОРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для автоматической стабилизации напряжения асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением.

Известны устройства для автоматической стабилизации напряжения асинхронного генератора, содержащие дроссели магнитных усилителей и работающие по принципу компенсации .избыточной реактивной мощности кон- о денсаторов возбуждения генератора (11.

Ближайшим по своей технической сущности является устройство для автоматической стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением, содержащее дроссели магнитных усилителей с рабочими обмотками, намагничивающими .и размагничивающими обмотками управления и чувствительный элемент с выпрямителем, включенный между статорными обмотками генератора и намагничивающими обмотками 2) .

Однако известное устройство имеет узкий диапазон регулирования, из-за которого возникают сложности в обеспечении заданных динамических характеристик; кроме того, значительный вес дрэсселей магнитных усилителей, а также большое количество элементов с нелинейными статическими характеристиками вызывают сложности в настройке устройства.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации напряжения .и снижение веса устройства.

Для этого рабочие обмотки дросселей эдними концами включены на статорные обмотки через диоды по схеме самонасьццения, при этом другие концы замкнуты между собой накоротко, а размагничивающие обмотки соединены со статорными обмотками через дополнительно введенные выпрямитель и дифференцирующее звено со статизмом, содержащее конденсатор и резистор.

Для снижения величины модуляций напряжения асинхронного генератора чувствительный элемент соединен с намагничивающими обмэтками через дополнительно введенный безынерционный усилитель.

На фиг. 1 представлена схема устройства для случая трехфазного асинхронного гене544090 ратора, где 1-;1 — статорчые обмотки асинхронного генератора, 2- 4 — конденсаторы в озбуждения генератора, 5- 1 0 — д и оды внутренней обратнэй связи магнитных усилителей, 11-;13 — дроссели магнитных усилителей, 14 — выпрямитель, 15 — чувствительный элемент по напряжению, 16 — безынерционный усилитель, 17 — выпрямитель, 18— конденсатор дифференцируюшего звена, 1 9— резистор дифференцируюшего звена, 20— дифференцируюшее звено со статизмом, 21-;

26 — рабочие обмотки дросселей магнитных усилителей; 27-, 29 — намагничиваюшие обмотки управления дросселей магнитных усилителей; 30-:32 — размагничивающие эбмот- 15 ки управления магнитных усилителей, на фиг. 2 — статические характеристики магнитного усилителя с самонасышением (для одной фазы), где1др — тэк нагрузки (индуктивный) магнитногэ усилителя; (А )Н— намагничиваюшие ампер-витки управления (Я +, ) р — размагничиваюшие ампер-витки управления; 1 — статическая характеристика при частоте переменного тока f> 2 — статическая характеристика IIpH частэтеХ (f )f ).

2 2

3 — статическая характеристика магнитного усилителя без самонасьццения.

К статорным обмоткам 1 асинхронного генератора включены конденсаторы возбуждения генератора 2-4. Б эти же точки вклю- 0 чены через диоды 5-10 рабочие обмотки

21-26 трех дрэсселей 11-13 однофазных магнитных усилителей, включенных пэ схеме

"Звезда" трехфазного магнитного усилителя с внутренней эбратнэй связью (самонасышением) и с выходом на переменном токе индуктивнэгэ характера, т.е. без эмической нагрузки. Размагничивающие обмотки управления 30-32 соединены параллельно и подключены к статорным обмоткам генератора 40 через выпрямитель 17 и дифференцируюшее звено со статизмом 20 (форсируюшую цепочку), состоящее из конденсатора 18 и резистора 19. Намагничиваюшие обмотки управления 27-29 также соединены параллельно и включены на статорные обмотки генератора через выпрямитель 14, чувствительный элемент 15 и безынерционный, например, транзисторный усилитель 16.

При запуске и последующем возбуждении

50 асинхронного генератора 1 с конденсаторным возбуждением 2-4 выходное напряжение генератора подается на рабочие обмотки 2126 дросселей 11-13 магнитных усилителей с внутренней обратной связью на диодах 555 f0 и на размагничивающие обмотки управления 30-32. В этом случае за счет дифференцирования в дифференцируюшем звене

20 сигнал управления в размагничивающие

60 обмотки подается с опережением, исключая тем самым самэнасышение дросселей 11-13 магнитных усилителей при отсутствии сигнала управления в намагничиваюших обмотках 27-29. При увеличении напряжения генератора до номинального чувствительный элемент по напряжению 15 выдает сигнал управления в намагничиваюшие обмотки 2729 через усилитель 16, что приводит к частичному насьпцению дросселей магнитных усилителей, пропорциональному величине сигнала управления. Для обеспечения индуктивного характера тока нагрузки трехфазного магнитного усилителя эднофазные самонасышаюшиеся магнитные усилители с дросселями 11-13 и диодами 5-10 соединены

"Звездой" накорэткэ, без эмической нагруз— ки. Поэтому при частичном насышении дросселей трехфазного магнитного усилителя по цепям его рабочих обмоток потечет реактивный ток индуктивного характера, кэмпенсируюший избыточной емкостный ток конденсаторов 2-4.

При согласовании характеристик чувствительного элемента 15, трехфазного магнитного усилителя с дросселями 1 1-13 и диодами 5-10, а также асинхрвнного генератора 1, можно добиться высокой ступени компенсации избыточной реактивной мошнэсти конденсаторов 2-4 и обеспечить стабилизацию напряжения генератора в lllBpoKDM диапазоне,изменения нагрузки (0-100 Ь), коэффициента мошности нагрузки и при значительном изменении скорости врашения BQJIB генератора (+ 10%).

Из фиг. 2 видно, чтэ коэффициент усиления по ампер-виткам магнитных усилителей с самонасьпцением намнэго (обычно на дватри порядка) выше соэтветствуюшегэ коэффициента усиления магнитногэ усилителя без самонасышения. За счет этого значительно уменьшается число витков и диаметр провода обмотки управления, что приводит к уменьшению постоянной времени .и веса магнитных усилителей.

В свою очередь, увеличение коэффициента у-силения одновременно с уменьшением постоянной времени снижает статическую ошибку регулирования и время переходного процесса.

Наконец, включение безынерционного усилителя 16 между чувствительным элементом 16 и намагничиваюшими обмотками управления 27-29 позволяет практически компенсировать низкочастотные модуляции напряжения асинхронного генератора, вызванные магнитной несимметрией воздушного зазора, за счет еше большего увеличения коэффициента усиления системы регулирования с сохранением условий устойчивости.

544090

Фиг 7

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, чтэ оно обеспечивает тэчность стабилизации напряжения и малое время переходного процесса при существенном снижении веса дрэсселей магнитных уси- лителей, а также практическую компенсацию низкочастотной составляющей напряжения асинхрэннэгэ генератора.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением, содержащее дроссели магнитных уси- 1 лителей с рабочими обмотками, намагничивающими и размагничивающими обмотками управления .и чувствительный элемент с выпрямителем, включенный между статэрными обмотками генератора и намагничивающими 20 обмотками, отличающееся тем, что, с целью повышения качества стабилизации напряжения и снижения веса устройства, рабочие обмотки дрэсселей одними концами включены на статорные обмотки через диоды пэ схеме самэнасыщения, при этом другие концы замкнуты между собой накоротко, а размагничивающие обмотки соединены со статорными обмотками через дополнительно введенные выпрямитель и дифференцирующее звено са статизмэм, содержащее конденсатор и резистор.

2. Устройство для автоматической стабипизации напряжения автэнэмнэго асинхронного генератора с кэнденсатэрным возбуждением пэ и. 1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, чтэ, с целью снижения величины модуляций напряжения асинхронного генератора, чувствительный элемент соединен с намагничивающими обмотками через дапэлнительнэ введенный безынерционный усилитель.

Источники инфэрмации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 167566, кл. Н 02 Р 9/46 1964 г.

2. Авторское свидетельство ¹ 188550, кл. Н 02 Р 9/46 1966 г.

Составитель К. Фотина

Редактор И. Острова Техред 3, Фанта Корректор Н. Бугакова

Заказ 837/70 Тираж 902 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4