Устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Сееетаек

Сециааистичееиик

Реснубаик. но652673 (6() дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 100876 (21) 2393491/24-07 (51) М. Кл.

HP 9/14 с присоединением заявки РЙ

Государстмнный комитет

СССР но делам . изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150379. Бюллетень И (53) УДК 621. 313. .32:621.316, .722(088.8) Дата опубликования описания 150379 (72) Авторы изобретения В.Г. любарскии, A.Â. Фадеев и е.и. коломийцева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСЩЕТОЧНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к регулированию возбуждения бесщеточных возбудиI телей, содержащих вращающиеся управляемые преобразователи. б

Известны устройства бесщеточного возбуждения синхронных машин, содержащие возбудитель переменного тока, представляющий собой синхронный генератор обращенного исполнения, на зажи- мы которого включен вращающийся управляемый .выпрямитель, соединенный д обмоткой возбуждения синхронной машины. Регулирование возбуждения синхронной машины производится автоматически регулятором возбуждения, воздействующим посредством бескон- . тактной системы управления на цепи управления вращающихся тиристоров (1) (2) и (3) ., Ю

В указанных устройствах питание неподвижной обмотки возбуждения возбудителя осуществляется от нерегулируемого источника постоянного тока— неуправляемого выпрямителя, включен-Ж ного на зажимы подвоэбудителя, представляющего собой генератор перемен" ного тока с постоянными магнитами.

Недостатком этих устройств явля» ется зависимость напряжения на вы- ® водах возбудителя от его нагрузки, что может привести, в зависимости от парамет1зов системы возбуждения, либо к,перенапряжениям на тиристорах и обмотке возбуждения синхронной машины, либо к снижению форсировочной способности. системы возбуждения в переходном процессе.

Известно устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащее возбудитель, вращающийся управляемый выпрямитель, тиристорный преобразователь с соответствующими системами управления, автоматический регулятор возбуждения синхронной машины, использующий бесконтактные датчики тока и напряжения возбуждения синхронной машины и автоматический регулятор напряжения с сумматором (4) .

Недостатком известного устройства является пониженная надежность системы возбуждения вследствие применения щеточно-контактного аппарата, а также необходимость проведения его профилактического обслуживания.

С целью повьааения надежности в устройстве для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащем возбудитель, вращающийся управляемый

652673 выпрямитель, тиристорный преобразо ватель с соответствующими системами управления, автоматический регулятор возбуждения синхронной машины, входы которого связаны с бесконтактными датчиками тока и напряжения возбуждения синхронной машины и автоматический регулятор напряжения возбудйтеля с сумматором, автоматичес кий регулятор напряжения возбудителя снабжен датчиком тока возбуждения возбудителя, двумя операционными усилителями,.двумя источниками смещения и выпрямителем, причем выход датчика тока возбуждения возбудителя включеи на первый вход сумматора, выход датчика тока возбудителя синхронной машнны через первый операционный усйлитель "связан со вторым входом сумматора, источник смещения соединен с третьим входом сумматора, а выход датчика . напряжения возбуждения сйнхройной машины подключен к входу второго операционного усилителя, включенного . пь схеМе сравнения с напряжением второго источника смещения, выход второго операционного усилителя соединен через выпрямитель с четвертым входом сумматора, выход которого подключен

-к системе управления тиристорного преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для бесщеточного возбуждения синхронной машины.

Схема содержит синхронную машину

} с обмоткой возбуждения 2, вращающийся управляемый выпрямитель 3, соединенный с обмоткой переменного тока возбудителя 4. Автоматический регулятор возбуждения (АРВ) синхронной машины 5 воздействует посредством бесконтактной системы управления 6 на вращающийся выпрямитель 3.

На входы АРВ 5 включены трансформаторы напряжения 7 и тока 8 синхронной машины, а также выходы бесконтактных датчиков тока и напряжения возбуждения синхронной машины. Бесконтактный датчик тока возбуждения имеет вращающуюся 9 Q. и неподвижную

9 д части. Бесконтактный датчик напряжения возбуждения имеет вращающуюся 10 О. и неподвижную 10 Ю части.

Питание обмотки возбуждения 11 возбудителя 4 производится от тиристорного преобразователя 12, включенного на выводы подвоэбудителя 13, в качестве которого использован генератор с постоянными магнитами. В состав автоматического регулятора напряжения возбудителя 14 входят операционные усилители 15 и 16. Вход операционного усилителя 15 связан с выходом неподвижной части 9 о датчика тока возбуждения. Вход операционного усилителя 16 связан с выходом неподвижной части 10 8 датчика напряжения возбуждения. Второй вход операционного усилителя 16 соединен с источником 17. Входы сумматора 18, также входящего в состав автоматического регулятора напряжения 14, соединены с выходом операционного усилителя 15 с источником смещения 19 с выходом операционного усилителя 16 через диод 20 и с выходом датчика тока возбуждения возбудителя 21. Выход сумматора соединен со входом

l0 сйстемй управления 22 тиристорного преобразователя. устройство работает следующим образом.

Автоматический регулятор напряжения возбудителя 14 работает так, )8 что зависимость тока возбуждения возбудителя 4 от. тока возбуждения синхронной машины 1, определенная при . поддержании напряжения на выводах возбудителя, является линейной при у0 изменении тока возбуждения синхронной машины 1 от нуля до 1,2 номинального - значения. Операционный усилитель 15 и источник смещения 19 формируют на втором и третьем входах сумматора 18 уставку регулятора по току возбуждения возбудителя 4, линейно зависящую от тока возбуждения . синхронной машины 1: i J t 3 3 ", . где 0 cT †уставка пб току возбуждения возбудителя, 3,> — смещение, — ток возбуждения генератора, коэффициент пропорциональности.

Разность .между напряжениями первого входа сумматора 18 и суммарного йапряжения второго и третьего вхо.дов того же усилителя, представляющая

40 собой"величину, пропорцйональную отклонению тока возбуждения возбудителя

4 от уставки, усиливается сумматором

18 и подается на вход системы управления 22, образуя контур регулирова45 ния тока возбуждения возбудителя.

В режиме формирования возбуждения синхронной машины при токе возбуждения, превышающем 1,2 номинального значения, линейность характеристики

50 3 =1(), определенной при постоянстве напряжения возбудителя, нарушается; это может привести к увеличению напряжения возбуждения синхронной машины выше требуемого потолочного значения. Для предотвращения указанного увеличения напряжения воз- =. буждения в регуляторе возбудителя .предусмотрено ограничение потолочного напряжения возбуждения синхронной машины 1. С этой целью на операцион@» ном усилителе 16 формируется сигнал, пропорциональный отклонению напряжения возбуждения синхронной машины от требуемого потолочного значения, определяемого источником смещения 17.

65 Выпрямительный элемент 20 служит

Формула изобретения

}О

Составитель К. Фотина

Техред С. Мигай Корректор В. Куприянов

Редактор Д. Зубов с

Заказ 1074j52 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 6526 для подачи выходного напряжения опе рационного усилителя 16 на четвертый вход сумматора 18 только при превышении напряжения возбуждения синхронной машины заданного уровня. Устройство предполагается испольэовать в системе:бесщеточного возбуждения 6 турбогенератора мощностью 300 Мвт.

Устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащее возбудитель, вращающийся управляемый выпрямитель, тиристорный преобразователь с соответствующими системами управления, автоматический регулятор возбуждения синхронной машины, входы которого связаны с бесконтактными датчиками тока .и напряжения воэбужцения синхронной ма.шины и автоматический регулятор напряжения возбудителя с сумматором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, автоматический регулятор напряжения возбудителя снабжен датчиком тока возбуждения возбудителя, двумя опера-. ционными усилителями, двумя источv никами смещения и выпрямителем, причем выход датчика тока возбуждения воэбудителя включен на первый вход сумматора, выход датчика тока возбудителя синхронной машины через первый операционный усилитель связан со вторым входом сумматора„. источник смещения соединен с третьим входом сумматора, а выход датчика напряжейия возбуждения синхронной машины подключен к входу второго операционного усилителя, включенного по схеме сравнения с напряжением второго источника смещения, выход второго операционного усилителя соединен через выпрямитель с четвертым входом сумматбра, выход которого подключен к системе управления тиристорного преобразователя °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент Англии Р 928883, кл. 35. А, 1959 °

2. Патент Англии 9 848300, кл. 35- А, 1956.

3. Патент Японии 9 34084/76, 55 Bl, кл. И 02 р 9/30, 21.08.71

4. Transactions on PAS, 1971, Р 6, р. 2171-2178.