Устройство для регулирования частоты вырабатываемого тока электрогенератора

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ ()687554 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.06.77 (21) 2495933I24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К.

Н 02 P 9/04

Гасударственный квинтет ссср пп делам нзвбретвннй

И OTICPblTNN (53) УДК 621.313. .322.072.6 (088.8) Опубликовано 25.09.79. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 05.10.79 (72) Авторы изобретекия

В. Н. Борисов, О. В. Дегтярев, А. Н. Дмитриев и В. С. Калугин (71) Заявитель

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (54) УСТРОЛСТВОДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

ВЫРАБАТЫВАЕМОГО ТОКА ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к области автоматики, в частности к системам регулирования частоты вырабатываемого тока электрогенераторов энергоустановок.

Известны устройства для регулирования частоты электрогенератора, в которых при неизменной мощности число оборотов генератора и частота изменяются путем подключения паразитной нагрузки )1), (2).

Известные устройства для управления величиной паразитной мощности используют фазовый метод управления величиной рассеиваемой паразитной мощности.

Первое из известных устройств содержит блок сопротивлений паразитной нагруз ки, величина рессеиваемой мощности на котором определяется углом открытия тиристора, который, в свою очередь, задается сигналом управления, поступающим на вход блока фазового управления с тиристорами на выходе блока. Сигнал управления зависит от закона регулирования и формируется таким, чтобы число оборотов вала электрогенератора, а следовательно, и частота вырабатываемого тока поддерживались постоянными.

Недостаток такого устройства заключается в том, что паразитная нагрузка вносит существенный фазовый сдвиг и значительные нелинейные искажения в производимый ток.

Во втором известном устройстве паразитная нагрузка разбивается на несколько равHbIx по мощности частей (на несколько кас10 кадов), каждая из которых управляется соответствующим блоком фазового управления с тиристорами на выходе блока. Благодаря этому снижается величина вносимого фазового сдвига и нелинейных искажений.

Величина указанных сдвига и искажений зависит от количества каскадов паразптной нагрузки.

Недостатками устройства являются большое число каскадов паразитной нагрузки, 20 необходимое при высоких требованиях к качеству производимого тока, а также сложность блока управления, ведущая к снижению надежности всего устройства.

687554

Известно также устройство для регулирования частоты вырабатываемого тока электрогенератора, содержащее блоки дискретного управления, входы которых подсоединены к логическому блоку, а выходы соединены с блоками сопротивлений паразитной нагрузки (3).

Устройство использует дискретный метод управления величиной паразитной мощности.

Паразитная нагрузка разбивается на несколько каскадов равной мощности. Величина рассеиваемой мощности блоком сопротивлений паразитной нагрузки каждого каскада регулируется соответствующими блоками дискретного управления с тиристорами на выходах блоков.

Сигналы управления по числу каскадов паразитнои мощности, поступающие на вход блоков дискретного управления, принимают два значения: при одном соответствующие тиристоры полностью открыты, а сопротивления паразитной нагрузки рассеивают максимальное значение паразитной мощности

P = P /N, где Р— полная паразитная мошность всех N каскадов; при другом соответствующие тиристоры полностью закрыты, а сопротивления паразитной нагрузки практически не рассеивают паразитную мощность.

Логический блок на основе входного сигнала U>, пропорционального требуемой величине рассеиваемой паразитной мошности, определяет количество каскадов паразитной нагрузки, требующих включения, и в соответствии с этим вырабатывает сигналы управления U1,.

Недостатком устройства является наличие автоколебательных процессов в регулируемой координате — частоте вырабатываемого тока (и числе оборотов), снижение точности регулиров" ния, наличие низкочастотных искажений в вырабатываемом токе, вибрации, вызванные автоколебаниями числа оборотов вала электрогенератора, и большое количество каскадов паразитной нагрузки, необходимое при высоких требованиях к точности регулирования.

С целью повышения точности и надежности регулирования, устройство для регулированья частоты вырабатываемого тока электрогенератора, содержащее блоки дискретного управления, входы которых подсоединены к логическому блоку, а выходы соединены с блоками сопротивлений паразитной нагрузки, снабжено дополнительным блоком сопротивлений паразитной нагрузки и блоком фазового управления, вход которого соединен с логическим блоком, а выход подсоединен к дополнительному блоку сопротивлений паразитной нагрузки.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для регулирования частоты вырабатываемого тока электрогенератора.

1S

Зе

2S

Зо

З1

Устройство включает логический блок 1, блоки 2 дискретного управления паразитной мощностью с тиристорами на выходах, соответствующие им блоки 3 сопротивлений паразитной нагрузки, блоки фазового управления 4 паразитной мошностью и соответствующий ему блок сопротивлений паразитной нагрузки 5.

В устройстве каскады паразитной нагрузки формируются с разбиением рассеиваемой мощности по каскадам в отношении Р1 =

= Р,„/, Pa = Р /4., P„= P„/ "и добавляется каскад паразитной нагрузки, управляемой фазовым методом с максимальной величиной рассеиваемой мощности равной Рр = Pn/i.".

Устройство функционирует следующим образам.

На вход устройства поступает сигнал U, пропорциональный требуемой величине паразитной мощности. Этот сигнал поступает на вход логического блока 1, и на основе его в блоке 1 формируются сигналы U„, поступающие на входы блоков 2 дискретного управления, и сигнал Ыр, поступающий на вход блока 4 фазового управления. Сигналы

U; формируются следующим образом:

U = А sign (U> — 0.5 Ы,);

Uq = А sign (Ug — 0,25 Um — 0,5А U1);

U „= А si gn (U — ф- — 3: g U; ); где Um — величина сигнала 1)з, соответствующего максимальной величине требуемой паразитной мощности Р, и могут принимать два значения: +А и — А. При первом соответствующие тиристоры открыты, а сопротивления паразитной нагрузки рассеивают максимальную для соответствующего каскада паразитную мощность. При втором— тиристоры закрыты, а соответствующие сопротивления практически не рассеивают мо щности.

Сигнал Uq, поступающий на вход блока 4 фазового управления, формируется следующим образом:

U Вю(g Б;) и может принимать значения в диапазоне от 0 до При этом угол открытия тиристоров на выходе блока 4 меняется от 1р „

0 до q „180, а блок 5 сопротивлений паразитной нагрузки рассеивает мощность в диапазоне от 0 до Ри.

Сигналы управления U „поступают на входы блоков 2 дискретного управления и определяют величины паразитной мощности, рассеиваемой блоками 3 сопротивлений паразитной нагрузки. Сигнал управления Ьф поступает на вход 4 блока фазового управления и определяет величину паразитной мощности, рассеиваемой блоком 5 сопротивлений паразитной нагрузки.

Построение устройства предлагаемым образом позволяет существенно уменьшить недостатки известных устройств.

687554

Формула изобретения

Составитель А. Раздин

Редактор О. Стени на Техред О. Луговая Корректор М. Селехман

Заказ 5738/50 Тираж 857 Подписное

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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

Использование предлагаемого устройства с несколькими каскадами дискретно управляемой паразитной нагрузки и одним каскадом фазово управляемой нагрузки уменьшает фазовые сдвиги и нелинейные искажения в 2,5 — 2,8 раза по сравнению со вторым устройством при равном с ним общем количестве каскадов, а также добиться отсутствия автоколебаний в регулируемой координате и благодаря этому в 2 — 3 раза повысить точность регулирования по сравнению с прототипом при равном с ним количестве каскадов паразитной нагрузки.!

Устройство для регулирования частоты вырабатываемого тока электрогенератора, содержащее блоки дискретного управления, входы которых подсоединены к логическому блоку, а выходы соединены с блоками сопротивлений паразитной нагрузки, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования, оно снабжено дополнительным блоком сопротивлений паразитной нагрузки и блоком фазового управления, вход которого соединен с логическим блоком, а выход подсоединен к дополнительному блоку сопротивлений паразитной нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Вопросы космической энергетики. Под ред. А. А. Куландина. «Мир», 197I, с. 505.

2. Н. L. Wimmer and В. D.Ingle. «Improved Parasitic Speed Controllers for Space

Power Systems» Intersociety Energy Conversion Conferense, Proceedings, 1971.

3. Н. L. Wimmer and В. D. ingle, «Improved Parasitic Speed Controllers for Space

Power Systems» Intersociety Energy Conversion Conferens, Proceedings, 1971.