Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора

 

ОЛ ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 688977

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.07.75 (21) 2162366, 24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.-"

Н 02Р 9/46 па делам изобретений (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень ¹ 36 (53) УДК 621.316.722:

: 621.313. .332(088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.,09.79 (72) Авторы изобретения

А. А. Сорочан, А. И. Найденко, А. А. Кузнецов и

Л. В. Вишневский (71) Заявитель

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО

ГЕН ЕРАТОРА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области регулирования напряжения синхронных машин.

Известно устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее вариконды, схему управления ими с измерительным элементом, определяющим отклонение напряжения генератора от заданного (1).

В известном устройстве подача постоянного управляющего напряжения для изменения емкости варикондов осуществляется через резисторы, соединенные звездой, дополнительный последовательный резистор, усилитель и измерительный элемент. Это устройство не может обеспечить высокой точности регулирования выходного параметра генератора в переходных режимах, так как при изменении режима работы переполяризация варикондов происходит с большой постоянной времени. Это обусловлено большой величиной резистора в контуре вариконд-промежуточный усилитель, Цель изобретения — повышение быстродействия процесса регулирования. Эта цель достигнута в результате того, что схема управления варикондами снабжена двумя тиристорами, которые подключены параллельно варикондам одной фазы, двумя блокинг-генераторами, выходы которых подключены на управляющие переходы тири- 30 сторов, двумя генераторами пилообразного напряжения, синхронизированными напряжением, сдвинутым на 90 относительно напряжения на варикондах, выходы которых подключены на входы блокинг-генераторов, а выход измерительного элемента подключен на вторые входы блокинг-генераторов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления тиристорами; на фпг.

3 — временные диаграммы, иллюстрирующиее работу устройства.

Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора (АГ) 1 позволяет изменять возбуждающую емкость при изменении нагрузки

Z„,. В качестве возбуждающей емкости использованы вариконды 2. С целью повышения быстродействия процесса регулирования, схема управления варикондамп СУВ содержит два тиристора 3 и 4, подключенные встречно-параллельно варпкондам одной фазы А, два блокинг-генератора 5 и 6, выходы которых подключены на управляющие переходы тиристоров 3 и 4 соответственно, а входы — на два генератора пилообразного напряжения 7 и 8, синхронизированные напряжением Uq, (фиг. 1 и 3), сдвинутым на 90 относительно фазного напря688977

3 жения U ð на-варикондах фазы А, и на выход измерительного элемента 9.

При уменьшении нагрузки 1„напряжение асинхронного генератора увеличивается и превышает номинальное. Возникает необходимость уменьшить емкость варнкондов.

Так как характеристика варикондов относительно нулевого уровня управляющего напряжения четная, то для управления используется одна ее половина. Для уменьшения емкости варикондов нужно увеличить постоянное управляющее напряжение на нх обкладках, что достигается отпиранием тиристора 3. При этом тиристор 4 в работе не участвует. Отпирание тиристора 3 в условно-нечетном полупериоде (фиг. 3) приводит к неравенству токов, протекающих через вариконды фазы А, в течение двух следующих друг за другом полупериодов.

3 арядно-разрядный резистор ограничивает ток, протекающий через тиристоры. Несимметрия токов вызывает появление постоянной составляющей напряжения на варикондах фазы А. Вариконды трех фаз по постоянному току соединены параллельно через низкое омическое сопротивление статорных обмоток АГ (до 1 Ом) и нагрузки

Z„. Благодаря этому постоянное напряжение, имеющееся на варикондах фазы А, оказывается приложенным к варикондам фаз В и С. Происходит симметричноеуменьшение емкости варикондов трех фаз и, как следствие, уменьшение напряжения асинхронного генератора.

При увеличении нагрузки 1„и понижении напряжения генератора системой управления варикондами вырабатывается сигнал, который поступает на управляющие электроды тиристора 4, что приводит к его открыванию в условно-четный полупериод и снижению постоянного управляющего напряжения на варикондах С . В результате увеличивается емкость варикондов, а следовательно, и напряжение генератора.

Работает устройство управления тиристорами следующим образом.

На обмотку 10 трансформатора 11 (фиг. 2) подается линейное напряжение

UE„A1. Вторичные обмотки 12 и 13 трансформатора 11, питающие блокинг-генераторы 5 и 6, включены таким образом, чтобы они имели возможность к возбуждению в разные полупериоды линейного напряжения Uq, АГ (фиг. З,а). Стабилитроны 14 и

15 предназначены для стабилизации напряжения на транзисторах 16 и 17, благодаря чему достигается стабилизация по амплитуде управляемых импульсов, подаваемых с обмоток 18 и 19 переходных трансформаторов блокинг-генераторов 5 и 6 соответственно на управляющие переходы тиристоров 3 и 4. Линейное напряжение UE,„отстает от напряжения фазы А на л/2, поэтому тиристор 3 может отпираться в интервале от л/2 до л, а тиристор 4 в интервале

1;)

-10

60 б.э

4 от 2л до 5/2л (см. фиг. З,а и З,в). Обмотка

20 (21) трансформатора 11 включена так, чтобы в нерабочий период для блокинг-Генератора 5 к конденсатору 22 прикладывалось напряжение открытого диода 23. Цепь тока в этот полупериод: обмотка 20, диоды

23, 24, резистор 25, обмотка 20.

Это напряжение U, для транзистора 16 блокинт-генератора 5 является запира ющим (фиг. 3,6). В следующий полупериод к конденсатору 22 прикладывается на. пряжение стабилитрона 26 (цепь тока: обмотка 20, резистор 27, диод 28, стабилитрон 26, обмотка 20.

Емкость персзаря>кается с постоянной времени, определяемой величиной емкости конденсатора 22 и подстроенным резистором 29. Когда напряжение на конденсаторе

22 достигает порога отпирания транзистора

16, блокинг-генератор 5 возбуждается. Работа второго генератора пилообразного напряжения аналогична работе первого генератора пилообразного напряжения со смещением на полпериода (фиг. 3,6).

При отсутствии на выходе измерительного элемента управляющего напряжения (U, 0) схема настраивается (резисторами 29 и 30) так, чтобы напряжение на конденсаторах 22 и 31 достигало порога открывания транзисторов 16 и 17 в моменты времени л и 2л соответственно, как показано на фиг. 3,6. В эти моменты времени напряжения на тиристорах 3 и 4 равны нулю и тиристоры закрыты. Постоянное напряжение на варикондах отсутствует, и их емкость максимальна, что соответствует максимальной нагрузке АГ. Измерительный элемент должен быть выполнен таким образом, чтобы при уменьшении нагрузки АГ напряжение на выходе измерительного элемента 9 возрастало.

Теперь напряжение, прикладываемое к база-эмиттерному переходу. транзистора 16 равно У3„,= 033 — U33 а к база-эмиттерному переходу транзистора 17 Uo 031+033 (фиг. 3,6) где 033 и 033 напряжение на резисторах 32 и 33.

Запуск блокинг-генератора 5 происходит на угол а раньше, а блокинг-генератора 6— позднее (фиг. З,в). Запуск блокинг-генератора 5 вызывает отпирание тиристора 3, так как на нем в этот момент времени положительное напряжение, а тиристор 4 остается закрытым, так как на нем в этот же момент времени отрицательное напряжение (фиг. З,в, кривая I) .

После окончания переходного процесса и установления постоянного управляющего напряжения на варикондах величина мгновенного напряжения на варикондах пройдет через нулевое значение в моменты времени л — а и 2л+а, т. е. тогда, когда управляющие сигналы на тиристорах 3 и 4 равны нулю. Этим обеспечивается новое равновесное состояние и высокая чувстви688977, тельность системы управления. При таком изменении нагрузки АГ управляющее напряжение У,,р должно измениться на столько, чтобы обеспечить изменение угла а на л/2 и, следовательно, изменение постоянного управляющего напряжения на варикондах от нуля до амплитудного значения фазного напряжения. При уменьшении угла а отпирается только тирпстор 4, что приводит к уменьшению напряжения на варикондах. Работа устройства по умсн.,шению постоянного напряжения на варикондах полностью аналогична описанном процессу повышения этого напряжения.

Описанное техническое решение позволяет повысить быстродействие процесса р.— гулирования и, кроме того, уменьшить вес и габариты устройства.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее вариконды, схему управления ими с измерительным элементом, определяющим отклонение напряжения генератора от заданного, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия процесса регулирования, экономично-> сти и уменьшения веса и габаритов устройства, схема управления варикондами снабжена двумя тпрпсторами, которые подключены параллельно варикондам одной фазы, двумя блокпнг-генераторами, выходы которых подключены к управля.ошпм переходам тпристоров, двумя генераторами пилообразного напряжеш я, синхронизированными напряжением, сдвинутым а 90 относительно напряжения на варикондах, выходы которых подключены ко входам блокин"геператоров, а выход измерительного элемента подключен ко вторым входам блокинг-генераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Кубанского сельскохозяйственного института, вып. 39. «Асинхронные генераторы в сельском «озяйстве». Краснодар, 1970, с. 110 — 112.

688977

18àð

17иг. 3

Составитель К. Фотина

Техред А. Галахова

Корректор Е. Осипова

Редактор В. Девятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2204/13 Изд. № 567 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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