Электроэнергетическая установка

 

О П И С вЂ” -А---Н-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик (iii 72187S (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 13.12.77 (2!)2553224/24-07

C5t)M. Кл. с присоединением заявки,%

Н 02 7 3/00

HP 9/42

Ьнударстнвнны1 кемитет

СССР да делам иэабретений и впрытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.80. Бюллетень. М 10

Дата опубликования описания 18.03.80 (5З) УЙК 621.313. . 33 2.07 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Л. В. Вишневский и А. А. Кузнецов

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7!) Заявитель (5 4) ЭЛЕ КТРОЭН ЕРГЕТИЧ ЕСКАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам, например, судовым.

Известна электроэнергетическая установка, содержашая асинхронный генератор, установленный на валу приводного двигателя переменной скорости, в которой нагрузка генератора регулируется изменением сопротивления в цепи ротора, что приводит к значительным активным потерям в роторе, снижает КПЙ установки; при этом рабочий диапазон изменения скорости входного вала невелик (lg.

Известна электроэнергетическая установка, содержащая электрогенератор, который приводится в действие первичным двигателем, входной регулятор, управляюший величиной входного сигнала первичного двигателя, схему регулирования скорости, которая предназначена для определения рассогласования между сигналом, соответствуюшиМ заданной скорости, и сигналом, соответствуюшим реальной скорости, схему регулирования нагрузки, определяюшую рассогласование между сигналом, соответствуюшим заданной величине нагрузки, и сигналом, снимаемым с на5 грузки, причем больший из двух выходных сигналов схем регулирования нагрузки и скорости подается через амплитудный селектор на входной регулятор 2).

Такое устройство должно содержать собственный регулируемый двигатель, что затрудняет использование устройства на движушихся обьектах (судах, железнодорожном транспорте) из-аа больших габаритов и веса дополнительного двигателя. Большая экономичность валогенераторов по сравнению с дизель/ генераторами, тем более, что описанное выше устройство не может работать без мошного генератора переменного тока стабильного напряжения и частоты, приводит к целесообразности исполу зования в качестве первичного двигаЦель изобретения - повышение точности регулирования нагрузки при ра-. боте генератора на мощную сеть.

Эта цель достигается в электроэнергетической установке, содержащей приводной двигатель переменной скорости, биротативный асинхронный ге- 25 нератор, попключенный к сети, ротор которого установлен на валу привода переменной скорости, а статор установлен на валу управляемого привода, и регулятор скорости. 30

Новым в установке является то, что она снабжена регулятором нагрузки и сумматором, а регулятор скорости выполнен трехвхоповым, причем выходы регулятора скорости и регулятора нагрузки включены на входы сумматора, выход которого связан со входом исполнительного органа управляемого привода, входы регулятора скорости связаны соответственно с валом при-. водного двигателя переменной скороо ти, с валом управляемого привода и с . выходом асинхронного генератора.

С целью повышении точности поддержания скорости, регулятор скорости содержит биротативный тахогенератор,ротор которого установлен на валу привода переменной скорости, биротативный синхронный двигатель, статор которого расположен на валу управляемого привода, а ротор установлен на дополнительно введенном валу, на котором установлен и статор биротативного тахогенератора, причем выход тахогенератора подключен на первый ахоп дполнительно введенного сумматора, на второй ахоп которого подключен вход задатчика скорости.

3 7 тели основного вала движущегося объекта, т.е. использования асинхронного генератора как валогенератора.

Наиболее близкой по технической сущности к настоящему изобретению является электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигатель переменной скорости, биротативный асинхронный генератор, подключенный к сети, ротор которого установлен

Ю на валу привода переменной скорости, а статор - на валу управляемого привода, и регулятор скорости j3).

В указанной установке не обеспечивается требуемая точность регулирования нагрузки при работе генератора на мощную сеть.

21878

На чертеже представлена схема электроэнергетической установки согласно изобретению, Ротор биротативного асинхронного генератора (АГ) 1 приводится во вращение от вала 2 первичного двигателя.

Статор генератора 1 посажен на вал 3 управляемого привода. Управляемый привод состоит из регулятора 4 и исполни10 тельного органа 5. На вход регулятора 4 поступает сигнал от сумматора 6, имеющего два входа. На один из них подводится сигнал от регулятора нагрузки, состоящего из токового трансформатора (ТТ) 7 и схемы сравнения

8 нагрузки, а на другой ахоп сумматора 6 подается сигнал от регулятора скорости, который состоит из тахогенератора (ТГ) 9, синхронного двигателя (СД) 10, причем статор тахогенератора 9 и ротор синхронного двигателя 1.0 имеют общий вал 11 и сумматор 12.

Сигнал, вырабатываемый тахогеыератором 9, снимается с контактных колец тахогенератора 13. Электроэнергия, генерируемая биротативным ЛГ 1, отводится от контактных колец 14, расположенных на валу управляемого привода.

Регулирование нагрузки генератора основано на управлении величиной скольжения генератора. Активная мощность P отдаваемая генератором, равна:

Р=Мж) . (1)

me М вЂ” электромагнитный момент сопротивления вращению статора

АГ относительно его ротора;

Ш- круговая скорость вращения магнитного поля статора АГ от носительно его ротора.

Так как частота сети постоянна, то из упрощенной формулы Клосса

2М, И= ——

+ к к (2) где М». Ь» - критический момент и скс льжение асинхронной машины,следует, что электромаш нитный момент И, а значит и мощность P зависят от скольжения генератора, ко» торое в данном случае определяется по формуле: и -(n„-ир (3)

$m

5 721878 6 и - синхронпая скорость вращения (быстродействие, стат.ическую точность) магнитного поля статора Al отвыше. носительно его ротора; Формул ормула изобретения. нерегулируемая скорость враше1 ния первичного двигателя; 5

1. Электроэнергетическая установ— скорость вращения сгато АГ, ка, содержащаи приводной шы гатель пе(1) (2) (3) „„. ременной скорости, биротативный, асинхменяя скорость вращения статора АГq L ронный генератор, подключенный к сети, мы будем регулировать нагрузку P ротор которого установлен на валу пригенератора. Схема регулирования На- t0 вода переменной скоРости, а статор грузки представляет собой обратную установлен на валу управляемого призвязь по отклоненщ, а схема регу- вода, и РегулЯтор скоРости, о т л и.лирования скорости — компаундиру ч а ю ш а я с я тем, что, с целью щую связь. повышения точности регулирования наДля понижения чувствительности грузки при работе генератора на мошсхема регулирования скорости выполную сеть, установка снабжена регулянена так, чтобы скорость вращения ста- тором нагРУзки и сумматором, а Регутора тахогенератора 9 относительно его лЯтоР скоРости выполнен тРехвходовым, ротора была равна д - ) -1т Tex, ec» причем выходы регулятора скорости и ки проще было бы измерять и регулй- 20 регУлятора нагрузки включены на входы. ровать скорость вращения статора АГ сумматора, выход которого связан со относительно его ротора, т.е. величину . входом исполнительного органа управляrl< - vl что также обеспечило бы управ емого привода, входы регулятора сколение скольжением (cM. формулу (3) ) и рости связаны соответственно с валом нагрузкой. Но в процессе изменения 25 приводного двигателя переменной сконагрузки Al от нуля до номинальной ве рости, с валом управляемого привода и личины при постоянной скоростийсве- с выходом асинхронного генератора.. личина И1" 2 изменяется на 5-7%, 2. Установка по п. 1, о т л и ч ат.е. ошибка измерительной схемы на 1% ю щ а яс я тем, что с целью повыприведет к неточности поддержания за- 3î щения точности поддержания скорости, данного скольжения на 15-20%. Benm- регулятор скорости содержит биротачина же Vl<-tl>-g во всем диапазоне тивный тахогенератор, ротор которого изменения нагрузки меняется от 0 до установлен на валу привода переменной

1004, т.е. погрешность схемы измере- скорости, биротативный синхронный двиния скорости в 1 Ь ведет к такой же 35 гатель, статор которого расположен иа неточности (в 1 o) поддержания нужной валу управляемого привода, а ротор величины скольжения. установлен на дополнительно введенном

Измерение относительной скорости валу, на котором установлен и статор

И1 1-цс обеспечивается подключением биротативного тахогенератора, причем статора тахогенератора 9 к валу управ- 4О выход тахогенератора подключен на перляемого привода 3 через синхронный вый вход дополнительно введенного сумдвигатель 10, запитываемый переменным матора, на второй Bxoll которого подтоком синхронной частоты. При этом ключен вход задатчика скорости. скорость вращения его ротора относи- Источники информации, тельно неподвижной опоры равна + <с, 45 Принятые во внимание при экспертизе а относительно ротора тахогенератора 1. Яворский А. Г. и др. Применение

9 - -И1 с навешанных генераторов и пути автоНаличие в устройстве двух каналов матизации судовых электростанций . регулировании обеспечивает хорошие Судостроение, N. 9, 1959. динамическйе качества системы, Исполь- 5О 2. Патент Японии Мо 49-22362, зование двух каналов регулирования кл, 55 ВО, 1874, делает систему управления более нацеж- 3. Патент США М. 3054941, ной, а качество регулирования системы . кл. 322-47 1962.

721878

Составитель К. Фотина

Редактор Т. Лошкарева Техред С. Мигай

Заказ 141/42 Тираж 783

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Корректор F., Папи

Подписное