Регулятор напряжения синхронного генератора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (734866

Союз Советскии

Сощиалисткческик

Республнк (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Зая влено 13,12.77 (21) 2552802/24-07 (5i)M. Кл.

Н 02 P 9/30 с присоелинением заявки .%

Гооударотвеииый комитет

СССР (23) Приоритет до делам иэобретеиий н открытий

Опубликовано 15 05.80,,Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15 05.80 (53) УДК 621.816.

722 621.313. .322(088.8) И. А. Золотарев и A. Б. Хайкин (72) Авторы изобретения

Ленинградское ордена Октябрьской геиолюции высшее инженерное морское училище имени адмирала С. О. Макарова (73) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к регулированию напряжения судовых синхронных трехфазных генераторов и может быть использовано для регулирования напряжения генераторов с электромашинным возбудителем.

Известны устройства дпя регулирования

5 напряжения с использованием силовых регулируемых возбудителей непосредствен- но в цепи ротора генератора, снабженных регуляторами на различных прийципах

Щ.

Недостатками этих устройств являются усложнение конструкции, снижение надежности и увеличение весогабаритных показателей.

Известен регулятор напряжения счнхронного генератора, содержа1 ий синовой возбудитель с обмоткой возбуждения, измерительный трехфазный трансформатор, трехфазный выпрямитель, -.иристоры и сравнивающий и управляющий транзисторы, эмиттеры которых соединены с одним из выходных зажимов трехфазного выпря митепя, база управляющего и KQJUIBKTop

2 сравнивающего транзисторов подкэпочены через резистор смещения к второму выходному зажиму трехфазного выпрямителя, а база сравнивающего транзистора подключена через задающий стабилитрон включенный в одно из плеч делителя напряжения, подсоединенного к выходным зажимам выпрямителя фипьтрующий ем зажимам.. выпрямителя параллельно фильтрующей емкости, j2), Недостатком этого регулятора является конструктивная сложность и необходимость большой мощности регулирования.

Это вызвано тем, что регулирование производится непосредственно в цепи воз буждения генератора с использованием мощного регулирующего органа эначитепь ных габаритов. Кроме того, измерение нагрузки производится трансформаторами тока с.выпрямителем.

С цепью упрощения конструкции, снижения мощности и весогабаритных показателей регулятор напряжения синхронного генератора, содержащий силовой воэбудиз 73486 тель с обмоткой возбуждения, измерительный трехфазный трансформатор, трехфаэн ый выпрямитель, тиристор и ср авнивающий и управляющий транзисторы, эмиттеры-которых соединены с одним из выходных зажимов трехфазного выпрямителя, база управляющего и коллектор сравниваю"щего транзисторов подключены через резистор смещения к второму выходному зажиму трехфазного выпрямителя, а база 10 сравнивающего транзистора подключена через задающий стабилитрон, включенный в одно из плеч делителя напряжения, подсоединенного к выходным зажимам выпря мителя параллельно фильтрующей емкости, снабжен подвозбудителем, переключающим транзисторным усилителем с резисторами смешения и ограничительным резистором, д ухполупериодным выпрямителем и однофазным трансформатором с секционирован- 20 ной вторичной обмоткой, причем один из транзисторов переключающего транзисторного усилителя подсоединен к управляющему электроду первого тиристора в цепи питания обмотки возбуждения подвозбудите- ля, соединенным с секцией вторичной обмотки трансформатора через двухполупериодный выпрямитель,,а коллекторная цепь управляющего транзистора соединена с входом транзисторного переключающего усилителя, второй тиристор в цепи питания обмотки возбуждения подвозбудителя соединен с вторичной обмоткой трансформатора тока через диод двухполупериодного вь прямителя, управляющий электрод второго тиристора подключен на выход второго транзистора переключающего. транзисторного усилителя, а базовый переход этого транзистора подсоединен к по,пвозбудителю

40 через стабилитрон и ограничительный резистор.

На чертеже показана схема регулятора.

Регулятор напряжения содержит измерительный элемент, совмещающий функцию

45 источника питания сигнала управления тиристорами, выполненный с согласующим трехфазным трансформатором 1, трехфаэным выпрямителем 2 и емкостным филь

50 ром 3, Блок управления сос оит из транзисторов 4 и 5, задающего кремниевого стабилитрона 6, резистора 7, цепи управления регулирующим тиристором, резистора

8 смешения, делителя напряжения из резисторов 9 и 10. Кроме того, в цепи

55 управления тиристорами включены последовательно два транзистора 1 1 и 12.

Транзистор 11 включен в цепь управле6 4 ния тиристором 13, а транзистор 12— в цепь управления тирис ором 14. База транзистора 12 подключена через стабилитрон 15, резистор 16 - на полюсовой зажим якоря подвозбудителя 17. Резис оры 18 и 19 обеспечивают смещение ба- зы транзистора 11. Кроме того, имеется разделительный диод 20.

Регулирующий орган состоит из силового трансформатора 21, включенного на регулируемое напряжение, вторичные ob мотки которого имеют два напряжения.

Напряжение первой 1 -й ступени трансформатора выпрямляется двухполупериодным .диодным мостом 22, Параллельно обмотке

23 возбуждения подвозбудителя подключен блокирующий диод 24.Для начального возбуждения тиристор -й ступени шунти- руется кнопкой 25. Параллельно обмотке

23 подключена емкость 26, а параллель но диодному мосту — резистор 27, обеспечивающие четкое эапирание тиристора 13.

Регулятор работает следующим образом. Регулируемое напряжение понижает ся трансформатором 1, выпрямляется выпрямителем 2, частично фильтруется емкостью 3, а ошибка рассогласования, выявленная стабилитроном 6, включенного в одно из плеч делителя 9 и 10, поступает на вход двухкаскадного транзисторного усилителя 4, 5 с непосредственной связью

Когда измеренное напряжение превышает пороговое напряжение стабилитрона, то транзистор 5 открывается и запирает транзистор 4, который снимает сигнал управления тиристорами 13 и

14. Последние работают поочередно в зависимости от состояния транзисторов

11, 12. В частном случае регулятор настраивается так, что в пределах нагрузки генератора от холостого хода до минимальной обеспечивается -й ступенью регулирующего органа, а перегрузочные режимы 2-я ступень, Причем 1-я ступень обеспечивает двухполупериодное выпрям» ление с помощью диодного моста 22 и регулирование осуществляется тиристором .13. При работе на 2-й ступени обеспечивается однополупериодное выпрямление тиристором 14, В режиме от холостого хода до номинальной нагрузки генератора регулятор работает следующим образом. Когда измеренное напряжение превьппает заданное, то стабилитрон 15 пробит и сигнал управления тиристором 13 снят. Тиристор

13 запирается с помощью емкости 26, когда выпрямленное напряжение падает до нуля. Отключенная обмотка 23 благодаря ЭДС самоиндукции замыкается через блокирующий диод 24 и с постоянной времени этого контура магнитный поток и регулируемое напряжение снижаются до значения, когда запирается стабилитрон и транзистор 5, но отпирается транзистор

4 и сигнал управления поступает на переключающий блок (например, на тран- 10 эистор 1 1), который отпирает тиристор

13 и обмотка 23 получает питание 1-й ступени от диодного моста 22 и заряжа, ется емкость 26.

Таким образом, начинает нарастать магнитный поток и регулируемое напряжение до состояния пробоя стабилитрона 6; и цикл регулирования повторяется с частотой,,определяемой пульсацией выпрямительного моста 22, а частота поступ-20 ленин управляющих сигналов определяется выпрямителем 2. Когда нагрузка генератора возрастает и превьппает номинальную, то напряжение подвоэбудителя 17 также увеличивается и пробивается стаби25 литрон 15, через резистор 16 отпирает ся транзистор 12, который запирает тран-. зистор 11 и подает сигнал на тиристор

14, который подключает 2-ю ступень питания обмотки 23, При этом тиристор

13 четко запирается через резистор 27, регулирование осуществляется тиристором

14 через. один из диодов выпрямительного моста 22. Резисторы 18, 19 обеспечивают смешение транзистору 11, а развяэывающий диод 20 исключает поступление сигнала на тиристор 14. при работе 1-й ступени. Для начального возбуждения тиристор 13 первой ступени шунти40 руется кнопкой 25, В сравнении с прототипом предложенный регулятор примерно на порядок снижает мощность, массогабаритные показа; . тели регулирующих средств. Кроме того, снижается пульсация и улучшается качество регулируемого напряжения.

Формула изобретения

Регулятор напряжения синхрснного генератора, содержащий силовой воэбу734866

6 дитель с обмоткой возбуждения, измерительный трехфазный трансформатор, трех фаэный выпрямитель, тиристоры и срав.= нивающий и управляющий транзисторы, амиттеры которых соединены с одним иэ выходных зажимов трехфазного выпрямителя, база управляющего и коллектор сравнивающего транзисторов подключены через резистор смешения к второму выходному зажиму трехфазного выпрямителя, а база сравнивающего транзистора подключена через задающий стабилитрон, включенный в одно иэ плеч делителя напряжения, подсоединенного к выходным зажимам выпрямителя параллельно фильм рующей емкости, о т.л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения мощности и весогабаритных показателей, он снабжен подвозбудителем, переключающим транзисторным усилителем с резисторами смещения и ограничительным резистором, двухполуIIBpHopHbM выпрямителем и одиофаэным трансформатором с секционированной втбричной обмоткой, причем один иэ транзисторов переключающего транзисторного усилителя подсоединен к управляющему электроду первого тиристора в цепи питания обмотки возбуждения подвозбудителя, соединенным с секцией вторичной обмотки трансформатора через двухполупериодный выпрямитель, а коллекторная цепь управляющего транзистора соединена с входом транзисторного переключающего усилителя, второй тиристор в цепи питания об- " мотки возбуждения подвоэбудителя соеррнен с вторичной обмоткой трансформатора тока через диод двухполупериодного выпрямителя, управляющий электрод второго тиристора подключен на выход второго транзистора переключающего транзисторного усилителя, а базовый переход этого транзистора подсоединен к подвозбудителю через стабилитрон и ограничительный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Максимов Ю, И, и др. Эксплуатация судовых синхронных генераторов, М., "Транспорт», 1976, с. 132.

2. Авторское свитедельство СССР.

% 448564, кл. Н 02 P 9/30, 1972.

734866

Составитель А. Раздин

Редактор В. Трубченко Техред М, Петко Корректор М. Пожо

Заказ 2101/56 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., p. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уд. Проектная, 4