Автоматический регулятор возбуждения для синхронных машин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски и

Социалистические

Республик

< 782120

S

Ф (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву.— (22) Заявлено 10, 11,78(2l ) 2683848/24 07 (51)М. Кл.

Н 02 Р 9/30 с присоединением заявки М = (23) ПриоритетГееударстееииый комитет

СССР

Опубликовано 23. 11.80. Бюллетень Ле 13

Дата опубликования описания,26. 1 1.80 до делам изобретений и открытий (53) УДК621 316 ,722:62 1.313. .322(088.8) М. А. Баринов и В. К. Воронов (72) Авторы изобретения

Центральное проектно-конструкторское и технологическое (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВСЗБУЖДЕНИЯ

ДЛЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для управления электрически«. ми синхронными машинами путем регулирования возбуждения.

Известны автоматические регуляторы возбуждения для синхронных машин, основанные на сравнении измеряемой вели- чины напряжения с заданной 1).

Недостатками этих регуляторов являются ограниченность реализуемых за-: конов, сложность схемы управления, недостаточное быстродействие, а также отсутствие ограничения минимального и максимального тока ротора.

Известны также автоматические ре- гуляторы, работающие на принципе запоминания амплитуды пилообразного напряжения в каждый период сети (21.

Недостатками этих регуляторов являются ограниченность реализуемых законов, наличие дискретного датчика и усилителя постоянного тока, вносящих

2 нестабильность в управляющий сигнал, а также отсутствие ограничения минимального н максимального тока ротора. г

Наиболее близким техническим решением к изобретению является автоматнческий регулятор возбуждения для электрических машин, содержащий транс= форматор напряжения, первичная обмотка которого подключена к фазам синхронной 1

1О машины, а вторичная соединена с входом; генератора опорного пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному иэ входов компаратора, выход кото» рого через фазосдвигающий блок связан

15 с управляющим входом тиристорного преобразователя, питающего обмотку возбуждения электрической машины, а также сумматор, один вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора нап- ряжения, а два,других входа через переключатель — к выходу трансформатора тока (31.

Недостатками данного регулятора являются наличие дискретного датчика и прямоугольных импульсов на транзисторе 18, подключенном выходом к входу генератора 19 управляющего пилообразного напряжения. Выход генератора 19 управляющего пи лообр аз ного н апр пкения ограничивается по амплитуде свеРху и снизу стабилитронами 20 и 21 уставки и сравнивается в компарат;оре

7 с опорным пилообразным напряжением.

10 Выход компаратора 7 соединен со входом фазосцвигающего блока 22, выход которого соецинен с управляющим входом тористоров 23 статического преобразователя.

15 Питание генератора управляющего пилообразного напряжения осуществляется через клемму 24, которая соединена с нестабилизированным источником, связанным с сетью переменного тока электрической

20 машины 1.

Устройство работает следующим образом.

Работа регулятора основана на сравнении в компараторе 7 управляющего пи25 лообразиого напряжения, фаза которого изменяется в соответствии с заданным законом управления, с опорным пилообразным напряжением (фиг. 2 б). При замкнутых клеммах 14 и 13 ток статора

З0 суммируется с напряжением статора на сопротивлениях 9- 11. Суммарный сигнал управления синусоидальной формы (фиг. 2 а), изменяющийся пропорционально углу между фазами напряжения и тока д статора, запускает синхронизатор на транзисторе 15, транзисторе 16, выполняющем функцию согласующего повторителя, и стабилитроне 17, формирующий сигнал треугольной формы (фиг. 2 в), срезанный

40 стабилитроном 17 уставки..

Генератор 19 управляющего пилообразного напряжения снабжен регулятором наклона развертывающего фронта, позволяющим изменять положение управляющего

4s импульса (фиг. 2 з) относительно напряжения питающей сети (фиг. g а), обеспечивая настройку регулятора в исходном режиме на требуемый угол зажигания тиристоров статического преобразователя.

В момент, когда сигнал синхронизатора достигает величины уставки стабилит-r рона 17„на транзисторе 18 вырабатываются прямоугольные импульсы (фиг. 2 г), запускающие задним фронтом генератор

l9 управляющего пилообразного напря-" жения (фиг. 2 д), которое ограничено по величине снизу стабилитроном 21, а сверху - стабилитроном 20. Таким образом осуществляется ограничение мак782 120 ф усилителя постояййого" тока, вйосящих нестабильность в управляющий сигнал, а также отсутствие ограничения минимального и максимального тока возбуждения, что приводит к низкой точности регулирования, и сложность схемы самого регулятора.

Цель изобретения- повышение точ- ности регулирования и упрощение регулятора.

Поставленная цель цостигается тем, что в регулитор дополнительно введены, последовательно соединенные синхронизатор, формирователь прямоугольных импуль сов, -генератор управлякицего пилообразного йапряжения с конденсатором, шунтирующим коллекторно-эмиттерный переход транзистора указанного генератора, и ограничитель максимального и минимальйого уровней сигнала генератора, причем вход синхронизатора соединен с выхоцом сумматора, выход ограничителя уровней подключен к другому вхоцу компаратора электрической машины.

Кроме того, генератор управляющего пилообразного напряжения снабжен регулятором наклона фронта управляющего напряжения, выполненный, например, в вйце потеициометра, включенного в цепь заряда конденсатора указанного генератора.

На фиг. 1 приведена структурная схем ма регулятора; на фиг. 2 - временные циаграммы напряжений на элементах регулятора при его работе.

Автоматический регулятор возбуждения управляет электрической машиной l, например, бесщеточной синхронной машиной, Регулятор подключен к трансформатору 2 тока статора с-вторичной обмоткой 3 (фиг. 1) и трансформатору 4 напряжения статора. Регулятор содержит разделительный трансформатор 5 напряжения, соединенный с входом генератора

6 опорного пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу компа ратора 7, сумматор на стабилитроне 8 и резисторах 9-11, вход резистора 10 которого подключен к разделительному трансформатору 5 напряжения, а вхо; ды стабилитрона 8 или резистора 9 подключаются с помощью соединительных ,перемычек через клеммы 12 и 13 к клемме

14, юляошейся выводом вторичной об -. мотки 3 трансформатора, выхоц которого шляется входом синхронизатора, выполненного на транзисторах 15 и 16 и ,стабилитроне 17 уставки, выход синхронизатора соединен с форМирователем

-1

782 120 d ния стабильности импульса управления го, компаратор целесообразно выполнит . на операционном усилителе.

1. Автоматический регулятор возбуждения цля синхронных машин, содержащий

ie трансформатор напряжения, первичная обмотка которого поцключена к фазам синхронной машины, а вторичная соецинена с вхоцом генератора опорного пилообразного напряжения, выход которого подключен к оцному из вхоцов компаратора, выход которого через фазосдвигающий блок связан с управляющим входом тористорного преобразователя обмотки возбужцения синхронной машины, и сумматор, один вход которого поцключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а цва других вхоца через переключатель — к выходу трансформатора тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и упрощения, дополйительно введены .последовательно соединенные синхронизатор, формирователь прямоугольных импульсов, генератор управляющего пилообразного напряжения с конденсатором, шунтирующим коллекторно-эмиттерный переход транзистора указанного генератора, и ограничитель максималь ного и минимального уровней сигнала генератора, причем вход синкронизато5 ра соецинен с выходом сумматора, выхоц .ограничителя уровней подключен к другому входу компаратора.

2. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю0

m и и с я тем, что, с целью упрощения настройки регулятора, генератор управляющего пилообразного напряжения снаб-. жен регулятором йаклона фронта управляющего напряжения, выполненным, например, в вице потенциометра, включенного в цепь заряца конденсатора укаэанного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

Ж 168879, кл С 08 Q 79/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

% 235155, кл. Н 02 P 9/34, 1969.

3. Авторское свицетельство СССР

М 534017, кл. H 02 P 9/30, 1976. симального и минимального угла зажигания тиристоров. Сигнал управляюще пилообр азного напряжения сравнивается в компараторе 7. с опорным пилообразным. напряжением и в момент, когда их разность изменяет свой знак, формируется импульс управления (фиг. 2 з), фаза которого изменяется пропорционально изменению фазы сигнала управления. Следовательно, регулятор реагирует на изменение угла между фазами напряжения и тока статора.

При преобладании сигнала через резистор 9 фаза импульса управления определяется только током статора — имеет место регулирование по реактивному току, Если выбрать фазы трансформаторов

4 и 2 так, что векторы напряжения и тока перпенцикулярны при коэффициенте мощнЬсти машины, равном единице, и номицальной величине тока статора, а резисторы 9 и 10 взять в соотношении, чтобы сигнал напряжения относился к сигналу тока обратно пропорционально

2 величине поперечного реактивного сопротивления машины, то фаза импульса управления будет изменяться пропорционально углу нагрузки машины — углу поворота оси ротора относительно поля

° 3 статора. Получаем регулирование по углу нагрузки.

При замкнутых клеммах 14 и 12 ток статора проходит через стабилитрон 8, положительная верхушка полуволны которого пропорциональна полному току. Если преобладает амплитуда положительной полуволны (резистор 10 цает значительно меньший сигнал, чем выход стабилитрона 8) получаем закон регулирования по полному току.

- — -Регулирование по напряжению во всех режимах работы регулятора осуществляется эа счет питания генератора управляющего пилообразного напряжения от нестабилиэированного источника питания, поцключенного к клемме 24.

В качестве фазосдвигающего .блока 22 может быть использована любая иэ известных схем, например управляемый оцновибратор или триггер с временной з ацержко й.

В простейшем варианте в качестве компаратора 7 может быть использован переход транзистора .. С целью увелилеФо р му л а и з обр е те н ия

Ф

U г и

В

6Ьг Y---BHHHllH. Заказ 8164/71

Тираж 783 Подписное

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