Система роторного возбуждения асин-хронного генератора

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 817966

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.01.79 (21) 2718085/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н02 Р9/10

Гесударстееииый комитет

СССР ю делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12 (53) УДК 621.313. .332.013.8 (088.8) Дата опубликования описания 05.04.81

С. P. Мизюрин, С. Б. Резников, В. В1 Бочаров: и В. А. Алешечкин ,, Л . °,Московский ордена Ленина а ви а цион йьщ и и сттттут " .- им. Серго Орджоникидзе (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СИСТЕМА РОТОРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при создании систем электроснабжения транспортных средств.

Известна система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая вращающийся преобразователь частоты со звеном или без звена постоянного тока

В обоих случаях масса и габариты системы велики (из-за наличия коммутирующих конденсаторов в первом случае и большого числа высокочастотных тиристоров во втором случае): Кроме того, вследствие большой сложности схемы управления во втором случае надежность всего устройства существенно снижается.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая многофазную обмотку: возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель и вращающейся многофазной обмотке возбудителя, датчик частоты скольжения и задающий генератор, выходы которых подключены к схеме сравнения, выход которой через преобразователь частоты соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, блок синхронизации, включенный между преобразователем частоты и блоком управления диодно-тиристорным переключа5 телем.

В указанной системе возбуждения упрощается управление диодно-тиристорным переключателем, так как число тиристоров последнего сравнительно невелико, их рабочая частота гораздо ниже (частота скольжения) и работают они с неизменным углом управления, что также уменьшает искажения напряжения возбуждения и коммутационных потерь в переключателе (2).

Недостатком этого устройства является отсутствие демпферной обмотки, что приводит к резким изменениям выходного напряжения генератора в переходных режимах.

Использование общеизвестных демпферных обмоток исключается вследствие возбужде2о ния генератора переменным током.

Цель изобретения — повышение стабильности выходного напряжения асинхронногоо генератора в переходных режимах.

817966

Указанная цель достигается тем, что система снабжена нуль-органом, каждый из которых включен параллельно соответствующей обмотке возбуждения генератора, и логическими элементами И, причем выход нуль-органа подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а выход элемента И подключен к блоку управления диодно-тиристорны м переключателем.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы возбуждения.

Система роторного. возбуждения асинхронного генератора содержит многофазную обмотку 1 возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель 2 к вращающейся многофазной обмотке возбудителя 3, датчик 4 частоты скольжения и задающий генератор 5, выходы которых подключены к схеме 6 сравнения, выход которой через преобразователь 7 частоты соединен с обмоткой 8 возбуждения возбудителя, блок 9 синхронизации, включенный между преобразователем частоты и блоком 10 управления диодно-тиристорным переключателем. Параллельно каждой фазной обмотке асинхронного генератора включен нуль-орган 11, выход которого подключен к одному из входов соответствующего логического элемента 12 И, второй вход которого подключен к выходу блока 9 синхронизации, а выход элемента 12 И подключен к блоку 10 управления диодно-тиристорным переключателем.

Датчик 4 частоты скольжения представляет собой, например синхронный магнитоэлектрический генератор, частота напряжения которого при номинальных оборотах равна частоте выходного напряжения асинхронного генератора (в этом случае генератор возбуждается постоянным током).

Задающий генератор 5 может быть выполнен по любой из известных схем кварцевых генераторов частоты с последующим делением до f =400 Гц.

Преобразователь 7 частоты также может быть выполнен по любой из известных схем либо на базе полупроводниковых устройств, либо на магнитных усилителях.

Блок 9 синхронизации и блок 10 управления диодно-тиристорным переключателем 1 представляют собой импульсные логические схемы, обеспечивающие синхронизацию относительно задающего напряжения и распределение импульсов для управления диодно-тиристорным переключателем 2.

Система возбуждения работает следующим образом.

При вращении асинхронного генератора с синхронной скоростью на выходе схемы 6 сравнения формируется сигнал нулевой частоты, т. е. возбуждение возбудителя 3 осуществляется постоянным током, а следовательно, и в обмотку 1 возбуждения асинхронного генератора подается постоянный ток (режим синхронного генератора).

При этом ток возбуждения протекает через один из вентильных мостов (верхний или нижний) и соответствующую пару тиристоров диодно-тиристорного переключателя 2.

При отклонении скорости вращения

1о асинхронного генератора от синхронной скорости на выходе схемы 6 сравнения формируется сигнал разностной частоты, который через преобразователь 7 частоты, возбудитель 3 и диодно-тиристорный переключатель 2 подается в обмотку 1 возбуждения

15 асинхронного генератора. Причем направление вращения возникающего при этом поля возбуждения зависит от знака отклонения скорости (больше или меньше синхронной) . Скорость вращения магнитного поля машины при этом постоянна и равна синхронной скорости.

При различных возмущениях со стороны нагрузки реакция якоря увеличивает или уменьшает поток возбуждения машины.

Вследствие того, что ток возбуждения изменяется по синусоидальному закону и при малых частотах скольжения может иметь длительное время довольно малую величину, может произойти . (под действием реакции якоря) не только уменьшение, но изменение знака потока и тока возбуждения.

Эо С целью эффективного демпфирования таких отклонений тока возбуждения, которые приводят также к колебаниям выходного напряжения асинхронного генератора, необходимо создать замкнутый контур для

его циркуляции и последующего затухания.

При изменении знака тока е обмотке х возбуждения (под действием реакции якоря) нуль-орган 11 формирует импульс напряжения, который подается на один из входов логического элемента 12 И, на второй о вход которого подается сигнал с блока 9 синхронизации (отсутствие сигнала на выходе блока 9 синхронизации будет иметь место в момент перехода через нуль напряжения преобразователя 7 частоты). В этом случае на выходе элемента 12 И формирует45 ся импульс, который через блок 10 управления включает неработающую пару тиристоров переключателя 2 и ток возбуждения обратного знака замыкается через соответствующие тиристоры и вентильный мост диодно-тиристорного переключателя 2 и якорную обмотку .возбудителя 3. При восстановлении тока возбуждения схема возвращается в исходное состояние.

Необходимо отметить, что при смене знака тока в обмотке 1 возбуждения нуль-. органа 11 также формирует импульс, поступающий на один из входов логического элемента 12 И. Однако иа втором входе элемента 12 И сигнал равен нулю, так как

817966.-"

Формула изобретения

Составитель К. Фотина

Технрд А Бойкас Корректор В. Бутяга

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Кузнецова

Заказ 1023 77 напряжение частоты скольжения в этот момент также проходит яерез нуль и, следовательно, на выходе Ъпемента 12 И сигнал также равен нулю.

Таким образом, замыкание цепи тока возбуждения, меняющего свой знак под действием реакции якоря позволяет осуществлять эффективное демпфирование при коммутации нагрузок и тем самым повысить стабильность генерирующего напряжения.

Система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая многофазную обмотку возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель к вращающейся многофазной обмотке возбудителя, датчик частоты скольжения и задающий генератор, выходы которых подключены к схеме сравнения, выход которой через преобразователь частоты соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, блок синхронизации, включенный между преобразователем частоты и блоком управления диодно-тиристорным переключателем, отличающаяся тем, что с целью повышения стабильности выходного напряжения асинхронного генератора в переходных режимах, система снабжена нуль-органами, каждый из которых включен параллельно соответствующей обмотке возбуждения генератора, и логическими элементами И, причем выход нуль-органа подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а выход элемента И подключен к блоку управления диодно-тиристорным переключагелем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Торопцев Н. Д. Авиационные асинхронные генераторы .М., «Транспорт», 1970, с. 178 — 184, ри. 77, 81.

2. Постников И. М. и др. Теория и методы расчета асинхронных турбогенераторов. Киев «Наукова думка», 1977, с. !14, рис. 53.