Измерительный орган частоты для регулятора возбуждения электрической машины

 

ц873369

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОА4У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалкстнческкн

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-.ву (22) Заявлено 18.01.79 (2 () 2715253/24 — 07 с присоединением заявки М.— (23) Приоритет

Гоаударотнанный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (72) Авторы изобретения

В. М. Катунин и В. Г. Накроиш (7I ) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ЧАСТОТЫ ДЛЯ РЕГУЛЯТОРА

ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ интегрирующего фильтра, что приводит к снижению массо-габаритных показателей.

Наиболее близким техническим решением к данному является измерительный орган час5 тоты для регулятора возбуждения. электрической машины, содержащий измерительный канал, состоящий из преобразователя напряжения, выход которого соединен с входом нуль-органа, выходом связанного с транзисторным

10 ключом, второй транзисторный ключ, выход которого соединен с конденсатором, усилительный канал, состоящий из последовательно соединенных повторителя напряжения и опера- ционного усилителя (31

1-5

Принцип работы такого устройства состоит . в измерении и запоминании линейно нарастающего напряжения в течение каждого периода

20 входного синусоидального напряжения. Однако оно имеет время чистого запаздывания, равное периоду измеряемоГо напряжения, что не обеспечивает высокой точности регулирования возбуждения электрической машиньь

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах авто. магического регулирования возбуждением синхронных электрических машин.

Известны измерительные органы частоты автоматического регулятора возбуждения, содержащие в канале измерения частоты два резонансных контура, настроенных на резонанс при частотах 45 и 55 Гц (1).

К недостаткам таких устройств следует отнести зависимость выходного напряжения устройства от величины входного напряжения и наличие фильтра на выходе устройства, который имеет большую постоянную времени, влияиицую на качество регулирования.

Известны также измерительные органы частоты, которые содержат разделительный трансформатор, два усилителя на полупроводниковых транзисторах и импульсный усилитель, выход которого является выходом измерительного органа (21.

Получение информации в импульсной форме требует установки на выходе дополнительного (5l)M. Кл.

Н 02 P 9/14 (532 УД К621.З11..52 (088.8) 9 4

87336

Целью изобретения является повышение точности регулирования возбуждения электрической машины.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный измерительный канал, выполненный аналогично основному, в каждый измерительный канал введены диффереицирующая цепь, разделительный и раэвязывающий диоды и зарядный резистор, а преобразователь напряжения выполнен с двумя выходами, причем второй выход подключен к входу нуль-органа дополнительного канала, каждая дифференцирующая цепь включена между выходом нуль-органа своего канала и входом второго транзисторного ключа другого канала, выходы первых транзисторных ключей каналов подключены через зарядные резисторы к источнику питания и анодам разделительных диодов, катоды которых подключены к запоминающему конденсатору и анодам раз- 2о делительных диодов, катоды которых объединены между собой и соединены с входом повторителя напряжения усилительного канала.

На фиг. 1 изображена схема измерительного 2s органа частоты; на фиг. 2 — диаграммы напряжения, поясняющие работу устройства.

Измерительный орган частоты содержит преобразователь напряжения 1 с двумя выходами

2 и 3. Выход 2 преобразователя подключен зо к основному каналу измерения 4, а выход 3— к дополнительному каналу измерения 5. Каждый канал измерения содержит нуль-орган 6, выход которого подключен к входу первого транзисторного ключа 7, а выход ключа 7 через разделительный. диод 8 подключен к запоминающему конденсатору 9 и выходу второго транзисторного ключа 10. Кроме того выход транзисторного ключа 7 подключен через зарядный резистор 1.1 к источнику питания. Вход 4о второго транзисторного ключа 10 через дифференцшрующую цепь 12 подключен к выходу нуль-органа 6 дополнительного канала 5. Для компенсации падения напряжения на запоминающем конденсаторе 9, обусловленного его то- 45 ками утечки, служит резистор 13; Выход второго транзисторного ключа 10, катод разделительного диода 8 и запоминающий конденсатор 9 образуют в каждом канале 4 и 5 общие точки, которые через развязывающие диоды 14 подключены к входу повторителя напряжения

15. Выход повторителя напряжения 15 подключен к входу операционного усилителя 16. К входу усилителя 16 подключен также резистор

17, задающий уставку измерительного органа частоты, Устройство работает следующим образом.

Напряжение синусоидальной формы с выводных клемм синхронной электрической машины поступает на вход преобразователя напряжения

1, на выходах которого напряжения синусоидальной формы сдвинуты друг относительно друга на 180 зл.град. (фиг. 2 а, б).

Под действием напряжения, поступающего на вход нуль-органа 6 основного канала 4, на выходе нуль-органа 6 формируется биполярный сигнал прямоугольной формы, по частоте и скважности совпадающий с входным напряжением (фиг. 2 в). При отрицательной полярности выходного сигнала нуль-органа 6 транзистор ный ключ 7 находится в закрытом состоянии, и запоминающий конденсатор 9 заряжается от стабилизированного источника питания через зарядный резистор 11. (фиг. 2 r, д). Заряд конденсатора 9 прекращается в момент смены полярности сигнала нуль-органа 6 с отрицательного на положительный (фиг. 2 б, в, г) и сохраняется за счет большого входного сопротивления повторителя напряжения 15 практически неизменным в течение всего положительного полупериода входного напряжения. При смене на выходе нуль-органа 6 положительной полярности сигнала на отрицательную на выходе дифференцирующей цепи 12, подключенной к выходу нуль-органа 6 дополнительного канала 5, формируется импульс положительной полярности (фиг. 2 е). Под действием этого импульса транзистор второго ключа 10 открьвается, и конденсатор 9 разряжается (фиг. 2 д). Напряжения с выхода основного канала измерения 4 и выхода дополнительного канала 5, сдвинутые относительно друг друга на 180 эл.град. (фиг.2 ж, з), поступают на вход повторителя напряжения 15. В результате на выходе повторителя напряжения 15 появляется напряжение, пропорциональное по величине частоте входного напряжения и поступающее на вход операционного усилителя 16, на этот же вход поступает напряжение с резистора 17, задающего установку напряжения измерительного органа частоты

При изменении частоты входного напряжения изменяется длительность импульсов на выходе нуль-органа 6, в результате чего изменяется время заряда запоминающего конденсатора 9, а, следовательно, и амплитуда напряжения на нем (фиг. 2 а, в, г, д). Это приводит к изменению величины напряжения на выходах повторителя напряжения 15 и операционного усилителя 16 (фиг. 2 и).

Принцип работы измерительного органа частоты заключается B измерении и запбминании линейно нарастающего напряжения в течение каждого полупериода входного синусоидального напряжения, что позволяет уменьшить время чистого запаздывания и величину пульсаций выходного напряжения, а также исключить фильтры, имеющие инерционные постоянные на

5 87 выходе измерительного органа частоты, В ре. зультате улуЧшается качество регулирования, которое выражается для синхронных двигателей, особенно работающих с резко переменной нагрузкой, в более эффективном демпфировании качаний ротора, а, следовательно, колебаний активной мощности, частоты и напряжения узла нагрузки, а для синхронных генераторов— в повышении статической и динамической устойчивости электропередач, в более эффективном демпфировании качаний a энергосистеме.

Формула изобретения

Измерительный орган частоты для регулятора возбуждения электрической машины, содержащий измерительный канал, включающий преобразователь напряжения, выход которого соединен с входом нуль-органа, выходом подключенного к транзисторному ключу, и второй транзисторный ключ, выход которого соединен с запоминающим конденсатором, усилительный канал, составленный из последовательно соединенных повторителя напряжения и операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования возбуждения, введены дополнительный измерительный канал, выполненный аналогично, 3369 6 основному, каждый измерительный канал снабжен дифференцирующей цепью, разделительным и развязывающим диодами и зарядным резистором, а преобразователь напряжения выполнен с двумя выходами, причем второй выход подключен к входу нуль-органа дополнительного канала, каждая дифференцирующая цепь включена между выходом нуль-органа своего канала и входом второго транзисторного ключа другого канала, выходы первых транзисторных ключей каналов подключены через зарядные резисторы к источнику, питания и анодам разделительных диодов, катоды каждого из которых соединен с запоминающим конденсатором и анодом разделительного диода своего канала, катоды разделительных диодов объединены и соединены с входом повторителя напряжения усилительного канала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соловьев И. И. Автоматизация энергетических систем, М., "Энергия", 1950, с. 325—

326.

2. Ковалевская В. В. Энергетические. измерительные преобразователи, Л,, "Энергия", 1969, с. 98.

3. Автоматическое регулирование и управлеwe в энергосистемах, Труды ВЭИ, М., "Энергия", 1977, вып. 83.

873369

Составитель А, Лебедев

Техред Л.Пекарь

Редактор Е. Дорошенко

Корректор Ю. Макаренко

Тираж 733

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9067/81

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4