Способ управления возбуждением синхронного генератора и устройство для его осуществления

 

Союз Советски к

Социапмстмческмк

Респубики

О П И С А Н И Е (« 9Ù234

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.08 78 (2! ) 2662021/24-07 с прмсоединенмем заяви» М (23) Прмормтет (51)М. Кл.

Н 02 Р 9/14 3ЬеударстевнныЯ немнтет

СССР ае денем нэебретеккй н атерытнЯ

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 10 . 07 .82 (53) УДК 621. .316.722:621. .313.322(088.8) Д.В. Вилесов, В.В. Домбровский, А.Е. Круг, К;В. Вапаев

Л.З. Мадорский (СССР), М.И. Маринов .и С.Я . Чакыров (HPS3 (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, Высший машинно-электротехнический институт "Варна" (НРБ) и Ленинградское производственное машиностроительное объединение "Злектросила" (73) Заявители (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ СИНХРОННОГО

ГЕНЕРАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам и устройствам управления возбуждением синхронного генератора в автономной электроэнергетической установке, в которой требуется синусоидальность формы кривой напряжения, когда уста .Ho9KB работает на нелинейную нагрузку, например на статический выпрями-: тель, а также повышенное качество напряжения в переходных режимах, возни"iy кающих в результате коммутаций в цепи статора.

Известны способы улучшения качест"

sa напряжения синхронных генераторов в .переходных режимах и устройства i» и системы управления, реализующие эти

: способы.

В устройствах используются си1 ма-: .лы управления по.напряжению или по току. При этом подразумеваются вели" о чины, пропорциональные интегральным значениям токов и напряжений (действующие -значения или средние значения: . выпрямительных сигналов) (:1g и f23.

2 ! Недостатком известных сйособов яв .*ляется невозможность управления фор,мой генерируемого напряжения в случае, когда генератор работает на не .линейную нагрузку, например выпрямитель, или претерпевает возмущающее воздействие коммутационного процесса в цейи статора. При реализациях обратных связей в известных yet" ройствах.управления возбуждением оказывается невозможным влиять на формф мгновенных значений напряжения, так как в них не предусматриваются воздействия, определяемые отклонениями мгновенных значений напряжений и то:ков от синусоиадьных законов изменения.

Наиболее блиэкимй по технической ,сущности к предлагаемым являются спо;соб управления возбуждением синхронного генератора путем подачи в переходных режимах корректирующих им,пульсов. напряжения на обмотку возбуди; . дения по поперечной оси и устройст3 9422 во дпя управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического регулирования напряжения, подключенную к обмотке возбуждения по продольной оси, и 5 трансформаторы тока в статорной цепи генератора j 3$.

Недостатком известных способа и устройства управления возбуждением является то, что указанная в нем по- tO следовательность операций и схема, их реализующая, ие позволяют управлять изменением потока генератора и по продольной оси, что в общем случае также необходимо для более точ" 15 ной коррекции переходных изменений напряжения, поэтому в коррекции формы кривой напряжения могут иметь место погрешности.

34 4 роторные обмотки каждой из машин, расположенные по поперечной оси, подключены к сумматору, выход которого через усилитель подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора по поперечной оси, а роторные обмотки машин, расположенные по продольной оси, подключены к сумматору, выход которого соединен с обмоткой возбуждения генератора по продольной оси.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для осуществления способа управления возбуждением синхронного генератора.

Схема содержит синхронный генератор 1 с ориентированной по продольной оси обмоткой возбуждения, включенной на систему 2 автоматического регулирования напряжения обычного типа, и двумя обмотками возбуждения, ориентированными по продольной и поперечной осям, измери тельные машины 3 и 4 синхронного типа с трехфазными статорами и двухфазными роторами, три однофазных трансформатора 5 тока, три резистора 6 в цепи трансформаторов тока, сумматоры 7 и 8 и усилители 9 и 10.

Алгоритм действия способа управления возбуждением синхронного генератора определяется в соответствии с представлением процессов в.синхронной машине.

В установившемся режиме синусоидальное напряжение генератора с .линейной нагрузкой обеспечивается возбуждением только с помощью одной обмотки по продольной оси. Возникаю- щие в переходных режимах и режимах с нелинейной нагрузкой кратковременные быстропротекающие изменения напряжения могут компенсироваться созданием дополнительных трансформаторных составляющих ЭДС в якорной обмотке. Для обеспечения воэможности получения необходимых величин трансформаторных составляющих ЭДС при любой фазе основной ЭДС вращения необходимо и достаточно иметь две обмотки..возбуждения с взаимно .перпендикулярными в магнитном отношении осями. Подача кратковременных управляю щих сигналов напряжения на эти обмотки обуславливает возникновейие в обмотке статора трансформаторных ЭДС по соответствующим осям и, следовательно, согласованную коррекцию мгновенных

Цель изобретения - устранение в любой момент времени импульсных коммутационных искажений синусоидальных . кривых напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в способе управления возбуждением синхронного генератора путем подачи в переходных режимах корректирующих импульсов напряжения на.обмотку возбуждения по поперечной оси, дополнительно подают корректирующие импульсы напряжения на обмотку возбуждения, расположенную и по продольной оси, при.этом измеряют скорости изменения основного потока генерато" ра по продольной и поперечной осям, формируют пропорциональные мгновенным скоростям изменения потока корректирующие импульсы напряжения и подают их соответственно на продольную и поперечную обмотки возбуждения.

49

Устройство для управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического .регулирования напряжения, подключенную к обмотке возбуждения по продоль- 15 ной оси, и трансформаторы тока в статорной цепи генератора, снабжено двумя измерительными машинами синхронного типа с основными трехфаэными статорными и двухфазными роторными обмотками, установленными на оДном валу с синхронным генератором, резисторами, сумматорами и усилителями, причем статорные обмотки одной машины подключены к шинам генератора, а статорные обмотки другой машины подключены к трансформаторам тока, к которым подключены и резисторы, 4 6 печиваюшей здесь, как и в обычных .системах регулирования возбуждения, повышение точности коррекции искажения напряжения.

Применение предлагаемых способа и устройства управления возбуждением синхронного генератора позволяет от- казаться от фильтрующих устройств, которые в настоящее время являются ,.основным способом улучшения формы кривой напряжения генератора при,ра" боте его на нелинейную нагрузку и, улучшения качества напряжения в пе" реходных режимах. Усложнение конструкции синхронного генератора окупается возможностью отказаться от фильт.

-рующих устройств, соизмеримых по мощ" ности с генератором, которые имеют значительные габариты и стоимость. формула изобретения

5 94223 значений напряжений фаз генератора.

Управляющие сигналы определяются мгновенными значениями несинусоидаль. ных искажений напряжений и (или) токов всех фаэ или соответствующими им мгновенными значениями скоростей изменений составляющих магнитного потока по обеим осям. Использование по продольной оси двух обмоток возбуждения (основной -- для создания ос- to новной .ЭДС вращения по поперечной оси; корректирующей - для создания трансформаторной ЭДС по продольной оси):принципиально не является необходимым.Но схемно удобнее приме- 15 нять раздельное управление основным потоком возбуждения(от обычной системы автоматического регулирования возбуждения) и необходимое в общем случае энакопеременное управление 2в (корректировку) трансформаторной

ЭДС.

1; Способ управления возбуждением синхронного генератора путем подачи в переходных режимах корректирующих импульсов напряжения на обмотку воэ", буждения по поперечной оси, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью устранения в любой момент вре" мени импульсных коммутационных искажений синусоидальных кривых напряжения, дополнительно подают корректирующие импульсы напряжения на об" мотку возбуждения, расположенную и по продольной оси, при этом измеряют скорости изменения основного потока генератора по продольной и поперечной осям, формируют пропорцио" нальные мгновенным скоростям изменения потока корректирующие импульсы напряжения и подают их соответственно на продольную и поперечную обмотки возбуждения.

2. Устройство для управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического регулирования напряжения, подключенную . к обмотке возбуждения по продольной оси, трансформатор тока в статорной цепи генератора, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью устра нения в любой момент времени импульсн ых коммутационных искажений синусо-: идальных кривых напряжения, оно снаб- . жено двумя измерительными машинами синхронного типа с соосными трехфазными статорными и двухфазными ротор" ,ными обмотками, установленными нв.

Устройство для осуществления спо.соба управления возбуждением синхронного генератора работает следующим образом. .Возбуждение синхронного генератора обеспечивается обмоткой воэбуж)

Ф .дения по продольной оси, питаемои системой автоматического регулирова.ния напряжения любого типа. В стато-.

: рах машин 3 и 4 создаются синхронно. вращающиеся поля с амплитудами, пропорциональными мгновенным.значениям

35 модулей изображающих векторов напря- i жеиия и тока статора. При работе . синхронного генератора на нелинейную нагрузку и при переходных процессах в роторных обмотках машин ho продольной оси создаются ЭДС, соответствующие изменениям продольной . составляющей магнитного потока генератора.. Эти ЭДС после суммирования и усиления подаются на продольную корректирующую обмотку генератора.

8 поперечных роторных обмотках измерительных машин создаются ЭДС, соответствующие изменениям поперечной составляющей магнитного потока гене ратора. Эти ЭДС после суммирования и усиления подаются на поперечную . корректирующую обмотку генератора.

Одновременное использование сиг- налов управления по переменным составляющим изображающих векторов и

55 напряжения и тока соответствует идее комбинированного регулирования: по бтклонению и по возмущению, обес-

ВНИИПИ Заказ 4861/50 Тираж 721 Подписное

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

7 9422 одном валу с синхронным генератором, резисторами, сумматорами и усилителями, причем статорные обмотки одной машины подключены к шинам генератора, а статорные обмотки другой машины под-з ключены к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов, к которым подключены и резисторы, роторные обмотки каждой из машин, расположенные по поперечной оси, подключены 10 к сумматору, выход которого через усилитель подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора no rioперечной оси, а роторные обмотки машин, расположенные по продольной оси,М подключены к сумматору, выход которо34 8 го соединен с обмоткой возбуждения генератора по продольной оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коваленко В.П. Автоматическое регулирование возбуждения и устойчивость судовых синхронных генераторов. Л,,"Судостроение", 1976, с. 5070.

2. Иаксймов Ю.И. Павлюченков А.И.

Эксплуатация судовых синхронных генераторов. Л., "Транспорт", 1969, с. 112-115.

3. Авторское свидетельство СССР

И 586535, кл. Н 02 P 9/14, 1976.