Двухмашинный агрегат Советский патент 1984 года по МПК H02P7/42 H02P9/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока ил -нергетических установках электрост ций при необходимости сочетания син хронного и асинхронного режимов работы, обусловленной требованиями те нологического процесса или последствиями аварийной ситуации. Известен двухмашинный агрегат, содержащий два электродвигателя пер менного тока, валы роторов которых соединены между собой механически, а обмотки - электрически, при этом одна из обмоток подключена к выходу непосредственного преобразователя чacтoJЫ, управляющий вход которого соединен с блоком управления режимом работы, информационный вход кот рого соединен с выходами датчиков параметров режима, а задающий - с выходом блока задания параметров режима Cl3 Недостатком этого двухмашинного агрегата являются низкие энергетические показатели. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является двухмашинный агрегат, содержащий две синхрон ные машины, одни выводы обмоток ста торов которых электрически непосред ственно соединены между собой, валы роторов машин жестко соединены межд собой, обмотки возбуждения машин сдвинуты одна относительно другой на заданный угол, вьшоды обмоток возбуждения машин подключены к выходам управляемого преобразователя частоты, силовой вход которого подключен к выходу источника возбуждения, регулятор асинхронного режима, входы которого соответственно соеди нены с выходами датчиков частоты, у лового положения ротора и мощности, входы последнего соединены с выхода ми датчиков тока и напряжения 2. Недостатком известного устройств является отсутствие возможности сов мещения известных режимов работы электрических машин переменного тока - синхронного и асинхронного, что является сужением функциональны возиээжностей силовой части двухмашинного агрегата. Целью изобре тения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как асинхронного, так и синхронного режимов работы. Указанная цель достигается тем, что в двухмашинный агрегат, содержащий две синхронные машины, одни выводы обмоток статоров которых электрически непосредственно соединены между собой, валы роторов машин жестко соединены между собой, обмотки возбуждения машин сдвинуты одна относительно другой на заданный угол, вьшоды обмоток возбуждения машин подключены.к выходам управляемого преобразователя частоты, силовой вход которого подключен к выходу источника возбуждения, регулятор асинхронного режима, входы которого соответственно соединены с выходами датчиков частоты, углового положения ротора и мощности, входы последнего соединены с выходами датчиков тока и напряжения, введены трансформаторный блок, два силовых выключателя, управляемые короткозамыкатель и коммутатор с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами, блок переключения режимов, регулятор синхронного режима, входы которого соответственно соединены с датчиками тока, напряжения и частоты, а выход - через замыкающие контакты управляемого коммутатора соединен с входами управляемого преобразователя частоты, выходы регулятора асинхронного режима через размыкаю1иие контакты управляемого коммутатора соединены с входами управляемого преобразователя частоты, управляющий вход упрлвляемого коммутатора соединен с управляющим входом управляемого короткозамыкателя и подключен к выходу блока переключения режимов, вход которого соединен с выходом датчика мощности, другие выводы обмоток статоров машин через выключатели подключены соответственно к вьшодам вторичных обмоток трансформаторного блока, первичные обмотки которого снабжены выводами для подключения к сети, а управляемый короткозамыкатель силовыми выводами подключен к электрически непосредственно соединенным между собой выводам обмоток статоров. На чертеже представлена функциональная схема двухмашинного агрегата. , Устройство содержит первую 1 и вторую 2 синхронные электромашины, одни выводы обмоток статоров которых электрически непосредственно соединены между собой, валн роторов машин жестко соединены между собой, обмотки возбуйодения машин, расположенные на соответствующих роторах, сдвинуты одна относительно другой на задающий угол, выводы обмоток возбуждения машин подключены к выходам управляемого преобразователя частоты 3, образованного двумя управляемыми циклоконверторами 4 и 5,.силовые входы которых подключены к выходу источника возбуждения б,другие выходы обмоток статоров машин через ньжлючатели 7 и В соответственно подключены к вторичным обмоткам трансформаторного блока 9, первичные обмотки которого имеют выводы для подключения к сети Трансформаторный блок 9 выполнен в виде одного трехобмоточного трансформатора или двух двухобмоточных .трансформаторов. Коротко замыкатель силовыми выводами подключен к элект рически непосредственно соединенным между собой выводам обмоток статоров. Регулятор 11 асинхронного режима, регулятор 12 синхронного режима и блок 13 переключения режимов к выходу которого подключены управ,лякхцие входы управляемого короткозамыкателя 10 и управляемого коммутатора 14, образуют блок управления 15 двухмашингюго агрегата 16, в который входят синхронные машины 1 2, силовые выключатели 7 и 8, транс форматорный блок 9 и управляемый короткозамыкатель 10, Датчик тока 1 датчик напряжения 18, датчик частоты 19, датчик мощности 20 и датчик углового положения ротора 21 образу информационную часть системы управления двухмашинного агрегата 16. Латчик тока 17 входом подключен к первичной обмотке трансформаторного блока 9, а выходом - к соответствую щим входам регулятора 12 синхронного режима и датчика мощности 20, выход которого соединен с входом блока 13 переключения режимов и соответствуюиим входом регулятора 11 асинхронного режима. Датчик напряжения 19 подключен входом к первичной обмотке трансформаторного блока 9, а выходом - к соответствукщим входам датчика мощности 20 и регулятора 12 синхронного режима. Датчик частоты 19 под лючен входом к первичной обмотке трансформаторного блока 9, а выходом - к соответствую щим входам регуляторов 11 к 12. Дат чик углового положения ротора 21, например установленный на валу двух машинного агрегата, соединен с входом регулятора 11 асинхронного режима. Управляющие входы циклоконверторов 4 и 5 соединены через размыкающие контакты 23. и 22 блока 14 с соответствующими выходами регулятора 11. Управляющие входы циклоконверторов 4 и 5 соединены также через замыкающие контакты 23 и 24 с выходом регулятора 12. Блок 13 вклю чает в себя задатчик 25 режима, выходом соединенный с одн1-1М входом компаратора 26, другой вход которог образует вход блока 13, выход которого образован выходом компаратора 2 6 . Двухмашинный агрегат функциониру следующим образом. Предложенный двухмашинный агрега является асинхронизированной синхро ной машиной, способной работать как в асинхронном, так и в синхронном режимах, при наличии соответствующих управляющих воздействий, вырабатываемых в соответствующих регуляторах 11 и 12, выходы которых переключаются управляемым коммутатором 14 в зависимости от конкретной необходимости, определяемой оператором или автоматически по соотношению активной и реактивной мощности первичной обмотки трансформаторного блока 9, что производится датчиком мощности 20 и компаратором 26.. В синхронном режиме силовые выключатели 7 и- 8, а также управляемый короткозамыкатель 10, замкнуты, контакты 21 и 22 разомкнуты/ а контакты 23 и 24 замкнуты. При этом обмотки статоров первой и второй синхронных машин оказываются включенными параллельно, а на обмотки возбуждения, питаемые от циклоконверторов 4 и 5, подают напряжение одинаковой амплитуды и частоты, так как управление производится с общего выхода регулятора 12. При нулевой частоте напряжения возбуждения машины работают в классическом синхронном режиме, а при частоте возбуждения, отличной от нуля, маишны .1 и 2 работают в обобщенном синхронном режиме. В cлvчae аварийной ситуации одна из машин может быть отключена выключателем 7 или 8, тогда режим обеспечивается одной из машин, что при определенных условиях вполне допустимо, В асинхронном режиме силовые выключатели 7 и 8 замкнуты, а управляемый короткозамыкатель 10 разомкнут, контакты 21 и 22 замкнуты, а контакты 23 и 24 разомкнуты. Статорные обмотки синхронных машин 1 и 2 оказываются включенными последовательно друг с другом. Напряжение, подаваемое на них через силовые вьпслючатели 7 и 8, зависит от группы соединения вторичных обмо;ток трансформаторного блока 9, в частности может быть разностным. Управление формируется в зависимости от заданных значений активной и реактивной мощности при использовании шормированных напряжений частоты скольжения, снимаемых с выхода датчика углового положения ротора 21. Переход из асинхронного в синхронный рех.им и наоборот осуществляется в результате переключения коммутационных элементов аналогично описанному. Изобретение позволяет существенно расширить функциональные возможности работы двухмашинного агрегата в качестве электропривода, генератора и компенсатора путем осуществления как синхронного, так и асинхронного режимов работы, что повышает надежность и энергетические показатели двyxмaL Jиннoгo агрегата .

ДВУХМАШИННЫЙ АГРЕГАТ, содержатий две синхронные машины, одни вьшода обмоток статоров которых элек1фически непосредственно соединены между собой, валы роторов машин жестко соединены между собой, обмотки возбуждения машин . сдвинуты одна относительно на зад а няни угол, В1дзоды обмоток возбуждения машин подключены к выходам управляемого преобразователя частоты, силовой вход которого подключен к выходу источника возбуждения, регулятор асинхронного режима, входы которого соответственно соединены с выходами датчиков частоты, углового положения ротора и мощности, входы последнего соединены с выходами датчиков тока и напряжения отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как асинхронного, так. и синхронного ре- . жима работы, в него введены трансфонматорный блок,. два силовых выключателя, управляемые короткозамыкатель и коммутатор с двумя замыкающими и двумя размыкаю1аими контактами , блок переключения оежимов. регулятор синхронного режима, входы которого соответственно соединены с датчиками тока, напряжения и частоты а выход через замь1каюшие контакты управляемого коммутатора соединен с входа 1и управляемого преобразователя частоты, выходы регулятора асин хронного режима через размыкающие контакты управляемого коммутатора соединены с входами управляемого пре (Л образователя частоты, управляющий вход управляемого коммутатора соединен с управляющим входом управляемого короткрзамьпсателя к подключен к выходу блок«1 переключения режимов, вход которого соединен с выходом датчика мощности, другие выводы обмоток статоров машин через . выключатели подключены соотзетст-. эо сд венно к выводам вторичных обмоток трансформаторного блока, перв.ичные обмотки которого снабжены выводами цля подключения к сети, управляемый короткозамыкатёль силовьми выСР |В гдами подключен к электрически непосредственно соединенньо между собой выводам обмоток статоров.