Способ управления асинхронным вентильным генератором Советский патент 1987 года по МПК H02P9/44 

Изобретение относитя к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления генераторами, частота вращения которых зависит от величины нагрузки,

Целью изобретения является повышение надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма, поясняю- щая работу устройства.

К валу нриводного двигателя 1 присоединен вал асинхронного генератора 2 фазы которого подключены к вентильному преобразователю 3 частоты по схеме автономного инвертора напряжения, выполняющего функции источника реактивной мощности, с задающим генератором 4. Между шинами преобразователя 3 и нагрузкой 5 включен вентильный широтно-импульсный преобразователь 6 с входом 7 управления скваж- ностью импульсов и входом 8 синхронизации. Вход датчика 9 напряжения подключен к выходу переменного тока асинхронного вентильного генератора. Выходы датчика 9 напряжения и задающего устройства 10 подключены к устройству И сравнения, выход которого подключен на вход 7 управления скважностью импульсов широтно-им- пульсного преобразователя 6. Задатчик 12 интенсивности снижения частоты подключен на вход задающего генератора 4, выход которого включен на вход 8 синхронизации преобразователя 6. Асинхронный вентильный генератор имеет выход постоянного тока - клеммы 13-14 с постоянно-подключенной нагрузкой 5 и выход переменного тока - клеммы 15-17, нагрузка 18 к которым подключена с помощью трехфазного выключателя 19.

Устройство работает следующим образом.

В начале, когда генератор не работает, частота вращения вала максимальна, так как приводной двигатель (гидротурбина) работает при угонной скорости (точка 1 на кривой зависимости N f(p), где п относительная частота вращения

вала турбины; р -р- - относительная

величина мощности на валу; рном, пнои - номинальное значение мощности и частоты вращения).

В заданный момент времени происходит возбуждение генератора 2, которое осуществляется, например, переключением конден- саторов из цепи фаз статора асинхронной машины в узлы искусственной коммутации преобразователя 3 и на выходах генератора появляется напряжение. Вступает в работу отрицательная обратная связь по напряжению (узлы. 9-11, фиг.1) и преобразова- тель 6. Одновременно снижают частоту преобразователя 3, что осуществляют задатчи- ком 12 интенсивности (интенсивность сни

5

5

с

0

0

0 5

0

5

5

жения частоты определяется динамическими свойствами турбины и генератора). При этом уровень отрицательного скольжения асинхронного генератора увеличивается и, для того, чтобы стабилизировать выходное напряжение отрицательная обратная связь (узлы 9-11) увеличивает щирину импульсов преобразователя 6, поступающих на нагрузку 5, что приводит к увеличению мощности, потребляемой с выхода постоянного тока генератора, снижению частоты вращения вала, вследствие зависимости числа оборотов п гидротурбины от мощности на валу (фиг.2) и снижению .отрицательного скольжения генератора до уровня, соответствующего выходному напряжению, близкому к номинальному (задающему). При снижении частоты преобразователя 3 до номинальной включают выключатель 19, к выходу переменного тока генератора подключается нагрузка 18 и напряжение на выходе переменного тока начинает снижаться. Отрицательная обратная связь по напряжению действует таким образом, что щирина импульсов на выходе преобразователя 6 уменьшается, что приводит к снижению мощности, потребляемой нагрузкой 5 и увеличению напряжения на выходе переменного тока.

После снижения частоты преобразователя 3 до номинальной, она поддерживается постоянной, а одновременно с этим отрицательная обратная связь по напряжению (узлы 9-11), воздействуя на вход 7 широтно- импульсного преобразователя 6, поддерживает номинальный (заданный) уровень напряжения на выходе переменного тока генератора. Это соответствует номинальному режиму нагрузки (например, двигателя насоса водоподъемной установки для орошения пастбищ) и гидротурбины. При уменьшении мощности, потребляемой с выхода переменного тока, или увеличении частоты вращения вала турбины напряжение на выходе переменного тока увеличивается. При этом сигнал отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей на вход 7 преобразователя 6, увеличивает щирину импульсов управления, поступающих на нагрузку 5 постоянного тока, таким образом увеличивают мощность, потребляемую с выхода постоянного тока, что приводит к возвращению напряжения выхода переменного тока на прежний уровень. При увеличении мощности, потребляемой с выхода переменного тока, или уменьшении частоты вращения вала турбины щирина импульсов напряжения на нагрузке 5 уменьшается, что соответствует снижению мощности на выходе постоянного тока асинхронного генератора и сохранению уровня выходного напряжения переменного тока.

Таким образом, напряжение переменного тока генератора поддерживается на заданном уровне при воздействии возмущений.

Предлагаемый способ управления асинхронного вентильн ого генератора позволяет включать нагрузку переменного тока, например асинхронный двигатель, при номинальных значениях амплитуды и частоты переменного напряжения, что соответствует нормальному запуску двигателя и обеспечивает хорошую надежность работы асинхронного вентильного генератора.

Формула изобретения

Способ управления асинхронным вентильным генератором с подключенными нагрузками по переменному и постоянному то

кам, в соответствии с которым возбуждают генератор, измеряют величину выходного напряжения, сравнивают ее с заданной, формируют сигнал рассогласования указанных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки, после возбуждения генератора частоту преобразователя снижают до номинального значения, одновременно с этим пропорционально сигналу рассогласования изменяют величину нагрузки постоянного тока, а нагрузку переменного тока включают после достижения частотой преобразователя номинального значения.

(риг.1

Изобретение относится к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления генераторами, частота вращения которы.ч зависит от величины нагрузки. Целью изобретения является повышение надежности в условиях зависимости частоты вращения вала генератора от величины нагрузки. С этой целью в способе управления асинхронным генератором с подключенными нагрузками по постоянному и переменному токам после возбуждения генератора снижают частоту преобразователя до номинального значения,одновременно с этим измеряют величину выходного напряжения, сравнивают ее с заданным значением, формируют сигнал рассогласования разности указанных величин, пропорционально сигналу рассогласования изменяют величину нагрузки постоянного тока, а нагрузку переменного тока включают после достижения частотой преобразователя номинального значения. 2 ил. СО о c оо 05 О

Составитель Е. Гольцова

Редактор Г. ВолковаТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 952/52Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5 Производственпо-полиграф1 ческое предприятие, г. Ужгород, y. i. Проектная, 4

0,5 Фиг. 2

1 Р