Способ синхронизации возбужденной синхронной машины Советский патент 1988 года по МПК H02J3/42 

ра 4ib Ю 4 00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при синхронизации машин I Цель изобретения - ускорение про juecca синхронизации цутем приближе- ;Ния его к оптимальному и уменьшение воздействий на синхронную машину и электрическую систему„

Сущность предлагаемого способа :заключается в том, что для достижения подсинхронной частоты вращения вперед включением в электрическую систе ту устанавливают пусковой расход энергоносителя двигателя синхронной машины

i За счет изменения избыточного ;момента на валу происходит изменени ускорения относительного вращения синхронной машины

: Это движение описывается следую- :щими равенствами:

I « , + J 1ь dt; (1)

; S 5„ +0, t + j (jb dt)dt; C2)

a 21Гп s«t

+ f .J(jbdt)dtJ dt,(3)

где cL ,f/Q - текущее и начальное укорение синхронной ма Ш1шы;

текущее и начальное скольжение синхронной машины;

текущий и начальный угол (разность фаз между ЭДС синхронной машины и напряжением электрической системы Р - текущее значение скорости изменения ускорния синхронной машины п - целое число (1,2,3,,. определяющее начально -значение угла

Если в переходном, процессе / ср const, то равенство (О, (2) и (3) принимают вид

s, з„ а.. & .

+ t

8„+ o(ot +

(4) (5)

Set -ь (6)

где среднее значение скорости изменения ускорения синхронной машины в переходном процессе.

Оптимальными условиями с позиций воздействия на синхронную машину и электрическую систему при синхронизации являются

S- 0: 3 0: 0. (7)

0; S 0; 0.

Решая совместно (А), (5) , (7), получают равенство

(6)

и

0

5

0

5

0

5

0

(8)

А - §of -P ,

3(с, -Sb)

где Ь,, 2 ||п - заданное начальное значение угла.

Используя равенство (i), (5) и (7), получают

S.4 ,

где jb(, - выбранное значение скорости изменения расхода энергоносителя.

Следовательно, управляя в переходном процессе скоростью изменения ускорения синхронной машины путем воздействия на подачу энергоносителя в двигатель по условию ср) получают оптимальные условия (7) включения синхронной машины в электрическую систему

При максимально возможном значении jicp продолжительность процесса

синхронизации минимальна, поэтому использование предлагаемого способа сокращает до минимума длительность работы синхронной машины в режиме холостого хода и расход энергоносителя при минимальном воздействии на синхронную машину и электрическую систему.

Согласно предлагаемому способу контролируют скольжение и ускорение ,вращения синхронной машины относительно электрической системы и в момент времени вьтолнения условия

5

0

5

S - А 1

(10)

где А г-д-

- коэффициент пропорциональности, осуществляют воздействие на орган, изменяющий расход энергоносителя, пропорциональное величине разности

F АРГ . (11)

При этом значение ср вычисляют по (8), контролируя в переходном процессе действительные значения угла, скольжения и ускорения Указанное воздействие приближает расход энергоносителя к зиачен1Ж1 холостого хода, которое определяется по условию уменьшения ускоренр я до значения, близкого к нулевому.

Значения g и S выбирают опытным путем, исходя из оптимальности переходного процесса синхронизациИо

В момент времени достижения ускорением значения, близкого к нулевому прекращают воздействие в соответствии с (II) на орган, изменяющий расход энергоносителя, и далее осуществляют регулирование частоты вращения синхронной машины по отклонен.ию действительного скольжения от заданного

В конце регулирования расхода энергоносителя по предлагаемому способу создаются условия,близкие к оптимальным (7). При этом обеспечивается близкая к ми 1имальной продолжительность переходного процесса,

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа, I

Устройство содержит датчик 1 угла

датчик 2 скольжения, датчик 3 ускорения, датчик 4 скорости изменения ускорения, компаратор 5, сумматоры 6 и 7, узел 8 перемножения, узел 9 деления и ключ 10, выходной сигнал которого действует на орган, управляющий расходом энергоносителя, вводимого в двигатель синхронной машины элемент 11 возведения во вторую степень, компаратор 12 и триггер 13

Датчики скольжения 2 и ускорения 3 синхронной машины выходами соединены с входами узла 8 перемножения, выходом соединенного с входом делимого узла 9 деления, вход делителя которого соединен с вькодом сумматора 6, Вход сумматора 6 соединен с выходом датчика I угла, на второй вход подается сигнал, пропорциональный заданному значению угла. Сигнал с выхода узла 9 деления подается на вход, сумматора 7, второй вход которого соединен с датчиком 4 скорости изменения ускорения, а выход соединен с входом аналогового ключа 10, Компаратор 5 входом соединен с выходом датчика 3 ускорения, а выходом соединен с входом установки в исходное состояние триггера 13, выход которого соединен с управляющим входом ключа 10, а вход установки в рабочее состояние соединен с выхо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дом компаратора .12, одним входом соединенного с датчиком 2 скольжения, а вторым входом через элемент 11 возведения во вторую степень соединенного с выходом датчика 3 ускорения.

Способ реализуется с помощью устройства следующим образом,

В момент времени выполнения условия (10) на выходе компаратора 12 появляется сигнал, устанавливающий триггер 13 в рабочее состояние и включающий аналоговый ключ 10, кото- 1рый подает на орган, управляющий изменением расхода энергоносителя, возг действие, пропорциональное разности (1), вычисляемой с помощью группы Элементов 1,2, 6, 7, 8и9, Воздействие с выхода ключа 10 изменяет расход энергоносителя, приближая его к значению холостого хода. В момент времени достижения скольжением значения, близкого к нулевому, на выходе компаратора 5 появляется сигнал, устанавливающий триггер 13 в исходное состояние, при котором закрьша- ется аналоговый ключ 10, прекращающий воздействие на орган, изменяющий расход энергоносителя

За счет отрицательной обратной связи, образованной через рассмотренное устройство по параметрам § , S, оС г ft , значение воздействия пропорционального F, в переходном процессе достаточно мало. Следовательно,, в конце переходного процесса создаются условия, близкие к вдеальНЫМо

Формула изобретения

Способ синхронизации возбужденной синхронной машины при вращении ее двигателем путем контроля действительных значений угла, скольжения и ускорения и изменения расхода энергоносителя двигателя до величины холостого хода, начгшая с момента времени выполнения условия равенства скольжения величине, пропорциональной квадрату ускорения вращения синхронной машины относительно электрической системы, до момента уменьшения ускорения до значения, близкого, к нулевому, и последующего регулирования частоты вращения синхронной машины по отклонению действительного значен1 1я скольжения от заданного.

о т л ич а ющ и йс ятем, что, с целью ускорения синхронизации и уменьшения воздействий на синхронную машину и электрическую систему дополнительно контролируют скорость изменения ускорения вращения синхрон- ;ной машины относительно электрической системы и изменяют расход энергоносителя двигателя синхронной машины в зависимости от разности скорости изменения ускорения синхронной машины и величины, пропорциональной частному от деления произведения действительных значений скольжения и ускорения на разность между заданным и действительным значениями угла.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - ускорение синхронизации и уменьшение воздействий на синхронную машину и злектрическую систему. Для этого контролируют значения угла, скольжения, ускорения и скорости изменения ускорения вращения синхронной машины относительно электрической системы. Расход энергоносителя двигателя до величины холостого хода осуществляют с максимальной скоростью в зависимости от разности скорости изменения ускорения синхронной машины и величины, пропорциональной частному от деления произведения действительных значений скольжения и ускорения на разность между заданньм и действительным значениями угла. Последующее регулирование частоты вращения машины осуществляют -по отклонению действительного значения скольжения от заданного. 1 ил. СЛ

f3

1

11

9

П

13