Генераторный источник электроэнергии переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02P9/14 

24, два замыкающих ключа 13,20, датчик 21 тока обмотки возбуждения дополнительного синхронного генератора 16. Генератор 1 выполнен с второй короткозамкнутой обмоткой ротора. Особенность функционирования устройства состоит в том, что генератор 1 может длительное время работать в асинхронном режиме, при этом первая обмотка его ротора замыкается накоротко. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронным турбогенераторам, работающим в энергосистеме. Целью изобретения является повышение надежности работы. Основной синхронный генератор 1 подключен первой обмоткой 3 ротора через датчик 4 тока, выпрямитель 2 к обмотке 4 якоря вспомогательного синхронного генератора 6. Тиристор 15 управляющим электродом связан с обмоткой якоря 17 дополнительного синхронного генератора 16. Устройство также содержит два нуль- органа 22, 23, логический элемент Запрет w е Os xl О О Os ы

Изобретение относится к электротехни- ке, в частности к синхронным турбогенераторам, работающим в энергосистемах.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем обеспечения возможности длительной работы основного синхронного генератора в асинхронном режиме.

На чертеже представлена структурная схема генераторного источника электроэнергии переменного тока (ГИЭПТ).

ГИЭПТ содержит основной синхронный генератор 1, выпрямитель 2, положительный и отрицательный выводы которого подключены к выводам первой обмотки ротора 3 основного синхронного генератора 1 че- рез датчик тока 4 ротора. Выход датчика тока 4 связан с входом дополнительного выпрямителя 5. ГИЭПТ также содержит вспомогательный синхронный генератор 6, обмотка якоря которого 7 подключена к вхо- ду выпрямителя 2. Автоматический регулятор 8 возбуждения (АРВ) информационным входом подсоединен к обмотке статора 9 синхронного генератора и силовым выводам ГИЭПТ через измерительные трансфер- маторы тока 10 и напряжения 11. Evsxofl АРВ 8 подключен к обмотке 12 возбуждения вспомогательного синхронного генератора 6 через первый замыкающий ключ 13 (перевода в асинхронный режим).

ГИЭПТ дополнительной содержит вторую обмотку ротора 14, короткозамкнутую и сдвинутую относительной первой обмотки ротора 3 на угол 90 эл.град., тиристор 15, анодом и катодом подключенный к вы во- дам первой обмотки ротора 3 основного синхронного генератора, так что его анод связан с положительным выводом выхода выпрямителя 2, дополнительный синхронный генератор 16, обмотка якоря 17 которо- го подключена к управляющему электроду тиристора 15 через формирователь 18 импульсов. Обмотка 19 возбуждения дополнительного синхронного генератора 16 через второй замыкающий ключ 20 и датчик 21 тока возбуждения дополнительного синхронного генератора подключена к источнику постоянного тока. Первый 22 и второй 23

нуль-органы по входу связаны с выходами дополнительного выпрямителя 5 и датчика 21 тока возбуждения дополнительного синхронного генератора 16 соответственно. Логический элемент ЗАПРЕТ 24, реализующий функцию Y - XiX2, где Y - выходной сигнал; Xi и Х2 - сигнал по первому входу и инвертированный сигнал по второму входу, прямым входом связан с инвертирующим выходом первого нуль-органа 23 и управляющим входом второго замыкающего ключа 20, а запрещающим входом связан с инвертирующим выходом второго нуль-органа 22.

Выход элемента ЗАПРЕТ 24 подключен к блокирующему входу первого замыкающего ключа. Первый 13 и второй 20 замыкающие ключи могут иметь командные органы 25 и 26. и переключающие силовые органы 27 и 28.

ГИЭПТ работает следующим образом.

В соответствии с сигналами трансформаторов тока 10 и напряжения 11 АРВ 8 обеспечивает протекание соответствующего тока в обмотке 12 возбуждения вспомогательного синхронного генератора 6. Первый замыкающий ключ 13 в этом режиме находится во включенном состоянии. ЭДС, наводимая в обмотке якоря 7 вспомогательного синхронного генератора 6, выпрямленная выпрямителем 2, обеспечивает протекание в обмотке ротора 3 тока, соответствующего заданной величине напряжения и тока обмотки статора 9 основного синхронного генератора 1.

В рассматриваемом режиме второй замыкающий ключ 20 разомкнут, дополнительный синхронный генератор 16 раз- возбужден, что приводит к отсутствию управляющего сигнала на управляющем электроде тиристора 15 и его отключенному состоянию.

На инвертирующих выходах первого 22 и второго 23 нуль-органов присутствуют сигнал и . Сигнал , поступающий на управляющий вход второго замыкающего ключа 20, не изменяет его отключенного состояния. На прямом и запрещающем входах элемента ЗАПРЕТ 24 присутствуют входные логические сигналы

и . При этом на его выходе присутствует сигнал логического нуля , ко- торый поступает на управляющий вход первого замыкающего ключа 13 и не влияет на его включенное состояние.

При переводе основного синхронного генератора 1 в неуправляемый асинхронный режим отключается первый замыкающий ключ 13, что приводит к гашению поля вспомогательного синхронного генератора 6 и, как следствие, к гашению поля основного синхронного генератора 1. Выход основ- ного синхронного генератора 1 в асинхронный режим приводит к возникновению в обмотке 3 ротора ЭДС скольжения, одна полуволна которого (допустим положительная) вызывает протекание тока через выпрямитель 2. Таким образом, при положительной полуволне ЭДС скольжения обмотка ротора 3 оказывается закороченной. При этом на выходе датчика 14 скольжения появляется сигнал, который через дополни- тельный выпрямитель 5 поступает на вход первого нуль-органа 22, что вызывает появление на его инвертирующем выходе сигнала . который не влияет на отключенное состояние второго замыкающего ключа 20. Наличию сигналов и на входах логического элемента ЗАПРЕТ 24 (при коммутации положительной полуволны ЭДС скольжения в обмотке 3 через выпрямитель 2) соответствует логический нуль на его выходе, который поступает на блокирующий вход первого управляемого ключа 13. Наличие логического нуля на блокирующем входе первого замыкающего ключа (находящегося в отключенном со- стоянии) означает возможность его включения при необходимости.

При изменении полярности ЭДС скольжения в обмотке ротора 3 (например, на отрицательную) прекращается ток, а на вы- ходе датчика 4 тока исчезает сигнал, что приводит к появлению на выходе первого нуль-органа 22 сигнала, соответствующего логической единице , который обеспечивает включение второго замыкающего ключа 20. При этом происходит подключение обмотки 19 возбуждения дополнительного синхронного генератора 16 к источнику постоянного тока. В обмотке 17 вспомогательного синхронного генерато- ра 16 появляется ЭДС, которая преобразуется с помощью формирователя 18 импульсов (в качестве которого может быть использован неуправляемый выпрямитель) в сигнал управления постоянный по величине, который включит тиристор 15. При включении тиристора 15 образуется контур для замыкания тока, возникающего под действием отрицательной полуволны ЭДС скольжения в обмотке ротора 3.

При этом на входах логического элемента ЗАПРЕТ 24 присутствуют логические сигналы и , что вызывает появление на его выходе сигнала логические единицы , который запрещает включение первого управляемого ключа 13.

Таким образом, при отрицательной полуволне ЭДС скольжения в обмотке 3 (при включенном тиристоре 15) возбуждение вспомогательного синхронного генератора 6 оказывается невозможным. При изменении полярности ЭДС скольжения на положительную тиристор 15 автоматически отключается, а положительный ток начинает снова течь через датчик 4 тока и выпрямитель 2, Появление тока через датчик 4 тока в конечном итоге приводит к сьему сигнала логической единицы с управляющего входа второго замыкающего ключа 20 и его отключению. В итоге снимается управляющий сигнал тиристора 15.

Следовательно, в первой обмотке ротора основного синхронного генератора в асинхронном режиме его работы обеспечивается свободная циркуляция тока. В корот- козамкнутой второй обмотке ротора 14 циркуляция токов под воздействием ЭДС скольжения обеспечивается также постоянно. Поэтому длительный неуправляемый асинхронный режим в основном синхронном генераторе с бесщеточной диодной системой возбуждения протекает практически аналогично, как в асинхронизирован- ных синхронных машинах с двухфазным ротором. В таком режиме работы не будут возникать колебания напряжения тока и напряжения ГИЭПТ и будет исключена возможность аварии в энергосистеме. Повышается надежность работы ГИЭПТ.

Ресинхронизация синхронного генератора может быть осуществлена путем включения первого замыкающего ключа 13, т.е. путем возбуждения вспомогательного синхронного генератора 6. При этом включение первого управляемого ключа 13 может быть произведено только при наличии логических сигналов и на входе логического элемента ЗАПРЕТ 24, что обеспечивает возможность подачи тока в обмотку 12 возбуждения вспомогательного синхронного генератора 6 только в момент, когда по первому выпрямителю 2 протекает ток от положительной полволны ЭДС скольжения. Этим предотвращается подача напряжения на выпрямитель 2 при закороченном тиристором 15 выходе этого выпрямителя.

Формула изобретения Генераторный источник электроэнергии переменного тока, содержащий основной синхронный генератор, выводы обмотки статора которого подключены к си- ловым выводам генераторного источника электроэнергии переменного тока, а первая однофазная обмотка ротора через датчик тока ротора к выходу выпрямителя, соединенного входом с выводами обмотки якоря вспомогательного синхронного генератора с обмоткой возбуждения, связанной с выходом автоматического регулятора возбуждения, информационный вход которого связан с силовыми выводами генераторного источ- ника электроэнергии переменного тока, дополнительный синхронный генератор с обмоткой возбуждения, связанной с выходом источника постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения возможности длительной работы основного синхронного генератора в асинхронном режиме, введены тиристор, два нуль-органа, датчик тока возбуждения дополнительного синхронного генератора, логический элемент ЗАПРЕТ, первый замыкающий ключ перевода в асинхронный режим с блокирующим входом и второй замыкающий ключ, основной синхронный генератор выполнен с второй однофазной короткозамкнутой обмоткой ротора, сдвинутой относительно первой обмотки ротора на 90 эл.град., причем тиристор подключен параллельно первой обмотке ротора, анодом к положительному выводу выпрямителя, а управляющим переходом тиристор связан с обмоткой якоря дополнительного синхронного генератора, первый нуль-орган входом связан с выходом датчика тока ротора, а инвертирующим выходом - с прямым входом логического элемента ЗАПРЕТ и управляющим входом второго замыкающего ключа, включенного между источником постоянного тока и обмоткой возбуждения дополнительного синхронного генератора, второй нуль-орган входом подсоединен к выходу датчика тока возбуждения дополнительного синхронного генератора, а выходом - к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, выходом соединенного с блокирующим входом первого замыкающего ключа, через который связаны выход автоматического регулятора возбуждения с обмоткой возбуждения вспомогательного синхронного генератора.