УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ Советский патент 1969 года по МПК H02P9/38 

Известны устройства для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением, содержащие регулятор напряжения, шунтовую цепь форсировки 1возбуж1дения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор. Предложенное устройство отличается от ИЗвестных тем, что в нем ;в качестве реле -применен транзистор, переход эмиттер - коллектор которого Подключен параллельно рег улятору напряжения генератора. Переход эмиттер-база транзистора через нелинейный мост с двумя линейиыми и двумя нелинейными- сопротивлеНИЯМ.И iB его плечах, вопомо гательный выпрямитель и повышающий трансформатор подключены на напряжение статора генератора.

Такое выполнение устройства позволяет упростить его .и повысить надежность в pai6oTe.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования воз1буждения синхронных генераторов; на фит. 2 - то же, с транзисторным регулятором напряжен.ия; на фиг. 3 - устройство с реле, выполненным на тиристоре; на фиг. 4 - устройство 1C регулятором напряжения, выполненным 1на базе насыщаемого реактора.

трехфазового выпрямителя 3 и статического регулятора напряжения 4, например типа насыщаемого реактора. Нагруз-ку постоянного тока, которая может включать аккумуляторную батарею, подключают « клеммам 5 или 6. Работа регулятора или его эффективность регулируется бесконтактным реле, выполненным на транзисторе 7, цепь эмиттер-коллектор которого подключена параллельно регулятору, а цепь база-эмиттер подключена параллельно одной из диагоналей -шунта, выполненного в виде нелинейного моста 8 с двумя нелинейными сопро-тивлениями 9 и двумя линейными -сопроти;влениям1и W з противоположных плечах. Другая ди-агональ моста 8 через вспомогательный выпрямитель - мост 11 соединена со вторичной обмоткой однофазного повышающего трансформатора 12, первичная обмотка которого включена на линейное напряжение статора генератора 2. Между мостами 8 .н 11 могут быть включены несколько сопротивлений 13 и выравнивающих конденсаторов 14.

Относительные величины сопротивлений Р

и 10 установлены с таким расчетом, что когда в обмотке 1 необходимо нарастание тока возбуждения, т. е. когда выходное напряжение генератора 2, а значит и напряжение, поступающее на выпрямитель 8, низкое, напряжеходиться в открытом состояний, шунтируя регулятор напряжения 4 и обеспечивая максимальное поступление тока на обмотку возбуждения 2. Однако, если выходное напряжение генератора приближается к своей номинальной величине, напряжение на выпрямителе 8 в связи с падением величины нелинейных сопротивлений 9 меняет свою полярность. В этот момент транзистор 7 закроется, а регулятор 4 начнет работать в обычном режиме регулирования возбуждения.

В устройстве для регулирования возбуждения синхронного генератора цепь транзистора 7 может быть установлена таким образом, чтобы транзисторный регулятор напряжения управлялся также при подаче максимального тока на обмотку возбуждения в начальный момент запуска генератора (см. фиг. 2).

В этом случае генератор 2 помимо управляемой главной обмотки возбуждения / имеет вспомогательную нерегулируемую обмотку 1а, включенную встречно к первой. Транзисторный регулятор может быть выполнен, например, в виде мультивибратора 15 на двух транзисторах, управляемых транзистором 16. Этот регулятор воздействует на силовой транзистор 17. Напряжение, пропорциональное выходному току и напряжению генератора, получают при помощи сопротивления 18 делителя напряжения, выполненного на сопротивлениях 18, 19. Сигнал, пропорциональный выходному напряжению, получают с помощью измерительного трансформатора 20, регулируемого выходного селектора 21 и выпрямителя 22. Кроме того, напряжение пропорциональное выходному напряжению генератора, получают с помощью трехфазного выпрямителя 23, который также дает ток возбуждения на обмотки 1, la, причем величину регулируемого напряжения можно устанавливать при помощи переменных сопротивлений в цепи последовательно расположенных сопротивлений 18, 19.

Регулятор работает следующим образом. Напряжение с сопротивления 18 поступает на диод 24, который начинает проводить электрический ток только при достижении выходным напряжением генератора переменного тока необходимой Величины. Через диод 24 электрический ток не будет проходить, пока напряжение на его аноде не достигнет пробивной величины. Когда же напряжение достигнет пробивной величины, ток через диод 24 резко увеличится. Этот ток используют в качестве управляющего тока транзистора 16, котОрый в свою очередь регулирует выходную частоту мультивибратора, управляющего работой транзисторов 17 и, следовательно, регулирующего эффективную величину главного тока возбуждения. Входное напряжение на мультивибратор ограничено цепью из диода Зснера 25 и транзистора 26.

Если вследствие чрезмерного напряжения в цепи диод 27 начнет проводить электрический ток, то и тиристор 28 также начнет проводить электрический гок, в результате чего плавкий 5 предохранитель 29 перегорит и отключит главную обмотку возбуждения /.

Сопротивление 30 за счет индуктивности защищает устройство от перенапряжений.

Транзисторы 17 регулируются также по второй цепи, включающей элементы 8-13, установленные по отнощению к генератору 2 так же, как и в устройстве :по фиг. 1, но с одной диагональной связью параллельно этим транзисторам.

15 В начале работы генератора, когда напряжение, обусловленное остаточным магнетизмом, слищком мало для приведения в действие мультивибратора 15 и, следовательно, транзистора 7, полярность моста 8 обеспечит 0 работу транзисторов и возбуждение генератора. По мере нарастания напряжения до номинальной величины, полярность моста 8 меняется на противоположную, а регулятор начинает регулировать работу транзисторов 17. 5 (Желательно, чтобы диод 31 был соединен параллельно с одной из диагоналей моста 8 для ограничения обратного выходного напряжения моста в связи с бросками напряжения при переключении нагрузки или перегоранием 0 предохранителя аккумуляторной батареи).

В другом варианте устройства для регулирования возбуждения (см. фиг. 3) обмотка возбуждения 1 обычно получает энергию через проводники 32 в виде выпрямленного тока, поступающего с узла 33 статического возбуждения, который может также включать регулятор напряжения. Однако обмотка 1 может получать энергию и через разделительный понижающий трансформатор 34, цепь 35 0 выпрямителя тиристора и выпрямитель 36. Включение цепи тиристора регулируется выходом с моста 8 и элементами 9-12. Мост 8 включен таким образом, что он включает цепь тиристора и пропускает ток к обмотке возбуждения генератора в момент запуска генератора. Нри достижении напряжения генератора своей номинальной величины тиристорная схема отключается, и ток в обмотке возбуждения регулируется только узлом 33. 0 Это устройство может быть использовано с любыми генераторами переменного тока, в которых применяются трансформаторы напряжения и измерительные трансформаторы тока для обеспечения постоянства выходного напряжения генератора независимо от колебаний нагрузки.

При этом устраняется необходимость в возбудителях с Постоянными магнитами или в релейных устройствах, которые часто использу0 ют для начального возбуждения в генераторах переменного тока.

В варианте устройства, изображенном на фиг. 4, работой генератора управляет регулятор 37 типа насыщаемого реактора, которым 5 в свою очередь управляет регулятор 38 выходного напряжения. Электрический ток на обмотку возбуждения / поступает через обмотки 39 переменного тока регулятора 37 и выпрямитель 40. Однако обмотки 39 могут быть накоротко замкнуты соответствующими цепями 35 тиристоров, каждая из которых соединена с элементами 8-12, как было описано выше. Таким образом, цепи 35 тиристоров сиоса включаются с помощью моста 8 тогда, когда выходное напряжение генератора переменного тока низкое, и выключаются, когда оно достигает своей обычной величины.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением.

содержащее регулятор напряжения, Щунтбвуй цепь форсировки возбуждения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в нем в качестве упомянутого реле применен транзистор, переход эмиттер-коллектор которого подключен параллельно регулятору напряжения генератора, а переход эмиттер-база через нелинейный мост с двумя линейными и двумя нелинейными сопротивлениями в его плечах, вспомогательный выпрямитель и повышающий трансформатор подключены на напряжение статора генератора.

/

//

у/

Jr

35