УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1971 года по МПК H02P9/14 

Изобретение касается электричеоких машин переменного тока с автоматическим рег лироваяием возбуждения.

Известны устройства для управления генераторОМ .переменного тока стабилиэироваяной частоты, например асияхронизироваиным сияхронньш генераторОМ со вспомогательным синxpOHHbiiM генератором и вентильным преобразователем частоты с Непосредственной связью, содержаодие блок фазового управления преобразователем, задатчик опорной частоты, формирователь разностной частоты и синхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилизированной частоты.

Однако в этих устройствах вентильные преобразователи частоты не могут быть эффективно использованы, так каК такое использование обуславливает высокие уровни пульсаций в токе ротора и в выходном напряжении генератора.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава тока ротора генератора стабилизированной частоты. Для этого в устройство введен стат1ический преобразователь числа фаз, вход которого подключен на выход синхронного тахогенератора, а выходы соединены соответственно со входом форм-ирователя разностной частоты и входом блока фазового управления преобразователем. На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - блок-схема форЛ1ир0:вателя разностной частоты.

Устройство содержит: первичный двигатель / (дизель или турбина), приводной вал 2, генератор 3 переменного тока с /п-фазной симметричной системой обмоток на роторе и статоре (АС-генератор), шины 4 нагрузки, вентильный преобразователь 5 частоты с непосредственной связью (ВПЧ), синхронный генератор 6, регулятор 7 напряжения синхронного генератора, синхронный тахогенератор 8 с постоянными .магнитами, преобразователь 9 числа фаз (ПЧФ), формирователь 10 разностной частоты, задатчик // опорной частоты, блок 12 фазового управления вентильным преобразователем частоты.

Первичный двигатель / через вал 2 враш;ает роторы АС-генератора 3, синхронного генератора 6 и синхронного тахогенератора 8. АС-генератор 3 при соответствующем регулировании тока его ротора обеспечивает на шинах 4 нагрузки требуемое значение частоты и амплитуды ВЫ.ХОД1НОГО напряжения. Синхронный генератор 6 является ИСТОЧНИКОМ питатия преобразователя 5 частоты. Регулятор 7 напряжения служит для поддержания величины выходного напряжения синхронного генератора с заданным статизмо.м. Синхронный тахогенератор 8 обеспечивает получение п-фазной системы синусоидальных напряжений той же частоты, что

и частота сшьхр.анного генератора 6, с а1мллитудой, изменяющейся линейно в функции скорости привода.

Блак 12 фазового управления осуществляет выработку импульсов фаз«вого управления вентилями преобразователя 5 частоты. Последний преобразует натрял ение частоты п«та-ния в напряжение, содержащее основную гармонику ча1стоты управления и некоторую сумму высших гарманик.

ф|ор|Мирователь 10 разностной частоты по сигналам с задатчика // опорной частоты и сигналам с преобразователя 9 числа фаз формирует систему синусоидальных напряжений разностной часоты. Задатчик 11 опорной ча1стоты генерирует систему синусоидальных напряЖений постояниой частоты и амплитуды.

Преобразователь 9 осуществляет преобразование п-фазюон системы оинусоидальмых напряжений синхронного тахогенератора 8 в требуемую л-фазную систему.

Устройство работает следующим образом.

Первичный двигатель / вращает роторы генераторов 3, 6, и тахотенератора 8. Последний, имея постоянный поток возбуждения, при вращении ротора генерирует п-;фазную систему синусоидальных «апряжений. Эта система напряжений в преоб|разова1теле числа фаз, например автотрансформаторного Т1ипа, преобразуется в fe-фазную систему, причем .

ПолуЧенная таким путем си1ствма синусоидальных напряжений частоты вращения ротора:

V,v -;7р„ -f/n,;,(l+5) sin Юр f

f/p/- f/,,,p(l-fS) sin ((.p / - J-)

(K

(1 +S) sin

где 5 поступает в блок 12 фазового управления для использОвания в качестве опорного сигнала и в формирователь /О разностной частоты.

Задатчик // опорной частоты вырабатывает систему синусоидальных -напряжений постоянной 4aiCTaTbi т амплитуды:

6,1о U,msm со „ /

6qo - Ото COS СОо

Эти два напряжения, так же как и напряжение частоты вращения ротора генератора 3, с преобразователя числа фаз

U((, Uuvp (1+5) sin (d pt

Uqo - О(Щ (1+5) cos Шр,

поступают в формирователь 10 разностной частоты, где выделяется напряжение разностной частоты (в случае двухфазной системы

f/ds и f/qs).

НОЙ частоты в этой структурной схеме форм1ирователя осуществляется в соответствии с тригонометричеакими формулами:

Uds- 6Vs(l-fS) sin (MO Шр )f

и ЦК- 0ms(l+5) cos (со о )

Для обеспечения максимально

возможного диапазона углов регулирования вентилей а. амплитуду нап|ряжений о(порного сигнала и„ч и напряжения управления Uy находятся всегда в постоянном соотношении. При арксинусоидальном управлении вентилями это соотнощение определяется равенством:

L/inCnV - О П1 ,

sin(|

где V

sinгде 1 - угол коммутаций вентилей.

Ам ПЛ|Итуды двух систем напряжений Um и Uf являются функциями одного и того же параметра (сжольжения 5):

, 6„,р(1+5)

и,„у:-: и,„,)

fr,v

Поэтому

отношение -,.-- в предлагае.мом

t/ii;l;

будет всегда величиной иостоустройстве

янной. Сформированные таким образом в формирователе 10 разностной частоты система сигналов управления t/dsH f/qs н система напряжений опорного сигнала Uк от преобразователя 9 числа фаз наступают на входы блока 12

фазового управления 12, где по этим сигналам вырабатываются импульсы управления пиристорами.

Силовая схе.ма вентильного преобразователя 5 частоты питается от синхронного геператора 6. Ток возбуждения генератора регулируется в функции выходного напряжения АС-генератора 3 регулятором 7 напряжения.

При S- О токи в обмотках ротора АС-генератора изменяются с Ч1астотой скольжения.

Под действием этих токов создается вращающееся магнитное поле, перемещающееся относительно ротора (согласно или встречно) со скоростью 5юо . Результирующая скорость мапнитного поля ротора при этом остается постоянной, что собственно и обеспечивает постоянство частоты э.д.с. статора АС-генератора 3. Устройство может найти широкое применение iB автономны.х системах энергоснабжения судов, самолетов и други.х специальных объектов.

Пред М е т изобретения

У :;тройство для управления генератором переменного тока стабилизированной ча:стоть,

например, асинхронизированньш синхро:нны.м генератором со вспомогательным синхронным генератором и вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее блок фазового управления преобразоватетель разностной частоты и сийхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилиэироваиной частоты, отличающееся тем, что, целью улучшения гармонического состава тока ротора генератора .стабилизировайной частоты, в него введен статический преобразователь числа фаз, вход которого подключен на выход синхроиного тахогенератора, а выходы соединены соответственно со входом формирователя разностной частоты и входом блока фазового управления преобразователем.

I Г