СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1971 года по МПК H02P9/14 

Известны способы регулирования возбуждения синхронных генераторов с использованием в качестве параметров регулирования отклонения и первой производной напряжения. Однако такие способы не могут обеспечить высокого качества процессов сильного регулирования, так как в качестве сигнала для стабилизирующего воздействия используют изменение частоты и ее первую производную. Одним из недостатков регулирования возбуждения по частоте является то, что выходной сигнал применяемых для этой цели резонансных схем измерения зависит от величины входного напряжения. В связи с этим через блок измерения частоты создаётся положительная обратная связь. Кроме того, для регулирования возбуждения синхронных генераторов по частоте э.д.с. необходимо иметь на одном валу с основным синхронным генератором вспомогательный. Напряжение вспомогательных синхронных генераторов имеет составляющую так называемой оборотной частоты, которая у тихоходных мащин близка к частоте свободных колебаний, что затрудняет использование частоты вспомогательных генераторов для регулирования возбуждения. Цель изобретения - повыщение качества процессов сильного регулирования возбуждения синхронных генераторов. Это достигается тем, что измеряют период, например, э.д.с.

генератора, преобразуют его в напрян ение, а изменение и первую производную полученного напряжения суммируют с отклонением и первой производной регулируемого напряжения и в зависимости от полученного сигнала осуществляют регулирование возбуждения.

Частота связана с периодом изменения э.д.с. соотношением

f-Т

При качаниях синхронных генераторов изменение частоты равно

Af L Т()

Так как в случае синхронной работы генераторов

,

20

то можно считать, что

,

т. е. изменение частоты в небольших пределах примерно соответствует изменению периода, взятому с обратным знаком. Погрешность в этом случае не превышает ±2% при ,5 гц. В связи с этим вместо частоты в

рования возбуждения можно использовать изменение периода э.д.с. или напряжения синхронных генераторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема, реализующая предлагаемый способ; на 5 фиг. 2 - принципиальная схема устройства измерения периода.

Структурная схема (см. фиг. I) включает блок БКТ компаундирования по току, блок -БЯ напряжения, блок БП измерения перио- ю да, дифференпирующее звено Ц, суммирующий усилитель УС, систему возбуждения СВ и устройства Лди, /Су, /(д/, С/, изменения коэффициентов регулирования. Напряжение генератора Г (при регулировании возбул дения 15 по частоте на зажимах) подается на вход блока измерения периода, выход которого через соответствующие каналы соедииен с суммирующим усилителем УС.

Блок измерения периода состоит из датчи- 20 ка ДИ импульсов, связанных с величиной период.а,.яреобр-азовал:ел/1 ПП периода в напряЖ9Hйe ;2HЩ0(бpaзJЖ)й формы и детекторного пр.е6браз9в, ДЯ пилообразной формы нйпряжения%среднюю величину, пропорцио- 25 нальную длительности периода.

Датчик импульсов для регулирования возбуждения по изменению периода напряжения генераторов состоит из преобразователя напряжения, выполненного на транзисторе Г 30 по схеме с диодным ограничением, и дифференцирующей цепочки Ciui. При поступлении на вход периодического напряжения положительной полярности диод Дг запирается и транзистор TI полностью закрывается. На- 35 пряжение на его коллекторе при этом увеличивается до потолочного значения. Входное напряжение отрицательной полярности запирает диод Дз. В этом случае транзистор преобразователя полностью открывается, и на- 40 пряжение на его коллекторе уменьшается почти до нуля. Диодное ограничение позволяет преобразовывать синусоидальное напряжение практически в прямоугольную форму. Напрялсение прямоугольной формы в даль- 45 нсйшем в дифференцирующей цепочке преобразуется в импульсы пикообразной формы со скважностью, равной величине периода измеряемого напряжения.

Для измерения периода э.д.с. генератора 50 датчик импульсов состоит из фотодиодного преобразователя и дифференцирующего звена. Фотодиодный преобразователь выполнен по схеме эмиттерного повторителя с промежуточным усилением по напряжению (тран- 55 зисторы TZ-T). Работа датчика основана на изменении сопротивления фотодиода ФДр под воздействием светового потока, отражаемого специально размеченной поверхностью вала. При вращении ротора в этом случае в 60 соответствии с разметкой поверхности вала изменяется сопротивление фотодиода, а следовательно, и ток транзистора Т. На выходе фотодиодного преобразователя в связи с этим образуется прямоугольная волна напрялсе- 65

НИИ. Датчик импульсов имеет два фотодиода. При вращении ротора освещенность измипяегся только у одного из них (у фотодиода ФДр). Другой фотодиод ФДг, предназначен для температурной компенсации.

Напряжение пикообразной формы датчика импульсов используется в дальнейшем в качестве стартовых сигналов преобразователя временных интервалов (периода) в напряжение пилообразной формы. Преобразователь временных интервалов состоит из моностабильного триггера (транзисторы Т и Tg) и управляемого апериодического звена ( и транзистор T). Моностабильный триггер превращает пикообразные импульсы в прямоугольные постоянной длительности.

Преобразователь временных интервалов работает следующим образом.

В интервалы времени между стартовыми сигналами, когда транзистор Tj закрыт, емкость Cz заряжается. Постоянная времени ti апериодического звена в несколько раз превышает измеряемый период, поэтому увеличение напряжения конденсатора увеличивается практически по линейному закону

U,(t), Vч у

где L/a-напряжение питания;

K.U - скорость изменения напряжения

i

конденсатора, в/сек.

Стартовые сигналы изменяют ключевое состояние моностабильного триггера и тем самым открывают транзистор Гу. Конденсатор Сг при этом разряжается. Для того, чтобы конденсатор полностью разряжался за очень короткий интервал времени (в описываемом устройстве ,00005 сек), шунтирующий транзистор (Tj) выбирается из наиболее низкоомной серии.

При вращении синхронного генератора изменение напряжения конденсатора имеет пилообразную форму с наибольщим мгновенным значением напряжения, пропорциональным длительности периода. С изменением периода на ±АГ изменяется и наибольшая мгновенная величина напряжения

и, ± .

Пилообразное напряжение в дальнейшем выпрямляется детекторным преобразователем , а затем через емкость С, служащую для отделения постоянной составляющей, подается на суммирующий усилитель.

Предмет изобретения

Способ регулирования возбуждения синхронных генераторов с использованием в качестве параметров регулирования отклонения и первой производной напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества процессов сильного регулирования, измеряю;- период, наирпмер, э.д.с. генератора, иреобразуют его в напряжение, а изменение и первую производную полученного напряжения суммируют с отклонением и перБсп .;опз1;;иь регулируемого напряжения и в заь;исммосги от полученного сигнала осуществляют регулирование возбуждения.

о-И-1Н4 4,- /12 Т ( , Д R С, -; ;ilJ- 4te:bHh .-