СОЮЗНАЯ IПА;>&"-ш;~5;1;;;;7;"кдр! Советский патент 1972 года по МПК H02P9/30 

Известны устройства для стабилизации тока возбуждения синхронного генератора, содержащие регулирующий усилитель в виде трехфазного тиристорного моста с управляющим элементом, измерительные элементы в виде стабилитрона и делителя напряжения по цепям стабилизации тока возбуждения синхронного генератора в зависимости от его напряжения и тока главной нагрузки, цепь стабилизации тока возбуждения синхронного генератора в зависимости от тока заряда аккумуляторной батареи и питающий автотрансформатор.

В предлагаемом устройстве для улучщения условий самовозбуждения генератора параллельно основным тиристорам регулирующего усилителя включены вспомогательные тиристоры, управляющие цепи которых соединены с управляющим элементом регулирующего усилителя, включающиеся при более низком по сравнению с основцыми тиристорами остаточном напряжении генератора.

В устройство введена цепь форсировки затухания тока возбуждения, что позволяет уменьшить постоянную времени.

Цель форсировкп может быть выполнена либо в виде последовательно-встречно включенных полупроводникового диода и стабилитрона, щунтирующих обмотку возбуждения, либо в виде логического элемента на транзисторе в каждой фазе, эмиттер которого соединен с катодом тиристора регулирующего усилителя, база через резистор - с концом обмотки возбуждения, соединенным с нейтральной точкой питающего автотрансформатора, а коллектор через полупроводниковые диоды- с управляющей цепью тиристоров регулирующего усилителя. Кроме того, коллектор транзистора каждой из фаз соединен через резисторы с катодом тиристора регулирующего усилителя другой фазы, являющейся опережающей по отнощению к первой.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - схема зарядного устройства; на фиг. 3 - схема цепи форсировки затухания тока возбуждения; на фиг. 4 - то же, другой вариант; на фиг. 5 - диаграмма, поясняющая работу схемы цепи форсировки.

Трехфазное питание от синхронного генератора через зажимы 1а-/с, три входных плавких предохранителя 2а-2с и отводы За-3с поступает на соответствующие обмотки автотрансформатора 4. Выходные сигналы автотрансформатора снимаются с отводов 5а-5с и подаются на основную обмотку возбуждения 6 синхронного генератора через тиристоры 7а-7с (соответственно для каждой из фаз А, В, С), которые в нормальном режиме находятся в непроводящем состоянии. При помощи соответствующего выброса отводов За-3с на вторичной обмотке автотрансформатора можно установить нанряжение, равное заданному значению. Неуправляемая размагничивающая обмотка 8 получает питание с отводов 6а-5с автотрансформатора через диоды 9. Диодв 10 обеспечивают питание управляющего элемента П и дифференциального усилигеля 12. Управляющий элемент вырабатывает непрерывные сигналы для отпирания тиристо-10 ров /а-7с при помощи импульсного трансформатора 13. Таким образом, тиристоры находятся в открытом состоянии и пропускают ток по обмотке возбуждения 6 до тех пор, пока работает управляющий элемент. Делитель па-15 пряжения 14 воспринимает выходное напряжение синхронного генератора через диоды 15, включенньге в отрицательном направлении. Часть напрял ения с делителя поступает па стабилитрон 16. Стабилитрон включен так, что20 открывается только тогда, когда входное напряжение с делителя, пропорциональное выходному напряжению, достигает заданной величины. Транзистор 17, включенный параллельно управляющему элементу, переходит25 после этого в проводящее состояние и закорачивает управляющий элемент, что приводит к прекращению работы последнего. На тиристоры 7а-7с прекращается подача питания, они переходят в непроводящее состояние и пере-зо стают подавать напряжение на основную обмотку возбуждения. Делитель напряжения 14 настраивается так, что стабилитрон 16 может проводить только тогда, когда поддерживается требуемая вели-35 чина выходного напряжения синхронного ге-нератора. Аналогично осуществляется работа .управляющего элемента 11 в зависимости от . величины тока главной нагрузки, который измеряется трансформатором 18, соединенным40 . через делитель напряжения 19 и выпрямитель 20 со стабилитроном 21. Кроме того, работа управляющего элемепта зависит также от тока заряда аккумуляторной батареи. Этот ток измеряется при помощи шунта 22, включен-45 ного между положительным и отрицательным выводами трехфазного двухполупериодного моста 23 (см. фиг. 2), через который при помощи трансформатора 24 ток заряда от синхронного генератора поступает на аккумуля-50 торную батарею 25. Дополнительные диоды 26 на отрицательном полюсе батареи предохраняют последнюю от разряда, когда напряжение на батарее превышает напряжение, поступающее с синхронного генератора. Надение на-55 пряжения на шунте 22 (см. фиг. 1) усиливается при помощи дифференциального усилителя 12 и подается через транзистор 27 на транзистор 17. Когда указанное напряжение находится на заданном уровне, соответствующемgo требуемой величине тока заряда, транзистор 17 проводит, а управляющий элемент // отключен. следовательно, предложенное устройство синхронного генератора в зависимости от напряжения последнего, тока главной нагрузки и тока заряда аккумуляторной батареи. Но отнощению к любой паре из числа указанных факторов осуществляется двойное управление. :Компенсация погрешностей, связанных с изменением окружающей температуры, может быть выполнена путем включения последовательно со стабилитронами соответствующих диодов 2S, имеющих температурные зависимости, компенсирующие эти погрешности, Тиристоры /а-7с не пропускают тока при напряжениях, возникающих за счет остаточного магнетизма. Для обеспечения надежного самовозбуждения при запуске генератора параллельно этим тиристорам включены более чувствительные тиристоры 29а-29с. Управляющий элемент 11 срабатывает также при малых напряжениях, обеспечивая управление тнристорами 29а-29с. В случае нагрузки с большой индуктивностью необходимо уменьшить ток через тиристоры, 7а-7с и 29и-29с до нуля для возвращения их в непроводящее состояние. Последовательно-встречно с неуправляемым диодом подключен стабилитрон 30, порог срабатывания которого онределяется напряжением, немного меньшим амнлитуды неременного напряжения нитания. В соответствии с этим обмотка возбуждепия 6 регенерирует через тиристоры до lex нор, пока указанное напряжение превышает напряжение отпирания диода, что приводит к разряду обмотки через тиристоры. После этого ток через тиристоры падает до нуля и, таким образом, они переходят в непроводящее состояние. В результате достигается заметное уменьшение времени затухания переходного процесса. Включение стабилитрона с неуправляемым нолупроводниковым диодом можно заменить другим включеиием стабилитроиа последовательно с емкостью или сопротивлением, имеющим отрицательный температурный коэффициент, с последовательно включенным диодом. В схеме соединения системы тиристор-обмотка возбуждения (см. фиг. 3) может быть использовано устройство, в котором ускорение переходных процессов в обмотке возбуждения достигается путем изменения полярности напряження питания. В такой схеме каждый из тиристоров 7 находится в открытом состоянии лишь в течение отрицательных полупериодов напряжения питания, форсируя затухание переходного процесса по току в обмотке возбуждения. Для этого импульсы, предназначенные для отпирания соответствующих тиристоров 7а-7с, формируются тремя одинаковыми логическими схемами, каждая из которых содержит транзисторы 31а-31с, определяющие необходимый момент отпирания тиристора, Когда тиристоры находятся в нормально открытом состоянии, то нанряжение, вырабатываемое в точке 32, имеет отрицательную полярность. Если точку 32 отключить от источдуктивность, последняя поддерживает ток в прежнем направлении. Поэтому обмотка возбуждения генерирует напряжение, которое для поддержания тока достигает большой величины. Ток течет по любой цепи, которая имеет наименьшее сопротивление, в данном случае один из тиристоров 7а-7с. Следовательно, пельзя отключать все тиристоры. Фаза В источника питания отстает от фазы А в точке 3S (см. фиг. 5), что поддерживает «движение источника. Аналогично в точке 34 фаза С должпа поддерживать замкнутую цепь. В противном случае достигаются точки 35 и 36. Если бы в точке 36 фаза С не поддерживала замкнутую цепь, то была бы достигнута точка 37 и питание было бы снова подано на обмотку возбуждения. Во избежание этого фаза С запитывается фазой В непосредственно перед достижением точки 36, например, в точке 38. Поэтому в точке 38 необходимо отпирать тиристор 7с фазы С, в результате чего имеют место скачки до точки 59 и движение к точке 38 (показано пунктиром). В точке 38 по отношению к фазе С фаза В положительна, а нейтральная точка отрицательна. Такое сочетание напряжений наблюдается только между точками 38 и 36. Таким образом, тиристор 7с фазы С может быть открыт между точками 38 и 36, и проводимость от фазы В перед точкой 36 переходит к фазе С. На фиг. 3 работа схемы рассматривается на примере одной фазы С. Потенциал нейтральной точки имеет место на нижнем конце резистора 40, а потенциал фазы В - на нижнем конце резистора 41. Эталонный потенциал, в данном случае потенциал фазы С, приложен к эмиттеру транзистора . Когда нотенциал нейтральной точки отрицателен, а нотенциал фазы В положителен относительно . фазы С, тиристор 7с вынужден открыться, причем сигнал на управляющий электрод поступает через диод 42. Стабилитрон 43 действует в качестве предохранителя для ограничения прямого и обратного напряжений, поступающих на базу транзистора 31с. Стабилитрон 44 ограничивает прямое и обратное напряжения, подаваемые на тиристор 7с и в цепь управлепия им. Аналогично тиристор 7а отпирается, когда нейтральная точка отрицательна, а фаза С положительна относительно фазы А, а тиристор 76 отпирается, когда нейтральная точка отрицательна, а фаза А положительна относительно фазы В. Включение стабилитрона с теуправляемым диодом для форсировки затухания тока возбуждения можно заменить схемой (см. фиг. 4), состояп1ей из диодов 45 и 46, тиристора 47 и емкости 48. Предмет изобретения 1. Устройство для стабилизации тока возбуждения синхронного генератора, содержащее регулирующий усилитель в.виде тре.хфазного тиристорного моста с управляющим элементом, измерительные элементы в виде стабилитрона и делителя напряжения по цепям стабилизации тока возбуждения синхронного генератора в зависимости от его напряжения и тока главной нагрузки, пень стабилизации тока возбуждения синхронного генератора в зависимости от тока заряда аккумуляторной батареи и питающий автотрансформатор, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий самовозбуждения генератора, параллельно основным тиристорам регулирующего усилителя включены вспомогательные тиристоры, управляющие цепи которых соединены с управляющим элементом регулирующего усилителя, включающиеся при более низком по сравнению с основными тиристорами остаточном напряжении генератора. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения постоянной времени, введена цепь форсировки затухания тока возбуждения. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что цепь форсировки выполнена в виде последовательно-встречно включенных полупроводникового диода и стабилитрона, шунтирующих обмотку возбуждения. 4.Устройство но п. 2, от.шчающееся тем, что цепь форсировкн выполнена в виде логического элемента на транзисторе в каждой фазе, эмиттер которого соединен с катодом тиристора регулируюпхего усилителя, база через резистор - с концом обмотки возбуждения, соединенным с нейтральной точкой питающего автотрансформатора, а коллектор через полупроводниковые диоды - с управляющей цепью тиристоров регулирующего усилителя, кроме того, коллектор транзистора каждой из фаз соединен через резисторы с катодом тиристора регулирующего усилителя другой фазы, являющейся опережающей по отнощению к первой.

Ж Ж Ж25

24

-±:г

23

25

50

Ф45

ФигЛ