РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ СКОРОСТЬЮВРАЩЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H02P9/30 

Известны регуляторы напряжения для генераторов переменного тока с изменяющейся скоростью вращения, содержащие нелинейное сопротивление, включенное последовательно с обмоткой возбуждения, шунтированной регулирующим органом в виде тиристора.

Для снижения мощности и потерь и упрощения схемы в предложенном регуляторе в качестве нелинейного сопротивления использован линейный дроссель, встречно включенные обмотки которого одним концом подключены к двум фазам статорной обмотки генератора, а другим - к анодам диодов, като.аы которых, включенные вместе, соединены с анодом тиристора и одним из концов обмотки возбуждения, второй конец которой подключен к третьей фазе статорной обмотки генератора.

На фиг. 1 - принципиальная электрическая схема регулятора; на фиг. 2-кривые мгновенных напряжений и токов в цепях генератора переменного тока.

Обмотка возбуждения / генератора зашунтирована тиристором 2. Питание обмотки возбуждения } осуществляется через диоды 3, 4 п обмотки 5, 6 линейного дросселя от двух фаз (например А, В) генератора переменного тока. Общая точка катода тиристора 2 и обмотки возбуждения / подключается к третьей фазе С генератора. Для протекания тока по обмотке возбуждения, когда фаза С более положительна, чем фазы А н В, к диоды 3 т 4 заперты, служат диоды 7 и S. Диод 7 подключен между управляющим электродом и катодом тиристора и исключает возможность появления на управляющем электроде напряжения более чем 0,2-0,7 в. Диод 8 подключен анодом к управляющему электроду тиристора 2, а катодом - к аноду того же тиристора.

Блок управления 9, выполненный по любой известной схеме, включает тиристор 2 в случае, когда один из контролируемых пара.метров - напряжение на выходе силового выпрямителя (диоды 10-15) или ток, контролируемый с помощью шунта 16, превосходит заданное значение.

На фиг. 2 приведены:

а )кривые напряжений фаз Л (А), В(11в) и С (f/c);

б)кривая напряжения на обмотке возбуждения / при закрытом тиристоре 2 и при различных моментах его включения;

в)кривая тока обмотки возбуждения (заштрихованными участками показаны моменты протекания тока по диодам 7, S).

В начале поезда скорость вращения генератора мала, частота низкая, и индуктивное сопротивление дросселя ничтожно, -поэтому остаточной индукции достаточно для появления начальной э.д.с., вызывающей бурный процесс самовозбуждения. По мере нарастания скЬрбсти растет частота, а вместе с ней возрастает индуктивное сопротивление дросселя. Обмотка 6 дросселя подключена началом к аноду диода 3, а обмотка 5 концам - к аноду диода 4. Такое включение обмоток приводит к тому, что при протекании тока по диодам 3, 4 происходит изменение индукции в дросселе ло полному циклу перемагничивания, что позволяет уменьшить его габариты. Индуктивность дросселя выбирается таким образом, чтобы при максимальном токе нагрузки генератора обеспечить необходимый ток возбуждения генератора. В этом случае при возрастании скорости вращения ротора генератора ток возбуждения будет .автоматически снижаться за счет роста индуктивного сопротивления обмоток дросселя.

При недогрузке генератора включением тиристора 2 и шунтированием обмотки возбуждения 1 среднее значение тока возбуждения будет снижено до любой необходимо малой величины.

Включение тиристора 2 приводит к шунтированию обмотки 1 и, соответственно, к снижению в ней тока.

В момент, когда фаза С делается более положительной, чем фазы Л и 5, тиристор 2 запирается, а по диодам 7, 8 протекает ток за счет энергии, запасенной в индуктивности обмотки возбуждения 1. Если к моменту ti (см. фиг. 26), когда одна из фаз А или В (в данном случае А) делается более положительной, чем фаза С, контролируемый параметр (напряжение или ток) снижается до значения ниже заданного, включение тиристора не происходит, и ток -в цепи обмотки возбуждения 1 начинает снова возрастать за счет приложенного к ней положительного напряжения соответствующей фазы, пока вновь один из параметров (ток или напряжение) не превысит заданное значение установки блока управления 9 и вновь не повторится включение тиристора 2. Включение тиристора 2 может происходить в любой момент времени, пока любая из фаз Л или В более положительна, чем фаза С, а включение тиристора может происходить только тогда, когда .фаза С .более положительна, чем любая из фаз Л или В, поэтому, если тиристор, включился в момент t, он будет оставаться включенным до момента 2 (см. фиг. 26).

В начэле движения скорость поезда мала, и индуктивное сопротивление обмоток 6 дросселя ничтожно, поэтому з.а счет остаточного потока появившаяся э.д.с. вызывает интенсивный процесс самовозбуждения генератора. С увеличением скорости за счет роста частоты растет индуктивное сопротивление дросселя, что приводит к снижению максимального значения тока возбуждения. Однако при увеличении скорости вращения максимальный ток возбуждения для питания максимальной нагрузки снижается приблизительно обратно пропорционально числу оборотов.

Поэтому при максимальной нагрузке на выходе нет необходимости включения шунтирующего тиристора. При нагрузке на выходе ниже номинальной и на холостом ходу необходимо снижение тока возбуждения генератора, что будет происходить за счет включения тиристора 2 с помощью блока управления 9 при возрастании напряжения на выпрямителе (дозы 10-15) или при чрезмерном росте тока в контролируемой цепи.

Для полного перемагничивания обмотки дросселя должны включаться встречно, т. е. к фазам подключается начало одной и конец второй обмоток.

Таким образом, на величину напряжения генератора влияют два фактора: индуктивное сопротивление дросселя и работа регулирующего органа, причем наличие линейного дросселя фактически уменьшает требуемый диапазон регулирования тока возбуждения, что упрощает конструкцию последнего и повышает надежность его работы. Благодаря простоте схемы и высокой надежности элементов, входящих в нее, .предлагаемый регулятор тока возбуждения может найти широкое применение в агрегатах, скорость вращения которых меняется от 6-8 и более раз во всех установках, использующих последующее выпрямление и питание постоянным током.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения для генераторов переменного тока с изменяющейся скоростью вращения, содержащий нелинейное сопротивление, включенное последовательно с обмоткой возбуждения, шунтированной регулирующим органом в виде тиристора, отличающийся тем, что, с целью снижения мощности и потерь и упрощения схемы, в качестве нелинейного сопротивления использован линейный дроссель, встречно включенные обмотки которого одним концом подключены к двум фазам статорной обмотки генератора, а другим - к анодам диодов, катоды которых, включенные вместе, соединены с анодом тнристора и одним из концов обмотки возбуждения, второй конец которой подключен к третьей фазе статорной обмотки генератора.

и,

воз&