УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Советский патент 1973 года по МПК H02P9/14 

1

Изобретение относится к области систем автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов, в частности судовых.

Известны устройства для форсировки возбуждения синхронного генератора в режимах коммутации нагрузок автоматом нагрузки, содержащие регулируемый источник нанряжения и командоаппарат, задающий режим включения нагрузки.

Однако известные устройства не обеспечивают возможность стабильного значения напряжения во время переходного процесса.

Целью изобретения является улучшение качества переходного процесса напряжения синхронного генератора.

Для этого предложенное устройство снабжено инвертором, вход которого подключен к командоаппарату, одновибраторами,входы которых подключены к выходу инвертора, триггером, входы которого соединены с выходами двух из упомянутых одновибраторов, а выход подключается к автомату нагрузки, при этом выходы двух других одновибраторов соединены со входом регулируемого источника напряжения.

На фиг. 1 показана юхема предложенного устройства; па фиг. 2 - блок-схема устройства включения форсировки; на фиг. 3 - временная диаграмма работы элементов устройства упреждающей форсировки.

Устройство содержит синхронный генератор /, трансформатор 2 тока, трансформатор 3 нанряжения, полууправляемый тиристорный выпрямитель 4, выпрямитель 5, автомат 6 включения нагрузки, нагрузка 7, фазосмещающее устройство 8, регулятор 9 напряжения по отклонению, устройство 10 включения упреждающей форсировки, командоанпарат //, инвертор 12, одновибраторы 13-16, триггер

17.

Устройство 10 включения упреждающей форсировки, на выходе которого формируется сигнал управления, опережающий момент включения нагрузки, соединено с фазосмещающим устройством регулируемого тиристорного источника напряжения, которое соединено также с регулятором по отклонению напряжения синхронного генератора. Длительность форсировки определяется длительностью сигнала на входе фазосмещающего устройства, подаваемого от устройства включения упрелодающей форсировки. Тиристорный канал напряжения С изменяющимся интервалом проводимости тиристоров позволяет осуществить

токовое суммирование составляющих тока и напряжения без компаундирующего элемента. Обеспечиваются значительно лучщие качественные показатели переходного процесса при введении в систему источника напряжения,

импульсно управляемого устройством включеiiiiH упреждающей форсировки возбуждения, (;ез увеличения общего веса системы возбуждения по сравнению с электромагнитным вариантом.

Устройство 10 включения упреждающей форсировки представляет собой импульсную схему, которая может быть построена на логических элементах любой промыщленной серии, и включает инвертор 12, соединенный с входами одновибраторов 13-16 и триггера 17, входы которого соединены с выходами одногшбраторов 14 и 16.

Работа устройства включения упреждающей форсировки должна удовлетворять диаграмме, показаной на фиг. 3, где НА - входной сигнал, поступающий от командоаппарата 11; UK - сигнал на включение и выключение автомата 6 нагрузки; Uc, UE - сигналы управления, поступающие на вход фазосмещающего устройства совместно с сигналом f/i, от регулятора 9 напряжения по отклонению, который обеспечивает статический режим работы синхронного генератора. Автомат нагрузки включается и выключается соответствующими фронтами сигнала UK- Длительность сигнала UK соответствует длительности нагрузки на синхронном генераторе /. Время упреждения соответствует длительности сигнала UD. Для сохранения заданной длительности нагрузки изменяется длительность сигнала Up. Длительность включения форсировки определяется длительностью сигнала Uc. Таким образом, устройство 10 включения упреждающей форсировки синхронизирует выходные сигналы по отношению к переднему фронту задающего сигнала UA от командоаппарата 11, формирует время упреждения, длительность форсировки, выдает сигналы на входы схемы автомата 6 включения нагрузки и фазосмещающего устройства 8. Амплитуда и форма сигнала Uc может устанавливаться согласно параметрам нагрузки (модулю сопротивления, значению Созф, частоте и скважности).

Предложенное устройство работает следующим образом.

Режим холостого хода осуществляется регулируемым каналом напряжения. Угол включения тиристоров полууправляемого выпрямителя 4 определяется заданной установкой напрял ения в регуляторе 9 напряжения по отклонению. Минимальное значение угла включения тиристоров в номинальном режиме, когда работает трансформатор 2 тока, больще 90 электрических градусов напряжения «анод- катод тиристоров. Сигнал UA от командоаппарата 11 поступает на вход устройства 10 включения упреждающей форсировки, которое посылает сигналы Uc, UE на вход фазосмещающего устройства 8. По сигналу Uc углы включения полууправляемого тиристорного выпрямителя 4 становятся равными нулю электрических градусов и тиристорный полууправляемый выпрямитель полностью открывается, осуп,ествляя упреждающую форсировку тока

возбуждения. Нагрузка 7 генератора включается автоматом 6 от переднего фронта сигнала UK, длительность которого определяет длительность нагрузки. Величина напряжения от канала напряжения и длительность упреждения выбираются такими, чтобы ток возбуждения к моменту включения нагрузки мог измениться на величину, равную разности между значением установивщегося тока возбуждения, соответствующего данной нагрузке генератора, и значением свободной составляющей тока возбулсдения в момент наброса нагрузки. Система возбуждения осуществляет форсировку возбуждения не после включения

нагрузки от токового канала, как в ранее применяемых системах компаундирования, а непосредственно в момент включения нагрузки, когда отклонение напряжения генератора по огибающей от номинального значения без канала упрежданэщей форсировки достигает максимальной величины. С включением нагрузки начинает работать токовый трансформатор 2, выпрямитель 5 которого в первый момент заперт напряжением форсировки. По окончании

сигнала Uc дальнейщая форсировка осуществляется токовым трансформатором 2. На входе фазосмещающего устройства 8 остается сигнал UL от регулятора 9 по отклонению, который поддерживает с заданной статической точностью напряжение генератора в установившемся режиме. Таким образом, в предложенном устройстве осуществляется форсировка от канала напряжения и от канала тока. Выключение нагрузки происходит задним фронтом сигнала UK- Система токового компаундирования предложенного устройства осуществляет в статическом режиме токовое суммирование составляющих тока воЗбуждения без компаундирующего элемента, что позволяет, применив опережающую форсировку, значительно повысить качество напряжения в переходном процессе без увеличения общего веса устройства, по сравнению с известными устройствами регулирования напряжения синхронного генератора. От переднего фронта сигнала UA с командоаппарата // одновременно запускаются одновибраторы /5 и 14 через инвертор 12. Сигнал Uc с одновибратора 13 длительностью ti, используется для форсировки возбуждения генератора при включении нагрузки (выход la). Сигнал UD с одновибратора 14 с выдержкой времени тг перебрасывает задним фронтом триггер 17, с выхода которого снимается им

пульс UK, используемый для включения нагрузки генератора (выход II). От заднего фронта сигнала UB инвертора 12 одновременно запускаются одновибраторы 15 и 16. При использовании устройства 10 включения упреждающей форсировки с системой возбуждения, позволяющей воздействовать на возбуладение генератора при выключении нагрузки, в схеме предусмотрен выход 16, с которого снимается сигнал UE длительностью Тз, поступающий от одновибратора 15.