СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ Советский патент 1973 года по МПК H02P9/10 

1

Изобретение относится к синхровным машинам, работающим с емкостным сопротиелением и а КТ1ивным сопротивлением в статорной цепи.

Нормальная работа синхровных маш,и.н (СМ) При определенных соотношениях параметров статорной цепи - активного г, индуктивного XL и емкостного Хс сопротивлений - оказывается невозможной вследствие развития электромагнит1ной неустойчивости (процессов самовозбуждения).

Известный способ устранения самовозбуждения синхронных машин, снабженных дополнительной несимметричной обмоткой на роторе, магнитная ось которой сдвинута на 90 эл. град, относительно оси основной обмотки возбуждения с емкостным и активным сопротивлениями в статорной цепи, недостаточно экономичен, так как связан с включением дополнительного нагрузочного сопротивления последовательно в цепь статора машины, а следовательно и с потерями электрической энергии в этом сопротивлении. Кроме того, при включении указанного активного сопротивления повышается отрицательный демпферный момент и, как следствие, увеличивается вероятность возникновения самораскачивания.

Предложенный способ не имеет указанных недостатков. Это достигается благодаря тому,

что формируют сигналы, пропорциональные величине и скорости изменения магнитного потока, обусловленного свободными резонансными токами статорной цепи при самовозбуждении синхронной машины и в зависимости от этих сигналов регулируют возбуждение одновременно в продольной и поперечной осях синхронной машины.

Для устранения самовозбуждения регулирование проводят только по сигналам, пропорциональным величине и скорости изменения магнитного потока, в зависимости от величины Хс следуюнд,им образом.

При проводят регулирование в дополнительной поперечной обмотке возбуждения; при одновременно в основной и в дополнительной обмотках возбуждения; при

- одновременно в основной и дополнительной обмотках либо только в основной, либо только в дополнительной обмотке возбуждения.

(Xd, Хд, xd - сопротивления машины в продольной и поперечной осях).

Следует отметить, что при использовании предложенного способа устранения самовозбуждения СМ величина рабочего магнитного потока, создаваемого преимуш,ественно основной (продольной) обмоткой возбуждения, не претерпевает в установившихся режимах работы машины сколько-нибудь существенного изменения из-за наличия возбуждения по поперечной оси. На дополнительную поперечную обмотку возлагаются чисто регулировочные функции, осуществляемые в переходных режимах. При этом регулирование в дополнительной поперечной обмотке не препятствует решению задач и не ограничивает возможностей основного автоматического регулирования возбуждения (по продольной оси) машины.

Эффективность предлагаемого способа обусловлена с одной стороны тем, что исключается возможность нарастания потока и по оси d и (что особенно важно) по оси q vi, с другой стороны, возможностью управления принужденным током в дополнительной поперечной обмотке с требуемой в случаях асинхронного и репульсионного самовозбуждения высокой скоростью. Последнее становится осуществимым вследствие того, что мощность управления, вводимая в дополнительную поперечную обмотку, может быть небольшой. Это позволяет выполнить дополнительную обмотку с небольшим общим сечением и с малойэлектромагнитной инерционностью по сравнению с основной обмоткой возбуждения.

Управление возбуждением в основной и дополнительной обмотках по предлагаемому способу может быть реализовано посредством использования существующих элементов и устройств, применяемых обычно для систем автоматического регулирования возбуждения синхронных машин.

Упрощенная электрическая схема, поясняющая описываемый способ, приведена на чертеже, где / - СМ, включенная на сеть, содержащая активное г, емкостное Хс и индуктивное дгь сопротивления; 2 к 3 - соответственно основная (продольная) и дополнительная (поперечная) обмотки возбуждения (ОБ), подключаемые к отдельным возбудителям 4 и 5, напряжение которых управляется от собственных регуляторов б и 7 по продольной и поперечной осям.

В регуляторы 6 и 7 одновременно подаются сигналы, выделяемые и формируемые в блоке 8, пропорциональные величине и скорости изменения потокосцепления. В качестве параметров регулирования используются отклонение и первая производная напряжения (или тока) статора, которые получают посредством применения известных измерительных, дифференцирующих элементов, фильтров, датчиков и т. п.

В регулятор 6, подключаемый к возбудителю 4 основной обмотки возбуждения 2, помиМО указанных сигналов заводят сигналы в соответствии с заданным законом регулирования возбуждений (пропорциональные напряжению Uf,}, зависящим от конкретных условий работы СМ и задач, стоящих перед АРВ.

При необходимости в регулятор 5, подключаемый к дополнительной (поперечной) обмотке возбуждения 3, помимо указанных сигналов может заводиться сигнал, пропорциональный отклонению внутреннего угла (или

другие сигналы) для повышения устойчивости режима СМ, нарушение которой может вызываться изменением загрузки или возбуждения машины, как например, при снижении или подаче обратного возбуждения по основной обмотке возбуждения для перевода СМ в режим потребления реактивной мощности.

Предмет изобретения

30

Способ устранения самовозбуждения синхронных машин, снабженных дополнительной несимметричной обмоткой на роторе, магнитная ось которой сдвинута на 90 эл. град, относительно оси основной обмотки возбуждения, с емкостным и активным сопротивлениями в статорной цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности работы синхронной машины, формируют сигналы, пропорциональные величине и скорости изменения магнитного потока, обусловленного свободными резонансными токами статорной цепи при самовозбуждении синхронной машины, и в зависимости от этих

сигналов регулируют возбуждение одновременно в продольной и поперечной осях синхронной машины.