Устройство прямого фазового компаундирования синхронного генератора Советский патент 1975 года по МПК H02P9/38 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов, в частности судовых синхронных генераторов с управляемыми системами прямого фазового компаундирования (ПФК).

Известны устройства для прямого фазового компаундирования синхронного генератора, содержащие компаундирующие трансформаторы и дроссель отбора, фазы которого подключены к соответствующим фазам вторичных обмоток компаундирующего трансформатора. В этих устройствах дроссель отбора выполнен с обмоткой управления.

Целью изобретения является снижение веса и габаритов дросселя отбора и уменьщение мощности, необходимой для управления дросселем. Эта цель достигнута в результате того, что устройство снабжено вентилями, включенными последовательно с рабочими обмотками каждой фазы дросселя отбора, а нулевые точки рабочих обмоток дросселя отбора и вторичных обмоток компаундирующих трансформаторов соединены друг с другом.

С целью снижения суммарной установленной мощности устройство компаундирующие трансформаторы выполнены однофазными.

С целью снижения габаритов дросселя отбора, повышения быстродействия устройства и улучшения его регулировочных характеристик, устройство снабжено регулируемым сопротивлением, включенным между нулевыми точками компаундирующих трансформаторов и дросселя отбора.

С целью уменьшения мощности, рассеиваемой в регулируемом сопротивлении, последнее выполнено в виде ключа, причем величина тока отбора определяется скважностью включенного состояния этого ключа.

На фиг. 1 изображено управляемое устройство прямого фазового компаундирования; на фиг. 2 - то же, с дополнительными обмотками компаундирующих трансформаторов. На чертежах показаны лишь токовый канал системы ПФК и дроссель отбора, но не показан канал напряжения, который может быть выполнен .различными известными способами.

Управляемое устройство прямого фазового компаундирования содержит три однофазных трансформатора фазового компаундирования с токовой 1, выходной 2, и дополнительной 3 обмотками; выпрямитель 4 обмотки возбуждения и дроссель отбора 5 без обмотки управления. Последовательно с рабочими обмотками дросселя отбора 5 включены вентили 6. Нулевые точки рабочих обмоток дросселя 5 и выходных или дополнительных обмоток (2 или 3) компаундирующих трансформаторов соединены с помощью ключа 7, которым управляет выходное устройство 8 регулятора возбуждения.

Управляемое устройство ПФК при отсутствии тока в рабочих обмотках дросселя отбора 5 (тока отбора) обеспечивает перевозбуждение синхронного генератора (ток возбуждения больше величины, соответствующей по регулировочной характеристике генератора его нагрузке и заданному напряжению статора). При протекании тока отбора ток возбуждения уменьшается, а напряжение статора генератора снижается до величины, которая определяется установкой регулятора возбуждения.

В устройстве последовательно с рабочими обмотками дросселя отбора 5 включены вентили 6, нулевые точки вторичных обмоток 2 или 3 компаундируюш,их трансформаторов и дросселя отбора 5 соединены друг с другом, и компаундируюш,ие трансформаторы выполнены однофазными. При этом в обмотках 2 и 3 появляется постоянная составляющая тока, которая подмагничивает трансформаторы фазового компаундирования.

Потоки подмагничивания замыкаются по сердечникам однофазных компаундирующих трансформаторов. Намагничивающие токи трансформаторов увеличиваются, и за счет этого значительно уменьщается необходимая величина тока отбора, габариты и вес дросселя отбора 5 (при трехфазном же исполнении компаундирующих трансформаторов потоки подмагничивания вынуждены проходить по пути потоков рассеивания и намагничивающие токи трансформаторов увеличиваются незначительно). Уменьшение этих параметров дросселя отбора обусловлено также отсутствием обмотки управления. Последнее приводит, кроме того, к снижению постоянной времени устройства, повышению его быстродействия и улучшению качества регулирования за счет отсутствия релейных участков в характеристике дросселя отбора (в характеристике дросселя с самонасыщением, управляемого током обмотки управления, при рассматриваемой схеме включения имеется релейный участок).

Дроссель отбора 5 по существу выполняет функцию балластного сопротивления. Но заменять его резисторами нецелесообразно, так как дроссель лучше, чем резистор, ограничивает прерывистые токи и в нем малы потери активной мощности.

Управление током отбора может быть осуществлено регулированием сопротивления, включенного между нулевыми токами вторичных обмоток 2 или 3 компаундирующих трансформаторов и дросселя отбора 5.

В предлагаемом устройстве вместо регулируемого сопротивления использован ключ 7. Так как при разомкнутом ключе ток через него равен нулю, а при замкнутом ключе падение напряжения на нем равно нулю, то потери мощности в ключе отсутствуют, чем ключ выгодно отличается от регулируемого сопротивления. В качестве ключа целесообразно применять

транзистор или тиристор, при это.м отсутствуют контакты, а мощность управления ключом много меньше той, которая требуется для управления дросселем отбора с обмотками управления.

В соответствии с законом регулирования возбуждения синхронного генератора выходное устройство 8 регулятора возбуждения (корректора напряжения) управляет скважностью включенного состояния ключа 7 и тем

самым изменяет ток в контуре дросселя отбора 5 и ток возбуждения генератора.

Предмет изобретения

1. Устройство прямого фазового компаундирования синхронного генератора, содержащее компаундирующие трансформаторы и дроссель отбора, фазы которого подключены к соответствующим фазам вторичных обмоток компаундирующего трансформатора, отличающееся тем, что, с целью снижения габаритов дросселя отбора и уменьшения мощности, необходимой для управления им, оно снабжено вентилями, включенными последовательно с рабочими . обмотками каждой фазы дросселя отбора, а нулевые точки рабочих обмоток дросселя отбора и вторичных обмоток компаундирующих трансформаторов соединены друг с другом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения суммарной установочной мощности устройства, компаундирующие трансформаторы выполнены однофазными.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью снижения габаритов дросселя отбора, повышения быстродействия устройства и улучщения его регулировочных характеристик, устройство снабжено регулируемым сопротивлением, включенным между нулевыми точками компаундирующих трансформаторов и дросселя отбора.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что, с целью уменьшения мощности, рассеиваемой в регулируемом сопротивлении, последнее выполнено в виде ключа, причем величина тока отбора определяется скважностью включенного состояния этого ключа.