Устройство для регулирования напряжения синхронной машины Советский патент 1976 года по МПК H02P9/14 

1

- Изабретение относится к. устройствам автоматического регулирования напряжения мощ«ых синхронных машин.

Известное устройство для регулирования напряжения синхронных машин содержит задатчик уставки напряжения, выявительный элемент отклонения напряжения от заданного, трехфазный мостовой выпрямитель, фильтр, включаю-ш,ий .в себя элемент памяти, управляемый ключ и датчих синхронных имлульсов, и усилительный элемент, связанный с системой управления возбудителем .машииы.

В известных регуляторах напряжения для фильтрации высших гармонических выпрямленного напряжения используется инерционный фильтр, что несколько снижает эффективность системы регулирования.

С целью повышения эффективности регулирования элемент па|Мяти снабжен компаратором напряжения, интегрирующим усилителем и резисторами обратной связи, при этом выход трехфазного мостового выпрямителя соединен непосредственно со .входом выявительного элемента отклонения напряжения, выход которого соединен через -компаратор напряжения, управляемый ключ и интегрируюш,ий усилитель со входо,м усилительного элемента, а .выход интегрируюш,его усилителя - через резисторы обратной связи соединен со

вторым входом компаратора, причем вход управляемого ключа подключен к выходу датчика синхронных импульсов.

Принципиальная схема устройства для регулирования напряжения синхронных машин приведена на чертеже, где БН-блок измерения напряжения; БЧ-блок измерения частоты; 1БД, 2БД -блоки дифференцирования; У - усилительный элемент АРВ; УСВ - управляемая система возбуждения; СМ-синхронная машина; ТН - трансформатор напряжения.

Блок напряжения в этой схеме содержит устройство задания уставки напряжения (разделительный трансформатор Tpi и индукционный регулятор ДС) трехфазный мостовой выпрямитель (преобразователь напряжения - диоды Д1-Дб), нелинейный измерительный мост (выявительный элемент стабилитроны Д, Дв и резисторы Ri, Rz) и устройство фиксации отклонения амплитудного значения регулируемого напряжения от заданной величины, состоящее из компаратора напряжения (операционный усилитель ОУ), управляемого Ключа (транзистор TI), датчика синхронных импульсов управления (трансформаторы

Тр2-Тр7, транзисторы Т2-TS, диоды Дэ-Д24,

резисторы Rs-Rio), интегрирующего усилителя (конденсатор Ci, истоковый повторитель Т,

операционный усилитель ОУ2) и резисторов обратной связи , R 2Конденсатор Ci предназначен для фиксации напряжения на выходе усилителя OYi в моменты замыкания ключа, т. е. в моменты поступления импульсов управления.

Истоковый повторитель предусмотрен в icxeме для увеличения входного сопротивления операционного усилителя ОУ2 и тем самым повышения точности измеренргя регулируемого напряжения. С целью исключения возможного дрейфа нуля усилителя ОУ2 из-за температурной нестабильности истокового повторителя оба усилителя охвачены жесткой обратной связью с (выход ОУ2 соединен через резисторы RH, с положительным входом ОУО.

Датчик синхронных импульсов состоит из трех преобразователей прямоугольной формы напряжения в пикообразную (трансформаторы Тр5-Тр7, диоды Д18-Д2з). Входы преобразователей синусоидального напряжения соединены с регулируемым напряжением через разделительные трансформаторы (Тр2-Тр4) и измерительный трансформатор ТН. Преобразователи синусоидального напряжения выполнены по схеме .с диодным ограничением входных сигналов. Такая схема позволяет обеспечивать устойчивую работу датчика импульсов даже при очень глубокой посадке регулируемого .напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемое напряжение после суммирования с составляющей наиряжения задатчика ycTaiBKH сначала иреоюразуется по трехфазной мостовой схеме выпрямителя. Полученное пульсирующее напряженпе {с частотой пульсации б раз за период) затем поступает непосредственно на сбалансированный нелинейный

MOiCT.

С выхода нелинейного моста напряжение, равное разности между мгновенным значением выпрямленного и напряжением, соответствующим балансу моста, поступает на отрицательный вход усилителя ОУ: (компаратора), где оно сравнивается с напряжением усилителя ОУ2, поступающим на иоложительный вход. Разность этих напряжений при замкнутом ключе (открыт транзистор TI) изменяет напряжение конденсатора d. Причем изменение напряжения конденсатора до тех пор, пока разность напряжений на входах компаратора не станет равной нулю.

Параметры цепи выбраны такими, что при замыкании ключа напряжение на конденсаторе Ci и, следовательно, на выходе усилителя ОУ2 практически мгновенно устанавливается 5 равным напряжению на выходе нелинейного моста. При разомкнутом ключе напряжение на выходе усилителя ОУг остается неизменным, так как цепь разряда конденсатора через ИСТОКОВЫЙ повторитель Те имеет довольно

10 большую постоянную времени.

Ключ управляется от датчика синхронных им1пульсов, которые вырабатываются в датчике в моменты изменения полярности фазных напряжений. Так как входные напряжения

5 преобразователей сдвинуты по фазе относительно регулируемого на 30°, то каждый импуЛьс управлеиия совпадает по времени с максимальным пульсирующей составляющей выпрямленного напряжения. В связи с этим на

0 выходе усилителя ОУ2 фиксируется отклонение амплитудного значения регулируемого напряжения от заданной величины. Это отклонение напряжения носле усиления поступает на вход исполнительного элемента системы

5 регулирования - управляемую систему возбуждения.

Формула изобретения

0 Устройство для регулирования напряжения сиихроиной машины, содержащее задатчик уставки напряжения, выявительный элемент отклонения напряжения от заданного, трехфазный мостовой выпрямитель, фильтр, включающий в себя элемент памяти, управляемый ключ и датчик синхронных импульсов, и усилительный элемент, связанный с системой управления возбудителем машины, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, элемент памяти снабжен компаратором напряжения, интегрирующим усилителем и резисторами обратной связи, при этом выход трехфазного мостового выирямителя соединен непосредственно со вхо° дом выявительного элемента отклонения напряжения, выход которого соединен через компаратор напряжения, управляемый ключ и интегрирующий усилитель со входом усилительного элемента, а выход интегрирующего усилителя - через резисторы обратной связи соединен со вторым входом компаратора, причем вход управляемого ключа подключен к выходу датчика синхронных импульсов.