Регулятор возбуждения для синхронных машин Советский патент 1976 года по МПК H02P9/30 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования полупроводниковых систем возбуждения синхронных электрических машин, преимущественно синхронных генераторов, в функции напряжения и тока статорной цепи.

Известны регуляторы возбуждения для электрических синхронных машин, воздействующие на тиристорный преобразователь в цепи возбуждения и содержащие датчик напряжения и малоиперционный дискретный фильтр, выходное напряжение которого подается в систему управления преобразователя 1,2,3.

В регуляторе возбуждения синхронных - генераторов 3 содержится тиристорный преобразователь, управляемый импульсами фазоимпульсного устройства, сдвиг фазы импульсов которого зависит от выходной величины датчика напряжения. Недостатком устройства является инерционность датчика напряжения.

Устройства 1, 2 содержат быстродействующий дискретный фильтр, включающий запоминающую емкость, ключ, подключающий запоминающую емкость на вход схемы, и генератор импульсов, управляющий ключом и определяющий момент переключения. Наличие в этих устройствах специального генератора импульсов, предназначенного для управления ключом, понижает надежность схемы регулирования.

Известны также регуляторы, в которых датчик напряжения выполнен фазочувствительным 4. В таком регуляторе на выходе блока напряжения формируется сигнал, пропорциональный векторной сумме напряжения и тока синхронного генератора. Нз известных регуляторов возбуждения

наиболее близким по технической сущности является регулятор, который содержит выпрямитель на управляемых вентилях, датчик напряжения, мОлЧулятор амнлитуды пилообразного напряжения, дискретный фильтр, образованный конденсатором и транзисторным ключом, соединя1ощим модулятор амплитуды пилообразного напряжения и конденсатор дискретного фильтра, фазоимпульсное устройство, на вход которого подключен выход

дискретного фильтра, и генератор непериодических импульсов 2. Мгновенное значение пилообразного напряжения периодически передается на запоминающий конденсатор через транзисторный ключ. Кратковременное

отпирание ключа производится генератором непериодических импульсов. Генератор непериодических импульсов, включающий блокинг-генератор и пиктрансформатор, подключенный к трансформатору тока синхропной мапганы, усложняет схему и настройку

регулятора возбуждения и понижает надежность работы регулятора.

Цель изобретения - уирощснис схемы регулятора возбуждения.

В предлагаемом регуляторе возбуждения это достигается путем присоединения цепи управления полупроводникового ключа дискретного фильтра к выходу одного из каналов фазоимпульсного устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - диаграмма напряжений в регуляторе.

Входным блоком регулятора является фазочувствительцый датчик напряжения, включающий трансформатор напряжения 1, подключенный к потенциометру 2, и трансформатор тока 3, подключенный к потенциометру 4. Выход фазочувствительного датчика подключен к входной цепи модулятора амп.титуды пилообразного напряжения, содержащего последовательно соединенные диод 5 и стабилитрон 6, эмиттерный повторитель 7 и конденсатор 8. К электродам конденсатора 8 подключена входная цепь дискретного фильтра, содержащего полупроводниковый ключ 9, конденсатор 10 и эмиттерный повторитель И. Выходная цепь эмиттерного повторителя И подключена к потенциальной цеци управления углом сдвига импульсов фазоимпульсного устройства 12. Вторичная обмотка одного выходного импульсного трансформатора 13 фазоимпульсного устройства 12 подключена к база-эмиттерной цепи управления полупроводникового ключа 9, все выходные импульсные цепи фазоимпульсного устройства 12 подключены к цепям управления выпрямителя 14, на выходы которого подключена обмотка возбуждения 15 синхронной мащины 16, в статорную цепь которой включены трансформаторы 1 и 3.

Регулятор работает следующим образом. Линейное нанряжение синхронной мащииы 16, поступающее в схему через согласующий трансформатор 1, векторно суммируется с выпрямителем на потенциометре 4. пропорциональным фазному току. Суммарное напряжение Ui формируется на потенциометре 2, выпрямляется диодом 5 и ограничивается стабилитроном 6, уставка которого равна U. После стабилитрона 6 напряжение в форме отрезка синусоид отрицательного знака поступает в эмиттерный повторитель 7 и заряжает конденсатор 8, на котором формируется пилообразное напряжение /з с крутым передним фронтом, определяемым напряжением на выходе стабилитрона 6, и экспоненциальным задним фронтом, крутизна которого зависит от выходного сопротивления эмиттерного повторителя 7.

Амплитуда пилообразного напряжения f/з зависит от разности между амплитудой напряжения Ui и уставкой L/2 стабилитрона и, следовательно, зависит от напряжения и тока синхронной мащины. Пилообразное напряжение U-J подается на нолунроводниковый ключ

9. Ключ 9 открывается в момент времени /i, в этот момент на вход ключа поступает имиульс нз выходного импульсного трансформатора 13 одного из каналов фазоимпульсного

устройства 12. При этом мгновенное значение f/s пилообразного напряжения запоминается в форме напряжения Ue на конденсаторе 10 II передается через эмиттерный повторитель 11 в фазоимпульсное устройство 12. Устройство настроено таким образом, что увеличение сигнала управления на входе фазоимпульсного устройства вызывает увеличение угла регулирования и соответственно уменьщение тока возбуждения синхронной маи1ины.

При новыщении или нонижеиии напряжения синхронной машины от установленного значения модулятор амплгггуды пилообразного нанряжения меняет мгновениое значение пилообразного напряжения, что вызывает изменеиие сигнала управления тиристорньш преобразователем. При увеличении нанряжения на входе регулятора амплитуда пилообразного нанряжения возрастает, напряжение управления также возрастает, что вызывает

уменьшение тока возбуждения и соответственно уменьщение возмущающего воздействия. Если возмущающее воздействие вынуждает измениться угол управления, например, в сторону отставания и импульс поступает на

транзисторный ключ в момент 4, то возникающее в этом случае уменьшение напряжения управления до величины Ui и увеличение тока возбуждения вызывает возрастание амплитуды пилообразного наиряжения, что приводит к компенсации возмун1,ения.

Таким образом, использование одного из каналов фазоимпульспого устройства в качестве генератора непериодических импульсов замыкает контур отрицательной обратной связи регулятора напряжения и упрощает устройство за счет устранения специального генератора.

Регулятор может быть использован в тирнсторных возбудительных устройствах для

синхронных двигателей и генераторов.

Формула изобретения

Регулятор возбуждения для синхронных

мащии, содержа1ций выпрямитель на управляемых вентилях, на вход которого подключена обмотка возбуждения синхронной машины, фотоимпульсные устройства, подключенные к цепям управления выпрямителем, датчик напряжения, например фазочувствительный, подключенный к статорной цепи синхронной машины, модулятор пилообразного напряжения, вход которого подключен на выход датчика напряжеиия, дискретный фильтр

на основе емкости полупроводникового ключа, включенный последовательно между выходом модулятора пилообразных импульсов и указанной емкостью, соединенной с входом фазоимпульсиого устройства, и эмиттерные повторители, отличающийся тем, что, с целью Зпрощения регулятора, цепь управления полупроводникового ключа дискретного фнльтра присоединена к выходу одного из каналов фазоимпульсного устройства. Источники информации, ппинятые во внимание при экспертизе. 1.Авт. св. СССР № 286027, кл. Н 02Р 9/30, 1967. 2.Авт. св. СССР № 235155, кл. Н 02 3/33, 1965. 3. Авт. св. СССР № 260726, кл. Н 02Р 9/26, 1967. 4. Труды ВЭИ, вып. 78, 1968, стр. 75-77.

., и