Устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины Советский патент 1979 года по МПК H02P9/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСЩЕТОЧНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к регулированию возбуждения бе сщеточных возбудителей, содержащих вращающиеся управляемые преобразователи.

Известны устройства бесщеточного возбуждения синхронных машин, содержащие возбудитель переменного тока, представляющий собой синхронный генератор обращенного исполнения, на зажи мы которого включен вращающийся управляемый .выпрямитель, соединённый с обмоткой возбуждения синхронной мёшшны. Регулирование возбуждения синхронной машины производится автомагически регулятором возбуждения, воздействующим посредством бесконтактной системы управления на цепи управления вращгиощихся тиристоров 11, 2 и 3. .

В указанных устройствах питание , неподвижной обмотки возбуждения возбудителя осуществляется от нерегулируемого источника постоянного тока - неуправляемого выпрямителя, включенного на зажимы подвозбудителя, представлякицего собой генератор переменного тока с постоянными магнитами.

Недостатком этих устройств является зависимость напряжения на вЫводах возбудителя от его нагрузки, что может привести, в зависимости от параметров системы возбуждения, либо к перенапряжениям на тиристорах и обмотке возбуждения синхронной машины, либо к снижению форсировочной 1способн6сти системы возбуждения в переходном процессе.

Известно устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащее возбудитель, вращающийся управляемый выпрямитель, тиристорный преобразователь с соответствующими системами управления, автоматический регулятор возбуждения синхронной машины, использующий бесконтактные датчики тока и напряжения возбуждения синхронной машины и автоматический регулятор напряжения с сумматором

Недостатком известного устройства является пониженная надежность систе вл возбуждения вследствие применения щеточно-контактного аппарата, а такж необходимость проведения его профилатического обслуживания.

С целью повышения надежности в устройстве для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащем возбудитель, вращающийся управляемый / . выпрямитель,.тиристорный преобразователь с соотретствующими системами управления, автоматический регулято возбуждения синхронной машины, входа которого связаны с бесконтактныкш датчиками токи и напряжения возбуждения синхронной машины и автоматйческий регулятор напряжения вЬзбудйтеля с сумматором, автоматичэс кий регулятор напряжения возбудителя снабжен датчиком тока возбуждения возбудителя, двумя операционными уси лителями,- двумя источниками смещения и выпрямителем, причем выход датчика тока возбуждения возбудителя включен на первый вход сумматора, выход датч ка тока возбудителя синхронной манины через первый операционный усилите связай со вторым входом сумматора, источник смещения соединен с третьим входом сумматора, а; выход датчика .напряжения возбуждения синхронной Машины подключен к входу второго опе рационнойэ усилителя, включённого по схеМе сравнения с напряжением вто рого источника смещения, выход второго опера1ционного усилителя соедине черёЭ выпрямитель d четвертым входом 1сумма тора, выход которого подключен к/системе управления тиристорногд пр образователя . ..-.--, : --, . На чертеже представлена структур на:я схема, предлагаемого устройства для бесщеточибго возбуждения синхрон ной машины.. : Схема содержит синхронную машину 1с обмоткой возбуждения 2, вращающийся управляеьдлй выпрямитель 3, соединенный с обмоткой переменного Тока возбудителя 4. Автоматический регулятор возбуждения (APJB) синхронной машины 5 воздействует посред ством бесконтактной системы управления 6 на врсОдающийся выпрямитель 3. На входы АРВ 5 включены трансформато ры напряжения 7 и тока 8 синхронной машины, а также выходы бесконтактны датчиков тока и напряжения возбуждения синхронной машины. Бесконтактный датчик тока возбуждения имеет вращающуюся 9а и неподвижную 9 о части. Бесконтактный датчик напряжения возбуждения имеет вращающуюся 10 а и неподвижную 10 (Г части. Питание обмотки возбуждения 11 возбудителя 4 производится от тиристор ного преобразователя 12, включенного на выводы подвозбудителя 13, в качестве которого использован генератор с постоянными магнитами. В состав автоматическозг-о регулятора напряжения возбудителя 14 входят опе рационные усилители 15 и 16. Вход операционного усилителя 15 связан с выходом неподвижной части 9 «Г датчика тока возбуждения. Вход операционного усилителя 16 связан с BbSoдом неподвижной части 10 S датчика напряжения возбуждения. Второй вход операционного усилителя 16 соединен с Источником 17. Входы сумматора 18, также входящего в состав автоматического регулятора напряжения 14, соединены с выходом операционного усилителя 15 с источником смещения 19 с выходом операционного усилителя 16 через диод .20 и с выходом датчика тока возбуждения возбудителя 21. Выход сумматора соединен со входом СйбтёКЙ Управления 22 тиристорного преобразователя. Устройство работает следующим образом.. Автоматический регулятор напряжения возбудителя 14 работает так, что зависимость тока возбуждения возбудителя 4 от тока;возбуждения синхронной машины Г, определенная при поддержании напряжения на выводах возбудителя, является линейной при изменении тока .возбуждения синхронной машины 1 от нуля до 1,2 номинального значения. Операционный усилитель 15 и источник смещения 19 формируют на втором и третьем входах сумматора 18 уставку регулятора по току возбуждения возбудителя 4, линейно зависящую от тока возбуждения синхронной машины 1: : 3,,. где 3,ст - уСтавка по Току 1возбуждения возбудителя; Зо - смещение/ . . -jT тОк возбуждения генератора;: .. ..,. I 1 - коэффициент пропорциональности. . Разность -между напряжениями первого входа сумматора 18 и суммарного йап1 яжёния второго и третьего входов того же усилителя, представляющая собойвеличину, пропорциональную отклонению тока возбуждения возбудителя 4 от уСтавки, усиливается сумматором 18 и подается на вход системл управления 22, образуя контур регулирования тока возбуждения возбудителя. В режиме формирования возбуждения синхронной машины при токе возбуждения, превышающем 1,2 номинального значения, линейность характеристики (3j) , определенной при постоянстве напряжения возбудителя, нарушается; это может привести к увеличению напряжения возбуждения синхронной машины выше требуемого потолочного значения. Цпя предотвращения указанного увеличения напряжения возбуждения в регуляторе возбудителя предусмотрено ограничение потолочного напряжения возбуждения синхронной машины 1. С этой целью на операционном усилителе 16 формируется сигнал, пропорциональный отклонению напряжения возбужде;1ия синхронной мгииины от требуемого потолочного значения, определяемого источником смещения 17. Выпрямительный элемент 20 служит

для подачи выходного напряжения рперационного усилителя 16 на четвертый вход сумматора 18 только при превышении напряжения возбуждения синхронной машины заданного уровня. Устройство предполагается использовать в системе : бесщеточного возбуждения турбогенератора мощностью 300 Мвт.

Формула изобретения

Устройство для бесщеточного возбуждения синхронной машины, содержащее возбудитель, вращающийся управляемый выпрямитель, тиристорный преобразователь с соответствующими системами управления, автоматический регулятор возбуждения синхронной машины, входы которого связаны с бесконтактными датчиками тока и йапряжения возбуждения синхронной ма.шины и автоматический рег улятор напряжения возбудителя с сумматором, о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью повьпиения надежности, автоматический регулятор напряжения возбудителя снабжен датчиком тока возбуждения возбудителя, двумя операционными усилителями, двумя источ652673

пиками смещения и выпрямителем, причем выход датчика тока возбуждения возбудителя включен на первый В.ХОД сумматора, выход датчика тока возбудителя синхронной машины через первый операционный усилитель связан со вторым входом сумматора,. источник смещения соединен с третьим входом сумматора, а выход датчика напряжения возбуждения синхронной машины подключен к входу второго операционного усилителя, включенного по- схеме сравнения с напряжением второго источника смещения, выход второго операционного усилителя соединен через выпрямитель с четвертым входом сумматора, выход которого подключен к системе управления тиристорного преобразователя.

Иг:точнйки информации, принятые во внимание при экспертизе.

4.Transactions on PAS, 1971, № 6, р 2171-2178.