Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора Советский патент 1979 года по МПК H02P9/46 

жения /вар на-варикондах фазы А, и на выход измерительного элемента 9.

При уменьшении нагрузки 1н напряжение асинхронного генератора увеличивается и превышает номинальное. Возникает необходимость уменьшить емкость варикондов. Так как характеристика варикондов относительно нулевого уровня управляющего напряжения четная, то для управления используется одна ее половина. Для уменьшения емкости варикондов нужно увеличить постоянное управляющее напряжение на их обкладках, что достигается отпиранием тиристора 3. При этом тиристор 4 в работе не участвует. Отпирание тиристора 3 в условно-нечетном полупериоде (фиг. 3) приводит к неравенству токов, протекающих через варпконды фазы А, в течение двух следующих друг за другом полупериодов. Зарядно-разрядный резистор ограничивает ток, протекающий через тиристоры. Несимметрия токов вызывает появление постоянной составляющей напряжения на варикондах фазы А. Вариконды трех фаз по постоянному току соединены параллельно через низкое омическое сопротивление статорных обмоток АГ (до 1 Ом) и нагрузки ZH. Благодаря этому постоянное напряжение, имеющееся на варикондах фазы А, оказывается приложенным к варикондам фаз В к С. Происходит симметричное уменьшение емкости варикондов трех фаз и, как следствие, умепьщение напряжения асинхронного генератора.

При увеличении нагрузки /п и понижении напряжения генератора системой управления варикондами вырабатывается сигнал, который поступает на управляющие электроды тиристора 4, что приводит к его открыванию в условно-четный полупериод и снижению постоянного управляющего напряжения на варикондах Сь. В результате увеличивается емкость варикоидов, а следовательно, и напряжение генератора.

Работает устройство управления тиристорами следующим образом.

На обмотку 10 трансформатора 11 (фиг. 2) подается линейное напряжение Ubc АГ. Вторичные обмотки 12 и 13 трансформатора 11, питающие блокинг-генераторы 5 и 6, включены таким образом, чтобы они имели возможность к возбуждению в разные полуперноды линейного напряжения Ubc АГ (фиг. 3,а). Стабилитроны 14 и 15 предназначены для стабилизации наиряжения па транзисторах 16 и 17, благодаря чему достигается стабилизация по амплитуде управляемых импульсов, подаваемых с обмоток 18 и 19 переходных трансформаторов блокинг-генераторов 5 и 6 соответственно на управляющие переходы тиристоров 3 и 4. Линейное напряжение Ubc отстает от напряжения фазы А на я/2, поэтому тиристор 3 может отпираться в интервале от л/2 до я, а тиристор 4 в интервале

от 2л; до 5/2л (см. фиг. 3,а и 3,в). Обмотка 20 (21) трансформатора 11 включена так, чтобы в нерабочий период для блокинг-генератора 5 к конденсатору 22 прикладывалось напряжение открытого диода 23. Цепь тока в этот полупериод: обмотка 20, диоды 23, 24, резистор 25, обмотка 20.

Это напряжение U для транзистора IG блокинг-генератора 5 является запирающим (фпг. 3,6). В следующий полупери-од к конденсатору 22 прикладывается напряжение стабилитрона 26 (цепь тока: обмотка 20, резистор 27, диод 28, стабилитрон 26, обмотка 20.

Емкость перезаряжается с постоянной времени, определяемой величиной емкости конденсатора 22 и подстроенным резистором 29. Когда наиряжение на конденсаторе 22 достигает порога отпирания транзистора 16, блокииг-генератор 5 возбуждается. Работа второго генератора пилообразного напряжения аналогична работе лервого генератора пилообразного напряжения со смещением на полпериода (фиг. 3,6).

При отсутствии на выходе измерительного элемента управляющего напряжения (Uynp. Q} схема настраивается (резисторами 29 и 30) так, чтобы наиряжение на конденсаторах 22 и 31 достигало иорога открывания транзисторов 16 и 17 в моменты времени л и 2л соответственно, как показано на фиг. 3,6. В эти моменты времени напряжения на тиристорах 3 и 4 равны нулю и тиристоры закрыты. Постоянное напряжение на варикондах отсутствует, и их емкость максимальна, что соответствует максимальной нагрузке АГ. Измерительный элемент должен быть выполнен таким образом, чтобы при уменьшении нагрузки АГ напрял ение на выходе измерительиого элемента 9 возрастало.

Теперь напряжение, прикладываемое к база-эмиттерному переходу транзистора 16 равно f/63,, 3 К база-эмиттерному переходу транзистора 17 6йэ„ 6з1 + /зз (фиг. 3,6) где f/32 и бзз напряжение на резисторах 32 и 33.

Запуск блокинг-геператора 5 происходит на угол а раньше, а блокннг-геператора 6 - позднее (фиг. 3,в). Запуск блокинг-генератора 5 вызывает отпирание тиристора 3, так как на нем в этот момент времени положительное напряжение, а тиристор 4 остается закрытым, так как на нем в этот же момент времени отрицательное напряжение (фиг. 3,в, кривая I).

После окончания переходного процесса и установления постоянного управляющего напряжения на варикондах величина мгновенного напряжения на варикондах пройдет через нулевое значение в моменты времени л-а и 2л+а, т. е. тогда, когда управляющие сигналы на тиристорах 3 и 4 равны нулю. Этим обеспечивается новое равновесное состояние и высокая чувствительность системы управления. При таком изменении нагрузки АГ управляющее напряжение f/ynp должно измениться на столько, чтобы обеспечить изменение угла а на 11/2 и, следовательно, изменение постоянного управляющего напряжения на варикондах от нуля до амплитудного значения фазного напряжения. При уменьщении угла а отпирается только тиристор 4, что приводит к уменьщению напряжения на варикондах. Работа устройства но уменьшению постоянного напряжения на варикондах полностью аналогична описанному процессу повыщения этого напряжения.

Описанное техническое рещение позволяет повысить быстродействие процесса рстулирования и, кроме того, уменьшить вес н габариты устройства.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования нанряжения асинхронного генератора, содержащее вариконды, схему управления ими с измерительным злементом, определяющим отклонение напряжения генератора от заданного, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия процесса регулирования, экономичности н уменьщения веса и габаритов устройства, схема управления варикондамн снабжена двумя тиристорами, которые подключены параллельно варикондам одной фазы, двумя блокпнг-тенераторами, выходы которых подключены к управляющим переходам тпрпсторов, двумя генерато)ам11 пилообразного напряжения, синхронизированными напряжением, сдвинутым на 90 относительно наиряження на варпкондах, выход1 1 которых подключены ко входам блокинггенераторов, а выход измеритель)юго элемента подключен ко вторым входам блокинг-генераторов.

Источникн информации, принятые во вннманне при экспертизе 1. Труды Кубанского сельскохозяйственного института, вып. 39. «Асинхронные генераторы в сельском хозяйстве. Краснодар, 1970, с. 110-112.