Устройство для самовозбуждения синхронного генератора Советский патент 1980 года по МПК H02P9/38 

1

Изобретение относится к области регулирования параметров синхронного генератора и может быть использовано в установках неизменного тока по схеме : синхронный генератор - неуправляе-5 мый выпрямитель-электродвигатель постоянного тока, применяемых преимущественно на судах технического и промыслового флотов.

Известна система самовозбуждения 10 синхронного генератора, состоящая из трансформатора фазового компаундирования с дросселем отбора и полупроводникового корректора l. При этом вход измерительного блока корректора 5 соединен с измерительным трансформатором тока главной цепи установки, а силовой элемент корректора и обмотка управления дросселя отбора подключены к источнику постоянного стабилизи- 20 рованного напряжения.

Однако эта система сложна и быстродействие ее недостаточно.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система самовоз-25 буждения синхронного генератора, состоярая из управляемого подмагничиванием стержней трансформатора фазового компаундирования с магнитным шунтом, отделяющим обмотку напряжения и зо

вторичные управляющую и питающую обмотки корректора от токовой-подсагничивающей и вторичной, включенной через выпрямитель на обмотку возбуждения генератора, а также взаимосвязанного с трансформатором полупроводникового релейно-импульсного корректора, измерительный блок которого и силовой тиристор, образующий с обмоткой подмагничивания силовую цепь корректора, подключены соответственно к, управляющей и питающей обмоткам компаундирующего трансформатора 2. За счет жесткой магнитной связи этих обмоток с обмоткой напряжения и специальной схемы соединения обеспечивается относительно стабильное периодическое напряжение питания и опережающее его на 60 электрических градусов управляющее напряжение корректора.

Однако при использовании синхронного генератора с.указанной системой возбузвдения в установке неизменного тока, когда напряжение генератора, а следовательно, и напряжение питания корректора дестабилизируются, нормгшьная работа корректора становится невозможной. Подключение корректора к стороннему источнику стабилизированного периодического напряжения не решает проблеял в связи с тем, что не совпадают частоты питающего и управляющего напряжений, так как последнее пропорционально току главной цепи установки. Подключение силовой цепочки.корректора к источнику постоянного напряжения исключается из-за того, что в этом случае не закрывается силовой Тиристор. Цель изобретения - стабилизировать ток при работе генератора, через выпрямитель на нагрузку постоянного тока Это достигается тем, что .устройство для автоматической.стабилизации тока синхронного генератора, включающее управляе1 Ф1й трансформатор фазового компаундирования с магнитным шунтом, отделяющим обмотку.напряжения от токовой, подмагничиваюйей и вторичной, включ енной через, выпрямитель на обмотку возбуждения генератора, а Также взаимрсвяз.анный с трансформатором полупроводниковый релейно-импульс ный корректор, имеющий измерительный блок и силовой тиристор, образующий с подмагничивающей обмоткой силовую цепь корректора, снабжено измерительным шунтом в цепи нагрузки постоянного тока, трехфазным источником стабилизированного напряжения и однофазными трансформаторами управляющего и питающего напряжений, первичные обмотки которых включены на разные фазы трехфазного источника стабилизированного напряжения, а вторичные - соответственно на вход измерительного бло ка и на силовую цепь корректора, причем на вход измерительного органа также подключен измерительный шунт в цепи нагрузки постоянного.тока. Для обеспечения возможности функционирования установки при различных уставках неизменного тока в главной цепи параллельно вторичной обмотке трансформатора управляющего напряжения включен потенциометр. . На фиг. 2. представлена принципиал ная схема устройства для самовозбужде ния генератора на фиг. 2 - кривые, поясняющие работу устройства. Система возбуждения синхронного ге нератора 1 содержит управляемый помагничиванием стержней трансформатор 2 фазового компаундирования с магнит ным шунтом 3, отделяющим обмотку нап ряжения вторичную управляющую 5 и питающую б обмотки корректора от т ковой 7, подмагничивающей 8 и вторич ной 9, включенной через выпрямитель 10 на обмотку возбуждения 11, а такж полупроводниковый рёлейно-импульсный корректор 12, имекнций измерительный блок 13 и силовой, тиристор 14, образ ющий с обмоткой 8 силовую цепь корре тора. На их входы в установке неизменного тока вместо отключенных обмо ток 5 и 6 трансформатора 2 соединяют вторичные обмотки однофазных трансфо маторов управляющего 15 и питающего 16 напряжения, первичные обмотки которых подключены соответственно к фазам А-В и А-С. На вход блока 13 последовательно с цепью вторичной обмот- / ки трансформатора 15 также включается цепь датчиков тока, состоящая из измерительного шунта 17. Потенциометр 18, соединенный параллельно вторичной обмотке трансформатора 15, служит.для изменения уставки тока в цепи постоянного тока установки. Устройство работает следующим образом. При работе синхронного генератора 1 в режиме неизменного тока питание блок 13 и силовой цепи корректора, состоящей из тиристора 14 и обмотки 8, осуществляется соответственно от трансформаторов 15 и 16. Подключение обмо.ток этих трансформаторов согласно схеме на фиг. 1 обеспечивает получение на зажимах вторичных обмоток управляющего напряжения отстающего от него на 60 электрических градусов, питакядего напряжения и.(фиг.2) Сигнал, пропорциональный току в главном контуре установки, ,, снимаемый с измерительного шунта 17, суммируется на входе блока 13 с напряжением сравнивается с напряжением установки Uj, которое обусловлено стабилитроном в схеме блока 13. Если суммарное напряжение Ц и больше U..,, то происходит пробой стабилитрона, с выхода блока 13 поступает импульс тока Т./ на управляющий электрод тиристора 14 и в результате к обмотке. 8 приложено напряжение положительной полуволны U0. Таким образом, при отклонении тока в главном контуре сверх заданного значения по обмотке 8 протекает ток,увеличивакадий магнитное сопротивление стержней сердечника, что приводит к уменьшению ЭДС обмотки 9 и, в конечном счете, развозбуждёнию генератора 1 и восстановлению заданного значения тока, а при отклонении тока ниже заданного значения, наоборот, к закрыванию тиристора, раз магничиваиию трансформатора 2 подвозбуждению генератора 1 за счет определенного соотношения витков первичных обмоток 4,7 и вторичной 9, обеспечивающего превьнаение требуемого тока возбуждения, что также приводит к восстановлению заданного значения тока в главном контуре. Устройство расширяет функции систе1«Лсамовозбуждения синхронного генератора, что позволяет использовать генератор в установках неизменного toKa. При этом не возникает необходимости б разработке и подключении к генератору специального регулятора, не требуется существенных затрат на переоборудование имеющейся системЕ возбуждения, а также сохраняется возможность переключения генератбра в

сеть неизменного напряжения, что весьма существенно в связи с актуальностъю проблемы повышения коэффициента использования генераторов, например, на судах, где имеются движительная установка неизменного тока и общесудовгш сеть неизменного напряжения.

Формула изобретения

1. Устройство для самовозбуждения синх1 онного генератора, включакнцее управляемый трансформатор фазового компаундирования с магнитным шунтом, отделяющим обмотку напряжения от токовой, подмагничивакидей и вторичной, включенной через выпрямитель на обмотку возбужд ения генератора, а также взаимосвязанный с трансформатором полупроводниковый релейно-импульсный , корректор, имеющий измерительный блок и силовой тиристор, образующий с подмагничиваюшей обмоткой силовую цепь корректора, отличающееся тем, что, с целью стабилизации тока при работе генератора через выпрямитель на нагрузку постоянного тока, устройство снабжено измерительным шунтом в цепи нагрузки постоянного тока, трехфазным источником стабилизированного напряжения и однофазными

транс форматорами управляющего и питающего напряжений, первичные обмотки которых включены на разные фазы трехфазного источника стабилизированного напряжения, а вторичные - соответJ ственно на вход измерительного блока и на силовую цепь корректора, причем на вход измерительного органа также подключен измерительный шунт в цепи .нагрузки постоянного тока.

Q 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности функционирования установки при различных установках неизменного тока в главной , параллельно вторичной обмотке.

5 трансформатора управляющего напряжения включен потенциометр.

Источники информации, . принятые so внимание при Экспертизе

1.Аронов О. Н,, Максимов Ю. И.

0 Использование сгииювозбуждающихся синхронных генераторов в гребных злектрических установках, м., Судостроение, 1966, 7, с. 40-42.

2.Синхронные генераторы серии

5 ГМС на 500 и 750 об/ми.. Электрические машины. Каталог. Отделение ВНИИЭМ по НТИ в электротехнике. М., Информэлектро, 1973, 11 с., с изменениями 1 1975, 2 с, № 2, 1977, с.2.

&IAJ |3 bow

И,

3

(J-t

/

uH

-5