Регулятор тока возбуждения для электрической машины Советский патент 1980 года по МПК H02P9/30 H02P7/28 

J54) РЕГУЛЯТОР ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тока возбуждения электриче ких машин, применяемых преимущественно в системах электроснабжения для автономных объектов, работающих в широком диапазоне изменения температуры Известен регулятор возбуждения для электрических мвашин, содержащий транзисторный усилитель, импульсное фазосдвигающее устройство, измерительный орган, трансформатор тока, включенный в выходную цепь транзистора, и тиристор, включенный параллельно вторичной обмотке токрвого трансформатора i. Недостатком известного регулятора является уменьшение точности при изменении сопротивления обмотки возбуждения в результате нагрева. Известно другое устройство для регул рования возбуждений электрических машин, содержащее регулирующий орган в виде тиристора, включенного на выход 0вухполуперио|ЮОГо выпрямителя, модулятор ширины импульсов, измерительный элемент, источник питания с дросселем насьицения И, Недостаток этого устройства также; состоит в снижений точности при изменении сопротивления обмотки возбуждения. Наиболее близкимпо технической сущности к изобретению является регулятор тока для электрических машин, содержшций последовательно соединенные измерительный элемент, устройство управления и регулирующий орган, соединенный с обмоткой возбуждения, в цепь которой последовательно включен . Для повышения точности регулирования между обмоткой возбуждения и средней точкой делителя напряжения измерительного устройства включена интегрирующая цепочка. Указанный регулятор имеет высокую точность регулирования при изменениях скорости вращения и нагрузки генератора. 37 Оа ЖЙпЮйышШи достигает ся введением положительной обратной связи цо напряжению обмотки возбуждения, т.е. увеличением коэффициента передачи регулятора при одновременном уменьшении запаса устойчивости системы регулирования. При наличии возмущений, таких, наприм, как иамейёШё сбп|}6т«вления обмотки возбуждения и, следовательно, требуемого напрйже- ВИЯ возбуждейия в 2,5-3 раза, п высоком коэффициенте передаяя лятора (Kpef ) значительно увеличивать коэффициент о атной (К Q ) по напряжению воз ждени5 что невозможно, так как и естпо, что Для замкнутой системы должно обеспечиваться неравенсчво Кр0,.-- KJJP 1. Поэтбму известный perynsnop не может обеспечить высокой |точнбсти регулирования при изменении сопротивления обмотки воз ждепия в 2,5-3 раза. изобретения - псвышение точ ностн регулировдаия при температурвьет сопротивления обмотки возбуждения.. Укйзанйая цель доститгается тем, что регулятор тока возбуждения для электрических машин д6полвните ьно снабжен активно-индуктивной ; цепочкой, состояще из последовательно соединенных вьюокоомных дросселя и резистора, и апервк дичес|шм фильтром, причем активно-индуКшваая цепочка включена параллельно обмотке возбуждений с шуятом, вход апериодическотх) фильтра тгодклю- . чен к точке соединения высокоомного рросселя и рёзйЫчэраг и точке соединени обмотки возбуждения и , а выход к дополнительному входу устройства управления. На фиг. 1 приведена структурная бпок-схема регулятора тока воэбужаенв на фиг. то остйые хч актернстики системы элек-фоснаШёния индуктивной T iibffii anepHooSirecioro фильтре. Регулятор тока возбуждения для электрических машин содержит измерительный элемент I, свшанни Й с блоком 2 уйраблёния, выход кЬ- ЬрйЬго подключе к регулирующему органу 3, который соединен с обмоткой 4 вЗзбуждения, в .neiiiH которойе оиг шунт 5. Параллельно обмотке возбуждёОТяТвключены диод 6, активно-индуктивная цепочке 7 coq тоЩая)йа последоватгльно соединенных высокоомньйс дросселя 8 и резистора 9 1 Апериодический фильтр 10 своим входом подключен к несоединенным между собой вьтодами резистора 9 и шунта 5, а выходом - к дополнительному входу блока управления 2. Регулятор работает следукацим образом. Сиг;нал от измерительного элемента 1 через блок управления 2 по входу 11 поступает на регулирующий орган 3 и открывает его. По обмотке возбуждения 4 протекает ток, пропорциональный сигналу управления и сопротивлению обмотки возбуждения 4. Через дроссель 8и резистор 9 тдэотекает ток пропорциональный сигналу у1фавления и значительно меньший тока возбуждения, так как сопротивление дросселя 8 и резистора 9 выбирается во много раз большим, чем сопротивление обмотки возбуждения 4., Нащуяжение на резисторе 9 пропорционально сигналу управления, а напряжение на шунте 5 пропорционально сигналу управления и сопротивлению, обМо.тки Возбуждения. Значение резистора 9выбрано так, чтобы при нормальной температуре обмотки 4 возбуждения напряжения на резисторе 9 и шунте 5 были равны и СиПиай на входе апериодического фильтра 10 отсутствовал. При увеличении сопротивления обмотки 4 возбуждения вследствие нагрева ращ)якбнъе на резисторе 9 становится напряжения на шунте 5 и на; дополнительном входе . 12 блока у1фав;уения появляется сигнал, пропорциональнь й увеличению сопротивления обмотки ,4 возбуждения и самому сигналу управления который допотщительяо открывает регулирующий орган 3 . и Компенсирует увеличение сопротивления обмотКи 4 возбуждения. Апериодический фильтр сйужит для исключения иаразитн лх колебаний тока врзбуждених которые могут Возникнуть при резких изменениво: сигнала управления вследствие неравенства постоянных времени активно-индуктивной цепочки 7 и обмотки 4 возбуждения. Таким образом, предлагаемый регулятор возбуждения оказывается нечувствительным к изменению сопротивления обмотки возбуждения электрической машины вследствие нагрева, который , в современных специальных электрических машинах, используемых автономных источниках электропитания, может достигать 4ООС. Характеристики А и В фиг. 2 относятся к исходной схеме без ак1-ивно-индуктивной цепочки соответственно для нагрузок R и « характеристики :6 и С относ ся к рйулятору с активно-индуктивной цепочкой и апериодвгческим 4|ильтром соответсгвейно для нагрузок Лрл. и О ч гв1 .O) По характеристикам видно, что npej лагаемый регулятор имеет практически неизменнутю характеристику тфи разлад нагрузках, сопротивление которых от личается в 2,5 раза. Введение дополнительных элементов не изменяет зйпаса устойчивости системы регулирой ания и коэффициент передачи регулятора остается неизмеаным при всех измененияк режима работы электрической машины., Использование изобретения способствует повышению точности регулируемого параметра (скорости вращения, напряжения первичного источника, что обеспечивает снижение электрической , и термической нагрузки на всех силовых электрических элементах 1ЧЕ еобразоватёльных устройств потребителей (диоды, 1рйоды, тиристоры, конденсаторы, резисторы и т.д.), а это позволяет повысить надежность тих эле ментов или при заданной надежности снизить их массу и стоимость. Формула изобретения Регулятор тока возбуждения для электрической машины, содержащий ггоследовательно соединенные измерительный элемент, блок управления и регулирующий орган, соединенный с обмоткой возбуждений, в цепь которой последовательно включен шунт, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности регулиробяния щт темп атурном изменении сопротивления обмотки возбуждения, дополнительно введены активнЪ-шдуктивная цепочка, состоящая из последовательно соеданенных высо оомного с осселя в резистора, в апериодический фильтр, причем активнр-индуктиввая цепочке ъжяючеой параллельно охотке возбуждения с шунтом, вход арери6дическо Ч) фвяьтр а подключен к трчке соеданення высокоомного щюсселяи резистора п fovie соединения обйотки возбуждения и шунта, а вьосодк Дополнительному входу блока управле вия., Источники информации, принятые во вщманне при 9Kcnepiti3e 1.Авторсхое сввпвтельство СССР 322843 клН О2 Р 9/14, 1970. 2. Авторское свиоетельство СССР 23$07О, кл. Н О2 Р 9/ЗО, 1967. 3. Авторское свидетельство СССР 317155, кл. Н О2 Р 9/30, 1965.