Устройство для возбуждения синхронного генератора Советский патент 1980 года по МПК H02P9/14 

Изобретение относится к автоматическому регулированию возбуждения синхронных генераторов, работающих на нагрузку переменной величины, и может быть использовано, в частности для заряда конденсаторных батарей большой емкости. Известны устройства для возбуждения синхронных генераторов, содержащие усилитель, силовой вход которого подключен либо к статору генератора (при самовозбуждении), либо к постороннему источнику постоянного или пе ременного напряжения (возбудителю), а выход которого включен на обмотку возбуждения. Эти устройства обеспечи вают стабилизацию либо напряжения, л бо тока, либо мощности синхронного генератора l и i. Однако стабилизация только напряжения или тока генератора не обеспечивает постоянного рабочего режима первичного двигателя в случае, когда сопротивление нагрузки изменяется в широких пределах. Например, при заря де конденсаторной батареи от автоном но работающего генераторного агрегат минимальное время заряда обеспечивается при загрузке-приводного двигате ля номинсшьной мощностью в течение всего времени заряда. Однако стабилизация одной лишь мощности электрического генератора при работе в широком диапазоне изменения напряжения приводит к перегрузкам генератора по току при низких напряжениях и срабатыванию аппаратуры защиты (например, при Ur 0,1 и ном величина тока будет Зр ЮЗцом)- При реализации закона стабилизации номинальной мощности генератора более удобны схемы питания выходного усилителя от постороннего источника переменного тока, так как позволяют расширить диапазон изменения величины нагрузки. Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство для возбуждения синхронного генератора, содержащее синхронный генератор с обмоткой возбуждения, эквивалентную нагрузку переменной величины, суммирующий магнитный усилитель с рабочей обмоткой, подключенной к:одной из. фаз генератора, от которой питается выпрямитель в цепи обмотки возбуждения/ на входы суммирующего магнитного усилителя включены источник постоянного смещения и выход множительного блока, один из входов множительного блока включен паралллельно эквивалентной нагрузке переменной величины к датчику напряжения, другой подключен к датчику тока 3J . Однако это устройство имеет недостаки, заключающиеся в том, что оно стабилизирует лишь мощность генератора, не учитывая ни режима работы генератора при низких напряжениях, когда, стабилизируя мощность генерато ра, устройство увеличивает ток, что приводит к недопустимому прегревугенератора и срабатыванию его защиты, ни режима работы генератора при малых токах, когда возникают перенапряжения способные нарушить прочность электрической изоляции обмоток генератора. Цель изобретения - повышение надеж кости путем ограничения предельного напряжения генератора при малых токах и ограничения предельного тока генера тора при малых напряжениях. Поставленная цель достигается тем что устройство для возбуждения синхронного генератора, работающего на нагрузку переменной величины, например на зарядку конденсаторной батареи, содержащее усилитель, например, тиристорный, силовой вход которого подключен к источнику питания перемен ного тока, выход подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, а управляющие входы подключены к выходу сумматора, на один из входов которого включен выход источника смещения, а на второй - подключен выход множительного блока, один из входов которого служит для подключения на напряжение нагрузки, а другой - для подключения на ток нагрузки, снабжено корректорами напряжения и тока, причем на третий вход сумматора включен выход корректора напряжения, вход которого подключен параллельно первому входу множительного блока, а на четвертый- вход сумматора подключен выход корректора тока, вход которого подключен параллельно второму входу множительного блока. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для возбуждения синхронно генератора; на фиг. 2 - характеристи ка вход-выход корректора напряжения; на фиг. 3 - характеристика корректора тока. Устройство состоит из синхронного генератора 1 с обмоткой 2 возбуждени эквивалентной нагрузки 3 переменной величины, подключенной к шинам синхронного генератора 1, тиристорного усилителя 4, силовой вход которого включей на источник 5 переменного на пряжения, а выход тиристорного усили теля 4 подключен к обмбтке 2 возбужд ния, сумматора б, на входы которого включены источник 7 постоянного смещ ния, выход множительного блока 8, вы ход корректора 9 напряжения, выход корректора 10 тока, а выход сумматор 6 подключен на вход тиристорного уси лителя 4. Один из входов -множительного блока 8 подключен на выход выпрямителя 11 напряжения, другой - к выходу выпрямителя 12, вход последнего включен ко вторичным обмоткам трансформаторов 13 тока. Вход корректора 9напряжения подключен к выходу выпрямителя 11 напряжения, а вход корректора 10 тока к выходу выпрямителя 1 2 . Устройство работает следующим образом. Величина напряжения на входе а сумматора б определяется уставкой по мощности генератора. При изменении величины эквивалентной нагрузки 3 сигналы по напряжению с выпрямителя 11 и по току от трансформаторов 13 через выпрямитель 12 поступают на вход множительного блока 8 и одновременно -на вход корректора 9 напряжения от выпрямителя 11 и на вход корректора 10 тока от выпрямителя 12. Выходной сигнал множительного блока 8, пропорциональный мощности нагрузки 3, поступает на вход б сумматора б. Выходной сигнал корректора 9 напряжения имеет нелинейную зависи-, мость от напряжения генератора 1 (фиг, 2), При превышении напряжением генератора 1 уставки по напряжению выходное напряжение корректора 9 напряжения поступает на вход в сумматора б, складывается с входным сигналом от множительного блока 8 и вследствие этого выходной сигнал сумматора б изменяется таким образом, что ток обмотки 2 возбуждения на выходе тиристорного моста 4 уменьшается, вызывая уменьшение напряжения генератора 1. Аналогично функционирует корректор 10 тока, выход которого подключен ко входу г сумматора б. Выходной сигнал корректора 10 тока имеет нелинейную зависимость от тока генератора 1 (фиг. 3). Увеличение тока генератора 1 сверх уставки по току вызывает пропорционсшьное увеличение выходного напряжения корректора 10 тока. Выходное напряжение корректора 10тока, складываясь с выходным напряжением множительного блока 8, изменяют выходной сигнал сумматора 6 таким образом, что ток обмотки 2 возбуждения на выходе тиристорного усилителя 4 уменьшается, обуславливая уменьшение тока статора генератора 1. Уставки корректора 10 тока и корректора 9 напряжения выбраны таким образом., что пе)вый работает при низких напряжениях и ограничивает ток на допустимом уровне для генератора 1, а второй исключает возможность опасных перенапряжений генератора 1 при малых величинах тока. В диапазоне, где ни ток, ни напряжение не опасны для генератора 1, а их произведение может обеспечить уровень мощности генератора 1, oпpeдёляe IЫй уставкой по мощности, стабилизацию мощности производит множительный блок 8. Знаки напряжений выходного сигнала множительного блока 8 на входе б сумматора б и сигнала уставки по мощности на входе а от источника постоянного смещения сумматора б выбраны так, чт выходной сигнал сумматора б обеспечи вает изменение выходного тока тиристорного усилителя 4, пропорционально разности мощности уставки и реальной мощности ге,нератора 1. Предлагаемое устройство позволяет защитить синхронный генератор, работающий на нагрузку переменной величи в режиме стабилизации мощности, от опасных перенапряжений и перегрузок по току. Формула изобретения Устройство для возбуждения синхро ного генератора, работающего на нагрузку переменной величины, например на зарядку конденсаторной батареи, содержащее усилитель, например, тири торный силовой вход которого подключен к источнику питания переменного тока, выход подключен к обмотке .возбуждения синхронного генератора, а управляющие входы подключены к выходу сумматора, на один из входов которого включен выход источника смещения, а на второй вход подключен йыход мнохсительного блока, один из входов которого связан с напряжением нагрузки, а другой - со вторичными обмотками трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в цепи нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повьЕдения надежности путем.ограничения предельного напряжения и предельного тока генератора, оно снабжено корректорами напряжения и тока, причем на третий вход сумматора включен выход корректора напряжения, вход которого подключен параллельно первому входу множительного блока, а на четвертый вхсвд сумматора .подключен выход корректора тока, вход которого подключен параллельно второму входу множительного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 379963, кл. Н 02 Р 9/14, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 364062, кл. Н 02 Р 9/14, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР 472436, кл. Н 02 Р 9/32, 1972.

и.

нт

-Ur

flcmaBrfO па Honp ineHUfO срие.2

Уставла

fTO

ipue.3