Регулятор возбуждения синхронногогЕНЕРАТОРА C САМОВОзбуждЕНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P9/38 

(54) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ

1

Изобретение относится к регулированию судовых синхронных трехфазных генераторов.

Для регулирования возбуждения генераторов применяют устройства, выполненные как в транзисторном, так и в тиристорных вариантах. Причем , самовозбуждение генератора с транзисторным регулятором осуществляется довольно просто и надежно. В регуляторах с тиристорным регулирующим органом необходимо применять с пециальные меры для начального самовозбуждения генератора, так Как блок питания управления тиристоррм рассчитывается на работу с напряжением генератора близким к номинальному значению. Остаточное напряжение составляет порядка .

Применяют также синхронные генераторы с бесщеточным возбудителем и тиристорными регуляторами напряжения, которые за счет исключения коллектора и щеточного аппарата повышают остаточное напряжение генератора.

Известны схемные решения обеспечения начального самовозбуждения 1.

Однако эти меры связаны с применением дополнительных устройств (генератор

начального возбуждения, аккумуляторная батарея или трансформатор начального возбуждения).

Начальное возбуждение генератора при достижении номинальной частоты вращения в системе регулирования типа с тирьсторами осуществляется посредством реле, замыкающего своими контактами цепь анода через токоограничивающие дроссели и диоды 2.

Наличие реле с контактами снижает надежность системы регулирования и вносит разновидность в бесконтактную систему регулирования.

Известна система, в которой блок начального возбуждения также отличается наличием специального автотрансформатора, полупроводникового устройства и электромагнитного реле 3.

Однако это довольно сложный узел с контактными элементами.

В блок-схеме бесщеточного генератора с тиристорным возб-уждением имеется специальный вспомогательный возбудитель, который требует незначительного остаточного намагничивания 4. Это устройство удорожает и усложняет систему регулирования напряжения генератора. Известны устройства для регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащие регулирующий усилитель в виде трехфазного тиристорного моста с управляющим элементом, измерительные элементы в виде стабилитрона и делителя напряжения, питающий автотрансформатор, отличающиеся тем, что, с целью улучшения условий самовозбуждения генератора, параллельно основным тиристорам регулирующего усилителя включены вспомогательные тиристоры, управляющие цепи которых соединены с управляющим элементом регулирующего усилителя при более низком по сравнению с основными тиристорами остаточном напряжении генератора 5. Недостатком этого устройства является относительная сложность системы, связанная с трехфазным вариантом, значительная мощность вспомогательных тиристоров, -так как начальное самовозбуждение осуществляется непосредственно в цепи возбуждения генератора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор возбуждения синхронного генератора с самовозбуждением, содержащий измерительный выпрямитель, силовой трансформатор для включения на напряжение генератора, регулирующий тиристор с щунтирующим транзистором блока начального самовозбуждения, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора, причем управляющий электрод тиристора подключен к регулирующему блоку. Этот регулятор содержит также нелинейный мост, повыщающий трансформатор, вспомогательный выпрямитель 6 Это устройство достаточно сложно и ограничивает использование транзистора для начального самовозбуждения. Цель изобретения - упрощение начального самовозбуждения. Ноставленная цель достигается тем, что в регуляторе возбуждения синхронного генератора с самовозбуждением, содержащем измерительный выпрямитель, силовой трансформатор для включения на напряжение генератора, регулирующий тиристор с шунтирующим транзистором блока начального самовозбуждения, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора, причем управляющий электрод тиристора подключен к регулирующему блоку, блок начального самовозбуждения снабжен входным транзистором, разделительным диодом, стабилитроном, с резистором, резистором смещения с параллельной емкостью и диодом, причем к щунтирующему транзистору начального возбуждения подключен отключающий входной транзистор таким образом, что их эмиттеры соединены в общий зажим с катодом регулирующего тиристора первой ступени, коллектор щунтирующего транзистора через разделительный диод подключен к аноду этого же тиристора, база выходного и коллектор входного транзисторов через резистор смещения с параллельной емкостью и диод подсоединены к зажиму силового трансформатора, а база входного транзистора через стабилитрон-резистор подключена на выходной катодный зажим измерительного выпрямителя. На чертеже изображен регулятор напряжения синхронного генератора с блоком начального возбуждения. Регулятор напряжения содержит измерительный элемент совмещающий функцию источника питания сигнала управления тиристорами, выполненный с согласующим трансформатором 1, выпрямительным диодным мостом 2 и емкостным фильтром 3. Блок управления состоит из транзисторов 4 и 5, задающего стабилитрона 6, резистора 7 цепи управления тиристором, резистора 8 смещения делителя напряжения из резисторов 9 и 10. Кроме того, в цепи управления тиристорами включены последовательно два транзистора 11 и 12. Транзистор 11 включен в цепь управления тиристором 13, а транзистор 12 в цепь управления тиристором 14. база транзистора 12 подключена через стабилитрон 15, резистор 16 на плюсовый режим якоря возбудителя 17. Регулятор содержит также резисторы 18 и 19 смещения базы транзистора 11 и разделительной диод 20. Регулирующий орган состоит из силового трансформатора t /, включенного на регулируемое напряжение, вторичные обмотки которого имеют два напряжения. Напряжение первой ступени выпрямляется диодным мостом 22. Параллельно обмотке возбуждения подвозбудителя 13 подключен блокирующий диод 24. Для начального самовозбуждения тиристор 13 щунтируетсд кнопкой 25. Параллельно обмотке 23 подключена емкость 26, а параллельно диодному мосту - резистор 27, обеспечивающие четкое запирание тиристора /3 . Кроме того, параллельно тиристору 13 включен двухкаскадный усилитель на транзисторах 28 и 29. Причем транзистор 29 шунтирует указанный тиристор, а транзистор 29 является входным для блока начального самовозбуждения, в который входят еще и разделительный диод 30, отключающий стабилитрон 31 с резистором 5А, резистор смещения 33 с параллельно подключенной емкостью 3 через диод 35, база входного транзистора 28 этого блока через стабилитрон 31 с резистором 52. подключена к общему катодному зажиму измерительного выпрямителя 2, а элементы смещения транзистора 29 соответственно. Резистор 33, емкость 34 и диод 35 подключены ко второй ступени вторичной обмотки силового трансформатора. Регулятор напряжения генератора совместно с блоком самовозбуждения работает следующим образом. При пуске первичного двигателя генератора и достижении номинальной частоты вращения, остаточное напряжение генератора порядка 2-5% номинального значения. В этом состоянии сигнал на управляющем электроде тиристора 13 очень мал и тиристор заперт. Транзисторный усилитель через резистор 33 смещения, бмкость 34 и диод 35 получает входной сигнал от второй ступени силового трансформатора 21. Выходной транзистор 29 отпирается и щунтирует эмиттер-коллекторным переходом с последовательно- соединенным диодом 30 тиристора 13, обеспечивая питание обмотки возбуждения 23 выпрямленным и отфильтрованным емкостью 26 напряжением выпрямителя 22. Как только напряжение генератора достигает например 50% номинального значения, срабатывает стабилитрон 31 и отключается транзистор 28, который запирает выходной транзистор 29. Пороговое напряжение отключающего стабилитрона 31 определяется величиной напряжения регулирующего блока,которое обеспечивает сигнал управления регулирующими тиристорами 13 и 14. При номинальном напряжении генератора транзистор i9 заперт, а транзистор 28 открыт, так как на его вход постоянно поступает сигнал через стабилитрон 31 и резистор 32. Таким образом, транзистор 29 работает кратковременно только в момент начального возбуждения. Предлагаемое устройство расщиряет применение транзистора в блоке начального самовозбуждения генератора и способствует дальнейщему упрощению средств начального возбуждения и повышению надежности функционирования системы регулирования автономной электроэнергетической установки. Формула изобретения Регулятор возбуждения синхронного генератора с самовозбуждением, содержаиций измерительный выпрямитель, силовой трансформатор для включения на напряжение генератора, регулирующий тиристор с щунтирующим транзистором блока начального самовозбуждения, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора, причем управляющий электрод тиристора подключен к регулирующему блоку, отличающийся тем, что, с целью упрощения начального самовозбуждения, блок начального самовозбуждения снабжен входнь м транзисторов, разделительным диодом, стабилитроном с резистором, резистором смещения с параллельной емкостью и диодом, причем , входной транзистор подключен к щунтирующему транзистору таким образом, что их эмиттеры соединены в общий зажим с катодом регулирующего тиристора, коллектор щунтирующего транзистора через разделительный диод подключен к аноду этого же тиристора, база щунтирующего и коллектор входного транзисторов через резистор смещения с параллельной емкостью и диод подсоединены к зажиму силового трансформатора, а база входного транзистора через стабилитрон-резистор подключена на выходной катодный зажим измерительного выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Максимов Ю. И. и др. Эксплуатация судовых синхронных генераторов . М., «Транспорт, 1976, с. 28. 2.То же, с. 127. 3.То же, с. 129. 4.То же, с. 134. 5.Патент СССР № 350295, кл. Н 02 Р 9/30, 1969. 6.Патент СССР № 243524, кл. Н 02 Р 9/38, 1966.