Регулятор частоты электроэнергетической установки Советский патент 1981 года по МПК H02P9/04 

(54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для регулирования частоты вращения дизель-генераторов с асинхронными генераторгиии с принудительным синхронным потоком, работающих с переменной частотой вращения.

Известен регулятор частоты вращения дизель генераторной установки с асинхронным генератором, содержащий электромагнит, якорь, которого воз.действует на органы подачи топлива воздуха на горение дизеля. Электромагнит имеет две обмотки, одна из которых подключена к датчику тока.нагрузки генератора, а другая - к датчику напряжения. Магнитные потоки обмоток электромагнита направлены встречно l.

Регулирование частоты вращения дизеля осуществляется в основном в- функции напряжения, а токовая обмотка электромагнита, соединенная с датчиком тока нагрузки, предназначена только для уменьшения статической ошибки, повышения быстродействия и устойчивости.

Известны также системы стабилизации частоты вращения дизель-генераторов с синхронными генераторами, соУСТАНОВКИ

держащие центробежный регулятор частоты вращения с задающим устройством, обеспечивающими постоянную частоту вращения 2.

Однако такие регуляторы не обеспечивают регулирование частоты вреадения дизеля в функции нагрузки, чем достигается минимальный расход топлива.

10

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор электроэнергетической установки, состоящей из двигатели внутреннего сгорания и асинхронного генератора с принудительным синхррнным потоком, содержащий дат15чик тока нагрузки и устройство подачи топлива

Недостатком данного устройства ; является недостаточная стабильность

20 частоты вращения в режимах постоян ной нагрузки, что приводит к перерасходу топлива.

Цель изобрет ения - дальнейшее повышение экономии топлива за счет

25 повышения стабильности частоты вращения постоянной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор частоты электроэнергетической установки, состоящей из двигател внутреннегЬ сгорания и асинхронного генератора с принудительным синхронным потоком, содержащий датчик тока нагрузки и уатройство подачи топлива, снабжен центробежным регулятором с задатчиком и датчиком его положения, устройством сравнения, функциональным преобразователем с задатчиком функции оптимального регулирования, причем выход центробежного регулятора подключен к устройству подачи топлива, к входам функционального преобразователя присоединены выходы датчика тока нагрузки и задатчика функции оптимального регулирования, а ее выход соединен с щходом устройства сравнения, к входу которого также присоединен выход датчика положания центробежного регулятора, а к выходу устройства сравнения присоединен задатчик уставки центробежного |регулятора.

Г На чертеже представлена блок-схе ла регулятора частоты вращения.

Регулятор частоты вращения содержит датчик 1 тока нагруз-ки генератора, включенный в главную цепь асинхронного генератора 2, приводимого во вращение дизелем 3, С датчиком 1 тока нагрузки соединен функциональный преобразователь 4 тока нагрузки генератора, а к нему присоединен задатчик 5 функции оптимального регулирования. К выходу функционального .преобразователя 4 присоединено устройство 6 сравнения, к входу которог присоединен также датчик 7 центробежного регулятора, соединенный с центробежным регулятором 8. К выходу / устройства б сравнения присоединен задатчик 9 уставки центробежного регулятора, механически соединенный с центробежным регулятором 8. Центробежный регулятор 8 управляет устройством 10 подачи топлива дизеля 3.

В статических режимах работы установки (неизменность нагрузки в цепи генератора J постоянство частоты вращения обеспечивается центробежным регулятором 8.

При изменении нагрузки сигнал от датчика нагрузки поступает в функциональный преобразователь 4, в который поступает, и выходной сигнал от задатчика 5 функции оптимального регулирования. Этот сигнал определяет закон оптимального режима работы i. дизеля.

Выходной сигнал функционального преобразователя 4,подаваемый на вход устройства 6 сравнения обеспечивает на выходе устройства б сравнения, сигнал, подаваемый на задатчик 9 установки центробежного регулятора, задающий уставку центробежного регулятора, соответствующую минимальному расходу топлива при данном значении нагрузки.

в устройство б сравнения поступа ет также сигнал от датчика центробежного регулятора. Величина этого сигнала соответствует положению ус-, тавки центробежного регулятора. В устройстве 6 сравнения сравниваются два сигйала. Система отстроена таким ,что при -холостом ходе генератора нет сигнала от датчика 1 тока, сигнала нет и от датчика 7 а следовательно, и отсутствует сигна на выходе устройства -б сравнения.

Положение рейки топливного насоса устройства 10 подачи топлива с помощью центробежного регулятора 8 установлено таким образом, чтобы при холостом ходе дизель-генератор работал с частотой вращения, соответствующей .минимальному расходу топлива, но в то же время обеспечивающей устойчивость работы дизель-генератора при включении нагрузки.

При включении нагрузки от датчика 1 тока поступает сигнал, а поскольку от датчика 7 центробежного регулятора сигнала нет fположение уставки центробежного регулятора не изменилось, так как оно может измениться только задатчиком 9 уставки центробежного регулятора , на выходе устройства б сравнения появляется сигна Этот сигнал приводит в действие задатчик 9 уставки центробежного регулятора, который изменяет уставку центробежного регулятора 8, а следовательно, изменяется и количество подаваемого топЛива и частота вращени5{ так, чтобы она была такой, при которой обеспечивается минимальный расход топлива при данной нагрузке . При выполнении этого условия сигнал от датчика 7 центробежного регулятора будет равен сигналу, поступаемому от функционального преобразователя 4, а следовательно, сигнал на выходе устройст-Ва б сравнения исчезнет. Система отстраивается.таким образом, что при частоте вращения, соответствукадей минимальному расходу топлива при данном значении нагрузки, сигнал на выходе устройства б сравнения отсутствует. Подцержание постоянства частоты вращения дизеля в установившихся режимах при заданной частоте в защения обеспечивается центробежным регулятором 8.

В качестве датчика тока нагрузки могут быть использованы три трансформатора тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду. Сигнал от этого датчика выпрямляется в выпрямитеЛе, собранном по схеме Ларионова на шести неуправляемых вентилях. Датчик 7 центробежного регуля.тора может быть выполнен в виде индукционно дифференциального преобразователя, а устройство б сравнения на двух магнитных усилителях