Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02P9/46 

Изобретение относится к устройст для автоматического регулирования напряжения самовозбуждающихся асинхронных генераторов с конденсаторнодроссельной системой возбуждения, у которых индуктивная мощность нагрузки компенсируется за счет подключения дополнительных конденсаторов.

Известны устройства для возбуждения и регулирования напряжения асинхронных генераторов, в KOTOEWX система возбуждения состоит из двух батарей конденсаторов: основной - для возбуждения генератора и обеспечения режима холостого хода и дополнительной - для компенсации индуктивной мощности нагрузки. При этом ток возбуждения генератора регулируется либо изменением подключенной эквивалентной емкости либо изменением реактивного тока дросселя, подключенного параллельно батареям конденсаторов 2.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее подключенные к фазам генератора основную и дополнительную батареи конденса.торов, управляемый дроссель, блок х

измерения напряжения, выход которого подключен к управляющему входу дросселя, полупроводниковые выключатели в- цепи, дополнительной батареи конденсаторов, включенные последовательно с конденсаторами З.

Однако при использовании в качестве регулируемого элемента дросселя, он выполняется на полную мощность

10 дополнительной батареи конденсаторов, в связи с чем масса дросселя и его габариты становятся соизмеримьгми с генератором. При использовании дополнительной батареи конденса15торов в качестве регулируемого элемента существенно ухудшаются качества вырабатываемой электроэнергии и режимы работы конденсаторов.

Цель изобретения - уменьшение

20 массы и габаритов устройства, улучшение качества вырабатываемой электроэнергии, и улучшение режимов работы конденсаторов.

Указанная цель достигается тем,

25 что в известное устройство, содержащее подключенные к фазам генератора основную и дополнительную батареи конденсаторов, управляемый дроссель, блок измерения напряжения, выход которого подключен к управляющему .входу дросселя, полупроводниковые выключатели в цепи дополнительной батареи конденсаторов, включенные последовательно с конденсаторами, вйёдены блок измерения реактивной мощности, нуль-органы, аналого-цифровой преобразователь и одновибраторы, причем каждая фаза батареи дополнительных конденсаторов разделе на на секции одинаковой емкости, а управляемый дроссель выполнен мощностью равной мощности одной ceкции причем каждая секция конденсаторов снабжена логическим элементом И и полупроводниковым выключателем, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента, один вход которого .соединен с аналогичными входами элементов И в секциях других фаз конденсаторов и подключен к соответствующему выходу аналого-цифрового преобразователя с чи лом выходов равным количеству секций, вход которого подключен к блок и,5мерения реактивной мощности, а Другие входы элементов И внутри каж дой фазы дополнительных конденсаторов подключены к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу соответствующего нуль-органа, подключенного к фазам генератора, к личество нуль-органов иодновибрато ров выбрано равным числу фаз генератора . На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для случая трехфазного генератора. Устройство состоит из асинхронного генератора 1, батареи основных конденсаторов 2,батареи дополнитель ных конденсаторов 3, фазных групп полупроводниковых выключателей 4, количество которых равно количеству фаз и в состав которых входят -се ции полупроводниковых выключателей и логические элементы И 6, нуль-ор ганой 7, одновибраторов 8,/ блока 9. измере«ия реактивной мощности, аналого-цифрового преобразователя 10, управляемого дросселя 11, блока 12 измерения напряжения. Количество секций полупроводниковых выключателей 5, логических элементов И 6 и выходов аналого-цифрового преобразо вателя 10 определяется по количеству п секций дополнительных конденсаторов 3, На чертеже первая, секция дополнительных конденсаторов обозна чена 1А, 1В, 1с, i-я се.кция iA, iB iC и n-я секция - пА, пВ, пС. Емкости всех секций одинаковы. Устройство работает следующим, образом. Асинхронный генератор 1 приходит во вращение от приводного двигателя до номинальной частоты вращения .Происходит самовозбуждение генарато ра от батареи основных конденсатор 2. Установление номинального напряж ния при холостом ходе генератора осуществляется автоматически изменением индуктивного сопротивления дросселя 11, управляемого от блока 12 измерения напряжения. При включении индуктивной или активно-индуктивной нагрузки на клем-мы А, В, С генератора величина peaicT Ъвной мощности измеряется блоком 9 И вьщается на вход аналого-цифрового преобразователя 10, который формирует дискретные сигналына выходе, количество вступающих в работу выходов зависит от величины реактивной мощности нагрузки. Эти сигналы подаются на входы логических элементов И 6. Выходные сигналы логических элементов возникают в момент прохождения линейных напряжений генератора через нулевое значение. Это обеспечивается нуль-органами 7 в каждой фазе генератора и одновибраторами 8, выходные импульсы которых подаются на вторые входы логических элементов б. Выходные сигналы логических элементов б включают такое количество секций полупроводниковых выключателей 5 которое равно количеству выходных сигналов аналого-цифрового преобразователя 10. К шинам генератора подключается такое же количество секций дополнительных конденсаторов 3 в моменты прохождения линейных напряжений генератора через нуль, т.е. соответствующие секции конденсаторов подключаются к генератору фазовыми группами полупроводниковых выключателей 4 с интервалом равным 120 эл.град. для трехфазной системы. Этим обеспечивается, с Одной стороны, грубое регулирование напряжения генератора; а с другой включение конденсаторов без перенапряжений на них и, соответственно, без ухудшения качества напряжения генератора в момент включения конденсаторов. . Плавное регулирование напряжения осуществляется управляемьйч дросселем 11, кОто1 4й рассчитывается на мощность одной секции дополнительной батареи конденсаторов 3. Поэтому при увеличении количества секций и сохранении общей мощности дополнительной батареи конденсаторов 3 мощность дросселя 11 уменьшается, что приводит к уменьшению efO массы и габаритов и, следовательно, всего устройства. Таким образом, введение в устройство нуль-органов, аналого-цифрового преобразователя, одновибраторов, логических элементов И и полупроводниковых- выключателей в секциях дополнительной батареи конденсаторов, выполнение управляемого дросселя на мощность равную мощности одной сек- . ции дополнительных конденсаторов,,а также предложенное подключение элементов устройства позволяют, напри мер, для генератора мощностью 75 кВ частотой 400 Гц и индуктивным коэффициентом мощности нагрузки 0,8 с четырьмя секциями дополнительных ко денсаторов уменьшить массу устройст на 30% по сравнению с регулятором напряжения, построенным с применени ем управляемого дросселя на полную реактивную мощность дополнительных конденсаторов, улучшить качество 1электроэйергии при переходных процессах, а также форму напряжения генератора при практически полном отсутствии коммутационных перенапряжений на конденсаторах и генераторах Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее подключенные к фазгш генератора основную и дополнительную батареи конденсато ров, управляемый дроссель, блок измерения напряжения,выход которого подключен к управляющему входу дросселя, полупроводниковые выключатели в цепи дополнительной батареи конденсаторов , включенные последователь но с конденсаторами , отличающ е я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и улучшения качества стабилизации напряжения, .устройство снабжено блоком измерения реактивной мощности, нуль-органами. айалого-цифровым преобразователем и одновибраторами, причем каждая фаза батареи дополнительных конденсаторов разделена на секции одинаковой емкости, а управляелвлй дроссель выполнен мощностьк) равной мощности одной секции, причем каждая секция конденсаторов снабжена логическим элементом И и полупроводниковым выключателем, управлякяций вход которого подключен к выходу логического элемента, один вход которого соединен с аналогичными входами элементов И в секциях других фаз конденсаторов и подключен к соответствующему выходу аналого-цифрового преобразователя с числом выходов равным количестВУ секций, вход которого подключен к блоку измерения реактивной мощности, а другие входы элементов И внутри каждой фазы дополнительных конденсаторов подключены к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу соответствующего нульоргана, подключенного к фазам, генератора, при этом количество нуль-органов и одновибраторов выбрано равным количеству фаз генератора. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельства- СССР 469200, кл. Н 02 Р 9/46, 1974. 2.Авторское свидетельства СССР 544090, кл. Н 02 Р 9/46, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР №161384, кл. Н 02 Р 9/46, 1963.