Способ управления возбуждением синхронного генератора и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК H02P9/14 

: , .... 1 ; Иэрбретение относится к способам и устройствам управления возбуждёниew синхронного генератора а автономной электроэнергетической установке, в которой требуется синусоидальность формм кривой напряжения, когда уста,новка работает на нелинейн нагрузку, например на статический выпрямитель, а также повышенное качество на пряжения в переходных режимах возни кающих в результате коммутаций в чепи Статора. способы улучшения качест Ла ндп(яжения синхронных генераторов в переходных режимах и устройства и слсгетл управления, реализующие эти способы. i В устройствах используются сиН+алы управления по напряжению или по току. При этом подразумеваются величины, пропорциональные интегральным значениям токов и напряжений (деЙст;вующие -значения или средние значения выпрямительных сигналов) Itj и yi3. I Недостатком известных способов яв;ляется невозможность управления фор,мой генерируемого напряжения в случае, когда генератор работает на не1линейную нагрузку, например выпрямитель, или претерпевает возмущающее воздействие коммутационного процесса в цепи статора. При реализациях обратных связей в известных усТ ройствах управления возбуждением ока зывается невозможным влиять на форму мгновенных значений напряжения, так как в них не предусматриваются воздействия определяемые отклонениями мгновенных значений напряжений и то.; ков от синусоиадьных законов ,изменения , Наиболее близкими по технической ,сущности к предлагаемым являются бпог соб управления возбуждением син:хронного генератора путем подачи в . переходных режимах корректирующих ий пульсов, напряжения на обмотку возбуи г :дения попоперечной оси и устройсТ во для управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического регулирования напряжения, подключенную к обмотке возбуждения по продольной оси, и трансформаторы тока в статорной цепи генератора f3jНедостатком известных способа и устройства управления возбуждением является то, что указанная в нем последовательность операций и схема, их реализующая, не позволяют управлять изменением потока генератора и по продольной оси, что в общем случае также необходимо для более точной коррекции переходных изменений напряжения, поэтому в коррекции формы кривой напряжения могут иметь место погрешности.

Цель изобретения - устранение в любой момент времени импульсных коммутационных искажений синусоидальных кривых напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в способе управления возбуждением синхронного генератора путем подачи в переходных режимах корректирующих импульсов напряжения на. обмотку возбуждения по поперечной оси, дополнительно подают коррект1доующие импульсы напряжения на обмотку возбуждения, расположенную и по продольной оси, при этом измеряют скорости изменения основного потока генератора по продольной и поперечной осям, формируют пропорциональные мгновенным скоростям изменения потока корректирующие импульсЫнапряжения и подают их соответственно на продольную и поперечную обмотки возбуждения.

Устройство для управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического регулирования напряжения, подключенную к обмотке возбуждения по продольной оси, и трансформаторы тока в статорной цепи генератора, снабжено двумя измерительными машинами синхронного типа с основными трехфазными статорными и двухфазными роторными обмотками, установленными на оДном валу с синхронным генератором, резисторами, сумматорами и усилителями, причем статорные обмотки одной машины подключены к шинам генератора , а статорные обмотки другой машины подключены к трансформаторам тока к которым подключены и резисторы.

роторные обмотки каждой из машин, расположенные по поперечной оси, подключены к сумматору,выход которого . через усилитель подключен к обмот- f 5 ке возбуждения синхронного генератора по поперечной оси, а роторные обмотки машин, расположенные по продольной оси, подключены к сумматору, выход которого соединен с обмоткой возo буждения генератора по продольной оси.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для осуществления способа управления возбуждением синхронного генератора.

Схема содержит синхронный генератор 1 с ориентированной по продольной оси обмоткой возбуждения, включенной на систему 2 автоматического регулУ1рования напряжения обычного типа, и двумя обмотками возбуждения, ориентированными по продольной и поперечной осям, измерительные машины 3 и U синхронного типа с трехфазными статорами и двухфазными роторами, Т0И однофазных трансформатора 5 тока, три резистора 6 в цепи трансформаторов тока, сумматоры 7 и 8 и усилители 9 и 10.

Алгоритм действия способа управления возбуждением синхронного генератора определяется в соответствии с представлением процессов в синхронной машине.

В установившемся режиме синусоидальное напряжение генератора с линейной нагрузкой обеспечивается возбуждением только с помощью одной обмотки по продольной оси. Возникающие в переходных режимах и режимах с нелинейной нагрузкой кратковременные быстропротекающие изменения напряжения могут компенсироваться созданием дополнительных трансформаторных составляющих ЭДС в якорной обмотке. Для обеспечения возможности получения необходимых величин трансформаторных составляющих ЭДС при любой фазе основной ЭДС вращения необходимо и достаточно иметь две обмотки возбуждения с взаимно перпендикулярными в магнитном отношении осями. Подача кратковременных управляющих сигналов напряжения на эти обмотки 5 обуславливает возникновение в обмотке статора трансформаторных ЭДС по соответствующим осям и, следовательно, согласованную коррекцию мгновенных

начений напряжений фаз генератора. правляющие сигналы определяются мгновенными значениями несинусоидальных искажений напряжений и (или) токов всех фаз или соответствующими им мгновенными значениями скоростей изменений составляющих магнитного потока по обеим осям. Использование по продольной оси двух обмоток возбуждения (основной - для создания ос-to новной ЭДС вращения по поперечной оси; корректирующей для создания транс(|юрматорной ЭДС по продольной оси) принципиально не является необходимым. Но схемно удобнее приме- 15 нять |йздельное управление основным потоком возбуждения(от обычной системы автоматического регулирования возбуждения) и необходимое в общем случае знакопеременное управление зо (корректировку) трансформаторной ЭДС.

Устройство для осуществления способа управления возбуждением синхронного генератора работает следующим образом.

Возбуждение синхронного генератоpa обеспечивается обмоткой возбуждения по продольной оси, питаемой системой автоматического регулировался напряжения любого типа. В стато-.

pax машин 3 и создаются синхронно вращающиеся поля с амплитудами, пропорциональными мгновенным значениям модулей изображающих векторов напряжения и тока статора. При работе, синхронного генератора на нелинейную нагрузку и при переходных процессах в роторных обмотках машин по продольной оси создаются ЭДС, соответствующие изменениям продольной составляющей магнитного потока генератора. Эти ЭДС после суммирования и усиления подаются на продольную корректирующую обмотку генератора. В поперечных роторных обмотках изме рительных Машин создаются ЭДС, соответствующие изменениям поперечной составляющей магнитного потока гене ратора. Эти ЭДС после суммирования и усиления подаются на поперечную корректирующую обмотку генератора.

Одно1ременное использование сигналов управления по переменным составляющим изображающих векторов и

напряжения и тока соответствует идее комбинированного регулирования по Ьтклонению и по возмущению, обеспечиваюшей здесь, как и в обычных системах регулирования возбуждения , повышение точности коррекции искажения напряжения.

Применение предлагаемых способа и устройства управления возбуждением синхронного генератора позволяет от- казаться от фильтрующих устройств, которые в настоящее время являются ,основным способом улучшения формы кривой напряжения генератора при,работе его на нелинейную нагрузку и улучшения качества напряжения в переходных режимах. Усложнение конструкции синхронного генератора окупа, ется возможностью отказаться от фильт рующих устройств, соизмеримых по мощности с генератором, которые имеют значительные габариты и стоимость.

Формула изобретения

1.Способ управления возбуждением 5 синхронного генератора путем подачи

в переходных режимах корректирующих импульсов напряжения на обмотку возбуждения по поперечной оси, отличающийся тем, что, с целью устранения в любой момент времени импульсных коммутационных искажений синусоидальных кривых напряжения, дополнительно подают корректирующие импульо напряжения на обMojKy возбуждения, расположенную и iпо продольной оси, при этом измеря т скорости изменения основного поToka генератора по продольной и поперечной осям, формируют пропорциональные мгновенным скоростям изменения потока корректирующие импульсы напряжения и подают их соответствен.но на продольную и поперечную обмотки возбуждения.

2.Устройство для управления возбуждением синхронного генератора, содержащее систему автоматического регулирования напряжения, подключенную к обмотке возбуждения по продольной.оси, трансформатор тока в статорной цепи генератора, о т л и ч а ю :Щ, е ее я тем, что, с целью устранения в любой момент времени импульсных коммутационных искажений синусо-: идальных кривых напряжения, оно снабжено двумя измерительными машинами синхронного типа с соосными трехфазными статорными и двухфазными ротор| 1Ми обмотками, установленными на