Регулятор напряжения для электрических машин Советский патент 1982 года по МПК H02P9/30 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления током возбуждения электрических машин.

По основному авт. св. № известен регулятор напряжения для электрических машин, содержащий .управляемые ключи, соединенные по мостовой схеме, в диагональ моста которых включена обмотка возбуждения электрической машины, дополнительные управляемые ключи, соединенные встречно-параллельно между собой и подключе.нные параллельно обмотке возбуждения электрической машины, и схему управления ключами, причем управляющие входы дополнительных управляемых ключей соединены со схемой управления ключами 11.

Основным недостатком известного регулятора напряжения для электрических машин является невысокое качество регулирования из-за повышейных пульсаций выходного напряжения.

Цаль изобретения - повышениекачества регулирования путем снижения пульсаций выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения для электрических машни дополнительно введены датчики тока и логические элементы ЗАПРЕТ по числу дополнительных управляемых ключей, при этом вход каждого датчика тока соединен последовательно с соответствующим дополнительным управляемым ключом, а выход датчика тока - с инвертирующим входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ, выход и неинвертирующий вход которого подключены к блоку управления ключами.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого регулятора напряжения для электрических машин; на фиг. 2 - пример соединения элементов ЗАПРЕТ с элементами регулятора. Регулятор напряжения содержит управляемые ключи 1-, соединенные по мостовой схеме,в диагональ которых включена обмотка возбуждения 5 элект рической машины 6. Дополнительные уп равляемые ключи 7 и 8 соединены встречно-параллельно между собой и подключены параллельно обмотке возбуждения 5 электрической машины 6. Датчик 9 тока соединен с инвертирующим входом элемента ЗАПРЕТ 10 и подключен последовательно с дополнитель ным управляемым ключом 7- Датчик 11 тока соединен с инвертирующим входом элемента ЗАПРЕТ 12 и подключен последовательно с дополнительным управляемым ключом 8. Выход неинвертиру ющий вход элементов ЗАПРЕТ 10 и 12, входы дополнительных управляемых ключей 7 и 8 и управляемых ключей 1-4 подключены к блоку 13 управления ключами. Дополнительные управляемые ключи 7 и 8 могут быть выполнены в виде соответствующим образом соединенных тиристоров, транзисторов, оптронов и т.д. Датчики тока могут быть выполнены в виде трансформаторов, оптронов и т. д. На фиг. 2 представлена блок-схема - пример подключения элементов ЗАПРЕТ 10 и 12 к блоку 13 управления ключами, состоящему из двух частей : измерительной части И и узла 15 согласования. Вход измерительной части 14 подключен к электрической, машине 6, выход - к неинвертирующим входам элементов ЗАПРЕТ 10 и 12. Вход узла 15 согласования подключен к выходу схем ЗЛПРЕТ 10 и 12, выход к ключам 1-4, 7 и 8.Реверсирование тока в обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 производят попарным включением управ ляемых ключей 1,2 и . Регулятор напряжения работает еле дующим образом. При подаче с блоНа 13 управления ключами сигнала на управляемые ключи 1 и 2 в обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 возникает то протекающий rio цепи : блок 13 управления ключами, управляемый ключ 1, обмотка возбуждения 5 электричес кой машины 6, управляемый ключ 2, блок 13 управления ключами. Реверсирование тока в обмотке во буждения 5 электрической машины 6 проводит переводом управляемых ключей 1 и 2 в закрытое состояние. В момент отключения управляемых ключей 1 и 2 скорость спада тока в обмотке возбуждения 5 электрической машины б велика и в обмотке возбуждения 5 электрической мяшины 6 индуцируется большая по величине ЭДС самоиндукции, включается дополнительный управляемый ключ 7 и последовательно включенный с ним датчик 9, подключенные параллельно обмотке возбуждения 5 электрической машины 6, вследствие чего скорость спада тока в обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 уменьшается, т.е. уменьшается ЭДС самоиндукции. При протекании тока ЭДС самоиндукции через датчик 9 на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 10 появляется входной сигнал. Подается сигнал на неинвертирующий вход элемента ЗАПРЕТ 10 для отключения дополнительного управляемого ключа 7 и на открытие управляемых ключей 3 и 4. Наличие входного сигнала на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 10, несмотря на наличие входного сигнала на неинвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 10, приводит к отсутствию сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 10, что запрещает отключение дополнительного управляемого ключа 7 и открытие управляемых ключей 3 и 4. После окончания протекания тока ЭДС самоиндукции сигнал на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 10 отсутствует, а на его выходе появляется сигнал. Происходит отключение дополнительного управляемого ключа 7 и открытие упг равляемых-ключей 3 и 4. В обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 протекает ток по цепи:блок 13 управления ключами, управляемый ключ 3, обмотка возбуждения 5 электрической машины 6, управляемый ключ 4, блок 13 управления ключами. Следующее реверсирование тока а обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 проводят переводом управляемых ключей 3 и 4 в закрытое состояние. В момент отключения управляемых ключей 3 и 4 скорость спада тока в обмотке возбуждения 5 электрической машины б велика и в обмотке возбуждения 5 электрической машины б индуцируется большая по величине ЭДС самоиндукции, включается дополнительный управляемый ключ 8. ЭДС самоиндукции замыкается через допол нительный управляемый ключ 8 и последовательно включенный с ним датчи 11 тока, подключенные параллельно о мотке возбуждения 5 электрической машины 6, вследствие чего скорость спада тока в обмотке возбуждения электрической машины 6 уменьшается, т.е. уменьшается ЭДС самоиндукции. При протекании тока ЭДС самоиндукци через датчик 11 тока на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ появляется входной сигнал. Подается сигнал на неинвертирующий вход элемента ЗАПРЕТ 12 для отключения дополнител ного управляемого ключа 8 и на откр тие управляемых ключей 1 и 2. Наличие входного сигнала на инвертирующ входе элемента ЗАПРЕТ 12, несмотря на наличие входного сигнала на неинвертирующем входе, приводит к отсутствию сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 12, что запрещает отключе ние дополнительного управляемого ключа 8 и открытие управляемых ключей 1 и 2. После окончания протекания тока ЭДС самоиндукции сигнал на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ отсутствует, а на его выходе появляется сигнал. Происходит отключение |дополнительного управляемого ключа 8 и открытие управляемых ключей 1 и 2 В обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 протекает ток по щепи : блок 13 управления ключами, управляемый ключ 1, обмотка возбуждения 5 электрической машины 6, управляемый ключ 2, блок 13 управления ключами.Последующее реверсирование тока в обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 проходит анало гично. Включение дополнительного управляемого ключа 7 можно производить до отключения управляемых ключей 1 и 2 в момент их отключения и после отклю чения управляемых ключей 1 и 2. Это определяется свойствами (быстродействием и т. д.) дополнительного управляемого ключа 7 и управляемых ключей 1 и 2. Включение дополнительного управляемого ключа 8 аналогично включению дополнительного управляемого ключа 7. Таким образом, введение обратной связи, состоящей из датчиков и элементов ЗАПРЕТ, позволяет повысить ка чество регулирования путем снижения пульсаций выходного напряжения, причем значение ЭДС самоиндукции зависит от значений протекающего тока в обмотке возбуждения электрической машины и определяется нагрузкой электрической машины. При эксплуатации происходит изменение нагрузки электрической машины, а значит и изменение тока в обмотке возбуждения электрической машины. В известном регуляторе устанавливается постоянная выдержка времени для включения управляемых ключей 1 и 2 или 3 и t, определяемая при максимальном протекании тока в обмотке возбуждения электрической машины. Наличие обратной связи позволяет исключить постоянную выдержку времени и автоматически определить точно момент включения управляемых ключей 1 и 2 или 3 и .4 сразу после окончания протекания тока ЭДС само- , индукции, что и снижает пульсации выходного напряжения. Предлагаемое изобретение может быть использовано в регуляторах напряжения, работающих с генераторами, выполненными с многоканальными системами возбуждения, а также с генераторами комбинированного возбуждения. Особенно эффективно применение предлагаемого устройства в регуляторах напряжения, рассчитанных на большие токи регулирования. Формула изобретения Регулятор напряжения для электрических машин по авт. ев № , отличающийся тем, что, целью повышения качества регулиро- . ания путем снижения пульсаций выодного напряжения, в него дополнительно введены датчики тока и логические элементы ЗАПРЕТ по числу дополнительных управляемых ключей, причем вход каждого датчика тока соединен последовательно с соответствуюим дополнительным управляемым ключом, а выход датчика тока - с инвертируюим входом соответствующего элемента АПРЕТ, выход и неинвертирующий вход которого подключены к блоку управения ключами. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , кл. Н 02 Р 9/30, 1979

|

VJ

V

:f«J

Н даггт кц