Устройство регулирования частоты синхронного генератора
Использование: полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках питания транспортных средств. Технический результат: повышение качества регулирования частоты синхронного генератора путем увеличения быстродействия регулирования частоты при изменении тока нагрузки синхронного генератора и увеличения устойчивости регулирования во всем возможном диапазоне изменения тока нагрузки синхронного генератора. Сущность полезной модели: устройство регулирования частоты синхронного генератора, содержащее подключенный к основной обмотке синхронного генератора первый измерительный орган частоты, первый усилитель соединен с входом первого исполнительного устройства, выход которого соединен с входом второго измерительного органа частоты, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второго исполнительного устройства, выход которого соединен с входом привода постоянной частоты вращения, выход которого соединен с входом синхронного генератора и входом второго измерительного органа частоты, отличающееся тем, что снабжено нейросетевым контроллером, устройством умножения, датчиком тока и измерителем коэффициента мощности, причем выход нейросетевого контроллера подключен к входу устройства умножения, датчик тока и измеритель коэффициента мощности подключены к основной обмотке синхронного генератора, выход датчика тока соединен с первым входом нейросетевого контроллера, выход измерителя коэффициента мощности соединен со вторым входом нейросетевого контроллера, выход первого измерительного органа частоты соединен с входом устройства умножения, выход которого подключен к входу первого усилителя.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для создания автоматических регуляторов частоты синхронных генераторов.
Известно устройство для управления синхронным генератором (Авт. свид. СССР 
423231, кл. H02P 9/14, 1975), содержащее блоки измерения частоты, напряжения, тока ротора генератора, дифференциаторы в каналах управления напряжением, частотой и током ротора генератора, орган изменения интенсивности воздействия по напряжению в области низких частот, суммирующе-формирующий блок, усилитель мощности и возбудитель с системой управления. В указанном устройстве имеются связи, соединяющие блоки измерения с дифференциаторами и органами изменения интенсивности воздействия, которые своими выходами включены на вход суммирующе-формирующего блока, выход которого через усилитель мощности связан с входом системы управления возбудителем.
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает полную стабилизацию параметров регулирования синхронного генератора из-за наличия ограничений предельных величин интенсивности воздействий на эти параметры.
Известно устройство регулирования, защиты и управления синхронного генератора (патент РФ 81398 кл. H02P 6/00, 2008), содержащее синхронный генератор, связанный с трансформатором тока, первый выход которого подключен к входу измерителя активной мощности, второй выход трансформатора тока подключен к входу измерителя реактивной мощности, синхронный генератор связан с входом измерительного органа напряжения и с входом измерительного органа частоты, корректор частоты связан с приводом постоянной частоты вращения, привод постоянной частоты вращения связан с муфтой, муфта связана с синхронным генератором, выход измерительного органа напряжения подключен к первому входу нечеткого контроллера, выход измерительного органа частоты подключен ко второму входу нечеткого контроллера, выход синхронизирующего устройства подключен к третьему входу нечеткого контроллера, третий выход трансформатора тока подключен к четвертому входу нечеткого контроллера, выход измерителя активной мощности подключен к пятому входу нечеткого контроллера, выход измерителя реактивной мощности подключен к шестому входу нечеткого контроллера, первый выход нечеткого контроллера подключен к выключателю, второй выход нечеткого контроллера подключен к приборам, третий выход нечеткого контроллера подключен к возбудителю, четвертый выход нечеткого контроллера подключен к корректору частоты.
Недостатком устройства является то, что оно предполагает значительнее сложность нечеткого контроллера ввиду большого количества входных и выходных параметров.
Наиболее близким к полезной модели устройством является устройство («Двухканальный регулятор частоты», Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов. В двух томах/ под редакцией С.А. Грузкова. - М.: Издательство МЭИ, 2005 - Том 1. Системы электроснабжения летательных аппаратов. - 2005. - 568 с.: ил., с. 250), содержащее подключенный к основной обмотке синхронного генератора первый измерительный орган частоты, первый усилитель соединен с входом первого исполнительного устройства, выход которого соединен с входом второго измерительного органа частоты, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второго исполнительного устройства, выход которого соединен с входом привода постоянной частоты вращения, выход которого соединен с входом синхронного генератора и входом второго измерительного органа частоты.
Недостатком данного устройства является применение линейного закона управления, что не позволяет получить высокого качества регулирования частоты. Кроме этого, при изменении в широком диапазоне тока нагрузки синхронного генератора снижается устойчивость системы регулирования и, как следствие, уменьшается надежность энергообеспечения.
Задачей полезной модели является повышение качества регулирования частоты синхронного генератора.
Технический результат: увеличение быстродействия регулирования частоты при изменении тока нагрузки синхронного генератора и увеличение устойчивости регулирования во всем возможном диапазоне изменения тока нагрузки синхронного генератора.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство регулирования частоты синхронного генератора, содержащее подключенный к основной обмотке синхронного генератора первый измерительный орган частоты, первый усилитель соединен с входом первого исполнительного устройства, выход которого соединен с входом второго измерительного органа частоты, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второго исполнительного устройства, выход которого соединен с входом привода постоянной частоты вращения, выход которого соединен с входом синхронного генератора и входом второго измерительного органа частоты, в отличие от прототипа снабжено нейросетевым контроллером, устройством умножения, датчиком тока и измерителем коэффициента мощности, причем выход нейросетевого контроллера подключен к входу устройства умножения, датчик тока и измеритель коэффициента мощности подключены к основной обмотке синхронного генератора, выход датчика тока соединен с первым входом нейросетевого контроллера, выход измерителя коэффициента мощности соединен со вторым входом нейросетевого контроллера, выход первого измерительного органа частоты соединен с входом устройства умножения, выход которого подключен к входу первого усилителя.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. приведена функциональная схема регулятора частоты.
Выход основной обмотки 1 синхронного генератора 2 подключен к входам датчика тока 3 и измерителя коэффициента мощности 4, выходы которых подключены к входам нейросетевого контроллера 5, и первого измерительного органа частоты 6. Выходы нейросетевого контроллера 5 и первого измерительного органа частоты 6 соединены с входом устройства умножения 7, выход которого соединен с входом первого усилителя 8. Выход первого усилителя 8 подключен к входу первого исполнительного устройства 9, выход которого соединен с входом второго измерительного органа частоты 10. Выход второго измерительного органа частоты 10 связан с входом второго усилителя 11, выход которого подключен к входу второго исполнительного устройства 12, выход которого подключен к входу привода постоянной частоты вращения (ППЧВ) 13, выход которого подключен к входу синхронного генератора 2. Выход ПЦЧВ 13 подключен к входу второго измерительного органа частоты 10.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При изменении величины и характера нагрузки изменяются значения выходных сигналов датчика тока 3 и измерителя коэффициента мощности 4, что вызывает изменение сигнала на выходе нейросетевого контроллера 5, а также изменяется сигнал на выходе первого измерительного органа частоты 6. Сигналы с выходов нейросетевого контроллера 5 и первого измерительного органа частоты 6 перемножаются в устройстве умножения 7. Выходной сигнал устройства умножения 7 через первый усилитель 8 поступает на первое исполнительное устройство 9. Первое исполнительное устройство 9 воздействует на второй измерительный орган частоты 10, выходной сигнал которого поступает через второй усилитель 11 на вход второго исполнительного устройства 12. Второе исполнительное устройство 12 воздействует на ППЧВ 13, который соединен с синхронным генератором 2.
При изменении тока нагрузки изменяется частота синхронного генератора 2. На выходе первого измерительного органа частоты 6 появляется сигнал, пропорциональный изменению частоты синхронного генератора 2 от номинальной. В зависимости от сигнала на выходе датчика тока 3 и измерителя коэффициента мощности 4 нейросетевой контроллер 5 вырабатывает требуемый сигнал, который, умножаясь на сигнал с выхода первого измерительного органа частоты 6, поступает на вход первого исполнительного устройства 9. Таким образом, создается оптимальное значение коэффициента усиления точного канала регулирования частоты, и время переходного процесса регулирования частоты уменьшается. Предлагаемое устройство регулирования частоты осуществляет комбинированное регулирование по сигналам частоты и тока нагрузки, что приводит к повышению быстродействия регулирования частоты.
Итак, заявляемая полезная модель увеличивает устойчивость процессов регулирования частоты синхронного генератора путем введения измерителя коэффициента мощности и повышает качество регулирования частоты синхронного генератора путем увеличения быстродействия процессов регулирования частоты при изменении тока нагрузки за счет введения датчика тока нагрузки и нейросетевого контроллера.
Устройство регулирования частоты синхронного генератора, содержащее подключенный к основной обмотке синхронного генератора первый измерительный орган частоты, первый усилитель соединен с входом первого исполнительного устройства, выход которого соединен с входом второго измерительного органа частоты, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второго исполнительного устройства, выход которого соединен с входом привода постоянной частоты вращения, выход которого соединен с входом синхронного генератора и входом второго измерительного органа частоты, отличающееся тем, что снабжено нейросетевым контроллером, устройством умножения, датчиком тока и измерителем коэффициента мощности, причем выход нейросетевого контроллера подключен к входу устройства умножения, датчик тока и измеритель коэффициента мощности подключены к основной обмотке синхронного генератора, выход датчика тока соединен с первым входом нейросетевого контроллера, выход измерителя коэффициента мощности соединен со вторым входом нейросетевого контроллера, выход первого измерительного органа частоты соединен с входом устройства умножения, выход которого подключен к входу первого усилителя.
РИСУНКИ
