Регулятор напряжения синхронного генератора

Использование: полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках питания транспортных средств. Технический результат: повышение качества регулирования напряжения при изменении тока нагрузки синхронного генератора за счет увеличения быстродействия регулирования напряжения. Сущность полезной модели: в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а так же снабжен датчиком тока, датчиком измерения коэффициента мощности, подключенными к основной обмотке синхронного генератора и блоком измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенного к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для создания автоматических регуляторов напряжения синхронных генераторов.

Известен регулятор напряжения синхронного генератора (патент РФ 2095937, кл. Н02Р 9/30, 1997), состоящий из измерительного органа напряжения, усилителя мощности. Работа регулятора напряжения заключается в том, что измеряется напряжение синхронного генератора, и подается на обмотку возбуждения генератора, величина которого определяется в зависимости от измеренных величин.

Существенным недостатком данного регулятора является невысокая точность поддержания постоянства напряжения синхронного генератора в динамических режимах работы.

Известен регулятор напряжения синхронного генератора (патент РФ 66871, кл. Н02Р 9/30, 2007), состоящий из измерительного органа напряжения, подключенного к основной обмотке синхронного генератора, блока вычисления скорости изменения напряжения, вход которого подключен к выходу измерительного органа напряжения, выходы которых подключены к входам нечеткого контроллера, выход которого подключен к обмотке возбуждения через усилитель мощности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому и является регулятор напряжения генератора РНТ-115 (Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов, в двух томах / под ред. С.А.Грузкова, том 1, стр.290), состоящий из измерительного органа напряжения, подключенный к основной обмотки синхронного генератора через трансформаторно-выпрямительный блок, блока усиления, модулятора ширины импульсов, полупроводникового ключа. Работа регулятора напряжения заключается в том, что измеряется напряжение синхронного генератора, которое сравнивается с эталонным и подается на модулятор ширины импульсов, в котором формируется импульс, отпирающий полупроводниковый ключ, питающий обмотку возбуждения возбудителя.

Известны недостатки данного регулятора: длительное время регулирования напряжения и провалы напряжения генератора в динамических режимах работы.

Задача предлагаемой полезной модели - повышение качества регулирования напряжения путем увеличения быстродействия регулирования напряжения при изменении тока нагрузки синхронного генератора.

Поставленная задача достигается тем, что в регуляторе напряжения синхронного генератора, содержащем трансформаторно-выпрямительный блок, вход которого подключен к основной обмотке синхронного генератора, а выход - к входу измерительного органа напряжения, выход которого соединен с входом модулятора ширины импульсов, выход которого через блок усиления и полупроводниковый ключ подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, в отличии от прототипа, в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а так же введены датчик тока, датчик измерения коэффициента мощности, подключенные к основной обмотке синхронного генератора, и блок измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами.

Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. приведена функциональная схема регулятора напряжения.

Регулятор напряжения содержит обмотку синхронного генератора 1, подключенного к входу трансформаторно-выпрямительного блока 2, выход которого подключен к входу измерительного органа напряжения 3, выход которого подключен к второму входу нейросетевого модулятора ширины импульсов, так же к системе подключены датчик тока 4, датчик измерения коэффициента мощности 5 и датчик измерения скорости изменения тока возбуждения 6. Выходы которых подключены к первому, третьему и четвертому входам нейросетевого модулятора ширины импульсов 7, который подключен к входу блока усиления 8. Блок усиления подключен к входу полупроводникового ключа 9, включенного последовательно с обмоткой возбуждения 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При изменении величины и характера нагрузки изменяется напряжение основной обмотки синхронного генератора 1, изменяются значения выходных сигналов измерительного органа напряжения 3, датчика тока 4 и датчика измерения коэффициента мощности 5, что вызывает изменение сигнала на выходе нейросетевого контроллера 7, который через блок усиления 8 воздействует на полупроводниковый ключ 9, тем самым изменяется воздействие на обмотку возбуждения синхронного генератора 10, а также изменяется значение на выходе блока измерения скорости изменения тока возбуждения 6 (при изменении сигнала на обмотке возбуждения 10) в результате чего на основной обмотке синхронного генератора 1 устанавливается номинальное значение напряжения.

Измерительный орган напряжения 3 обеспечивает регулирование напряжения по отклонению. Блок измерения скорости изменения тока возбуждения 6 выполняет функцию гибкой отрицательной обратной связи. Введение датчика тока 4 обеспечивает регулирование напряжения по возмущению, поскольку в зависимости от изменения тока нагрузки нейросетевой контроллер 7 формирует импульс определенной ширины, который направлен на компенсацию влияния изменения тока нагрузки на изменение напряжения синхронного генератора. Таким образом, предлагаемый регулятор напряжения является комбинированной системой регулирования, так как одновременно реализуются принципы регулирования по отклонению (напряжение синхронного генератора, скорость изменения тока возбуждения) и по возмущению (ток нагрузки), что приводит к повышению быстродействия и обеспечению требуемой точности регулирования напряжения синхронного генератора 6.

Итак, заявляемая полезная модель повышает качество регулирования напряжения путем увеличения быстродействия регулирования напряжения при изменении тока нагрузки синхронного генератора.

Регулятор напряжения синхронного генератора, содержащий трансформаторно-выпрямительный блок, вход которого подключен к основной обмотке синхронного генератора, а выход - к входу измерительного органа напряжения, выход которого соединен с входом модулятора ширины импульсов, выход которого через блок усиления и полупроводниковый ключ подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, отличающийся тем, что в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а также введены датчик тока, датчик измерения коэффициента мощности, подключенные к основной обмотке синхронного генератора, и блок измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами.