Устройство для управления генератором переменного тока стабилизированной частоты

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ ЗИ360

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заязлено 18.11.1970 (№ 1405462/24-7) .ЧПК H 02р 914 с присоединением заявки ¹â€”

Номитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Оп блнковано 09Х111.1971. Бюллетень ¹ 24

УДК 621.313.322:

:621.316.722 (088.8) Дата опубликования описания 20.Х.1971

Авторы изобретения

H. H. Блоцкий, В. И. Радин и В. К. Стрюцков

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и электромеханический завод имени Владимира Ильича

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОМ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение касается электричеаких машин переменного тока с автоматическим регулированием возбуждения.

Известны устройства для управления гене ратором,перемен ного тока стабилизированной 5 частоты, например асинхронизированным си нхронным генератором со вспомогательным синхронньсм генератором и вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащие блок фазового управления преоб- lo разователем, задатчик опорной частоты, формирователь разносгной частоты и синхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилизированной частоты.

Однако в этих устройствах вентильные пре- тз образователи частоты не могут быть эффективно использованы, так как такое использование обуславливает высокие уровни пульсаций в Т0ке ротора и в выходном напряжении генератора. 20

Целью изобретения является улучшение гармонического состава тока ротора генератора стабилизированной частоты. Для этого в устройство введен статический преобразователь числа фаз, вход которого подключен на выход 25 синхронного тахогенератора, а выходы соединены соответственно со входом формирователя разностной частоты и входом блока фазового управления преобразователем.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложен- 5о ного устройства; на фиг. 2 — блок-схема формирователя разностной частоты.

Устройство содержит: первичный двигатель 1 (дизель или турбина), приводной вал 2, генератор 8 переменного тока с т-фазной симметричной системой обмоток на роторе и статоре (АС-генератор), шины 4 нагрузки, вентильный преобразователь 5 частоты с непосредственной связью (ВПЧ), синхронный генератор 6, регулятор 7 напряжения синхронного генератора. синхронный тахогенератор 8 с постоянными магнитами, преобразователь 9 числа фаз (ПЧФ), формирователь 10 разностной частоты, задатчик ll опорной частоты, блок 12 фазового управления вентильным преобразователем частоты.

Первичный двигатель 1 через вал 2 вращает роторы АС-генератора 8, синхронного генератора 6 и синхронного тахогенератора 8. АС-генератор 8 при соответствующем регулировании тока его ротора обеспечивает на шинах 4 нагрузки требуемое значение частоты и амплитуды выходного напряжения. Синхронный генератор 6 является источником IIHTBIHIHH преобразователя 5 частоты. Регулятор 7 напряжения служит для поддержания величины выходного напряжения синхронного генератора с заданным статизмом. Синхронный тахогенератор 8 обеспечивает получение и-фазной системы синусоидальных напряжений той же частоты, что

311360

65 и частота синхронного генератора 6, с а)мплитудой, изменяющейся линейно в функции скорости привода.

Бло)к 12 фаао)вого управления осуществляет выработку им)пульсов фазового управления вентилями преоб(разователя 5 частоты. Последний преобразует )напряжение частоты питания в напряжение, содержащее осно)вную гармонику ча стоты управления и некоторую сумму высших гар)мани)к.

Формирователь 10 раз(ностной частоты по сигналам с задатчи)ка 11 опорной частоты и сигналам с преобразователя 9 числа фаз формирует си(стему синусоидальных напряжений разностной часоты. Задатчик 11 опорной ча)стоты генерирует систему синусоидаль>ных напряжений постоян)ной частоты и амплитуды.

Преобразователь 9 о)существляет преобразова>ние п-фазной,системы синусоидальных напряжений синхронного тахогенератора 8 в требуемую и-фазную систему.

Устр)ойспво .работает следующим образом.

Первичный двигатель 1 вращает роторы генераторов 8, 6, и тахогенератора 8. Последний, имея постоян)ный поток)возбуждения, при вращении ротора генерирует и-, фазную систему синусоидальных напряжений. Эта система напряжений в преобразователе числа фаз, например автотра)нсформаторного типа, преобразуется в k-фазную си(стему, причем k n.

Полученная таким путем система синусоидальных напряжений частоты вращения ротора:

Up. - 1рц - U»! > (1+S) $1п (() (>

2-. >

Up, U»q (1+S) sin р)р 1 — " ) к . ()" 1 ) 2)( р>(>. !» > (l +S) sin (>)I>

t(q)(, р),, гдето = (О() поступает в блок 12 фазового управления для использования в качестве опорного сигнала и в форм(и(рователь 10 разностной частоты.

Задатчик 11 опорной частоты вырабатывает систему синусоидальпых напряжений постоянной частоты и амплитуды: ((I„U„,($1П M 1 (, „„- 0»,,„сов (о, t

Эти два напряжения, так же как и напряже)ние частоты вращения ротора генератора 3, с преобразователя числа фа)з

Ug(> У»,р(1+5) siII (о р(К (, --- U»;> (I+S) cos с) „, поступают в формирователь 10 разностной частоты, где выделяется напряжение разиостиой частоты (в случае двухфазной системы

Ud, и Uqð).

На фиг. 2 показана одна из возможных схем такого формирователя, она содерж>ит четыре блока перемножения 18 и два операционных усилителя-сумматора 14. Выделение разност10

4(>

;0 д() ной частоты в этой структурной схеме форм ирователя осуществляется в соответствии с тригонометричеакими формулами: (Ль == Um,.(1+S) sin ((,), — „1I

Uqs== U,(I+S) cos (() „— («р )f

Для обеспечения мàKcHMBJII Но возможного диапазона углов .регули)рования вентилей амплитудь1 напряжений опорного сигнала U„„ и напряжения упра вления U>. находятся всегда в постоянном соотношен>и и. При арксинусоидальном управлвнии вентилями это соотношение определяется равенством: ц 1) - т, / >

»>с» + — (!»р, $)п(,, ) где 3((1, $1п —, 2 где т — угол коммутаций вентилей.

Амплитуды д)вух систем напряжений U, и

U„являются функциями одного и того же параметра (с(кольжеиия S):

0»,»» С,,р (1+5) (.) !!)у — U»>s (1 +S)

1, „.

Поэтому отношение — — - в предлагаемом

U„! .> устройстве будет всегда величиной постоян(ной. Сформированные таким образом в формирователе 10 разностной частоты система сигналов управления U,I,è l,), и система напряжений опорного сигнала U. от преобразователя 9 числа фаз поступают на входы блока 12 фазового управления 12, где по этим сигналам вырабатывают)ся импульсы управления тиристорам и.

Силовая схема вентильного преобразователя 5 частоты питается от синхронного генератора б. Ток возбуждения генератора регулируется в функции выходного напряжения ЛС-генератора 3 регулятором 7 напряжения.

При S- О токи в обмотках ротора АС-генератора 8 изменяются с частотой скольжения.

Под действием эт(их токов создается вращающееся магнитное поле, перемещающееся относительно ротора (согла)оно или встречно) со скоростью SI() Ä . Результирующая скорость магнитного поля рота)ра при этом остается постоянной, что собственно и обеспечивает постоянство частоты э.д.с. статора АС-генератора 8.

Устройство может найти широкое применение в авто)номных GHcTB)>IBx энергоснабжения судов, самолетов и дpvt Нх специальных объектов.

П(редмет чзооретеиия

У>стройство для управления генератором переменного тока стабилизир)ова)иной частоты, например, асинхронизи)рованны(м синхронным генератором со вспомогательным синхронным генератором и вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее блок фазового уира>вления преобразователем, задатчик опорной частоты, формирова311360

4и, >

Фиг

Составитель Я. Фотина

Тскред А. A. Камышиикова

Корректор О. Б. Тюрина

Рсдак1ор Е. Кравцова

Заказ 5524 Изд. ¹ 1051 Тира и 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Областная типография Костроиокого,управления по печати тель разностной частоты и сийхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилиз1ирова нной частоты, отличающееся тем, что, целью улучшения гармонического состава тока ротора генератора ,стабилизировайной частоты, в него введен статический преобразователь числа фаз, вход которого подключен на выход синхронного тахогенератора, а выходы соединены соответственно со входом формирователя раз1ностной часто5 ты и входом блока фазового управления преобразователемм.