Устройство для регулирования напряжения потенциал регулятора

и ОБРЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОДРОМУ УВИДЕТ(53)621314 а 621.316 722(088. 8) .(56) 1. ЪвтсрСкое свидетельство СССР М 156237, кл. .Н 02 Р 13/10, 1963.2 Арменский В. В. и др, Злект. ричеекие иикромашинЫ, М "Высшаяшколаф, 1975, с.31-33.(,54 Д 57) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИРОВА-НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛ-РЕГУЛЯТОРА,еодержащее трансформатор,:первичныеобмотки которого подключены к выводам дпя подключения к питающей сети,Эторичйые Обмотки - к выводам дляподключейия к нагрузке и через дат.чик напряжения - к одному из входовэлемента сравнения, выход которогосоединен с входом регулятора, блокповорота ротора. трансформатора, о т.л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с 359 Н 02 Р 13 10 Н 02 д 3 12 целью упрощения и увеличения быстродействия, оно снабжено вторым Трайсформатором, генератором импульсов,. трансФорматоры выполнены с дополнительными вторичными обмотками, а блок поворота ротора трансформатора вы" полнен из двух резисторов и ключей, причем трансформаторы механически связаны между собой, первичные обмотки второго трансформатора подключены к выводам для подключения питающей сети с возможностью образования вращающихся магнитных полей.трансформаторов. в противоположные стороны, выход регулятора через генератор импульсов подключен к упРавляющим входам ключей, первый резистор и щй второй. резистор, шунтиррванный одним ключом, включены последователь-. но, второй резистор соединен с други ми ключами в общую точку, первый ре- С эистор соединен с общей точкой дополнительных обмоток, крайние выводы Я которых соединены с другими концами ключей.лельно в питающую сеть б, образуют в машинах сдвоенного трансформатора 1 два вращающиеся в противоположные 1 стороны магнитныЕ поля, В исходном положении, когда выходное напряИзобретение относится к электро.технике, а именно к силовой преобра"зовательиой технике и может бытьиспользовано для автоматическогоподдержания напряжения в сетях и автоматического поддержания и регулирования многофазного напряжения отдель"ных электроприемников, например, приэлектролизе, на транспорте и т.д,Известны устройства для получения плавно регулируемого по величине Юнапряжения переменного тока с применением трансформаторов с поворачивающимися сердечниками1 .Работа этих устройств, основаннаяна выдвижении - линейном. перемещении 5сердечника,. связана с громоздкимиконструкциями трансформаторов, чтоявляется их недостатком. 4Наиболее близким техническим решением к данному является устройство 2 Одля регулирования напряжения потен циал-регулятора, содержащее трансформатор, первичные обмотки которогоподключены к выводам для подключенияк питающей сети, вторичные обмотки "к выводам для подключения к нагрузкеи через датчик напряжения к одномуиз входов элемента сравнения, выходкоторого соединен с входом регулятора, и блок поворота ротора трансформатора 2.Блок поворота ротора трансформатора образован двигателем постоянноготока, электромашинным усилителеми вращающим его авинхронным двигателем (три вращающиеся машины), При по-З 5вороте ротора, трансформатора нужнопреодолеть значительный электромагнитный момент между статором и ротором, обусловленный нагрузкой. Этотмомент воспринимается двигателем 40постоянного тока, поэтому применяет"ся самотормозящаяся червячная передача. Устройство для регулированиянапряжения потенциал-регулятора имеет громоздкий блок поворота, значительно увеличивающий вес и габаритымашины, Кроме тож, недостаточно быст, родействие регулирования (стабилизации) напряжения, так как блок поворота содержит электромагнитные и механические инерционности электромашинного усилителя и двигателя постоянного тока.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение быстродействиярегулирования его напряжения,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для регулирования напряжения потенциалрегулятораснабжено вторым трансформатором, генератором импульсов, трансформаторы 6 Овыполнены с дополнительными вторичными обмотками, а блок поворота ротора трансформатора выполнен из двухрезисторов и ключей, причем трансформаторы механически связаны между 65 собой, первичные обмотки второготрансформатора подключены к выводамдля подключения питающей сети с возможностью образования вращающихся магнитных полей трансформаторов в противоположные стороны, выход регулятора через генератор импульсов подключен к управляющим входам ключей, первый резистор и второй резистор, шунтированный одним ключом, включены последовательно, второй резистор соединен с другими ключами в общую точку, первый резистор соединен с общей точкой дополнительных обмоток, крайние выводЫ которых соединены с другими концами ключей.На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит сдвоенный поворотный трансформатор 1, выполненный. на двух трансформаторах, блок поворота ротора 2 и блок управления 3. Первичные обмотки 4 и 5 трансФорматора 1 подключены к зажимам питающей сети б, его вторичные обмотки 7 и 8 соединены последовательно, Они включены по схеме авто- трансформатора: концы обмоток Х, У и Е присоединены к сети б, с других концов а, Ь и с снимается выходное регулируемое напряжение Ь, В и С с выводов 9, поступающее на нагрузку. Вторичные обмотки могут быть соединены и по схеме трансФорматора, когда концы Х, Уи 2 отсоединены от сети б и сведены в общую точку. На вторичной стороне трансформатора 1 уложены дополнительные обмотки 10 и 11, они соединены последовательно, с их помощью осуществляется поворот ротора.Блок поворота ротора 2 состоит из последовательно соединенных первого резистора 12 и второго резистора 13, шунтированного ключом 14, Второй резистор 13 связан с другими ключами 15-18 в общую точку. Первый резистор 12 и ключи 15-18 с другой стороны связаны соответственно с1выводами 11 ,а и обмоток 10 и 11, Управляющие цепи ключей 14-18 соединены с выходами генератора импульсов 19 блока управления 3. В этом блоке выводы 9 через датчик напряжения 22 соединены с одним из входов элемента сравнения 20, другой вход которого 21 является задающим. Выход элемента сравнения 21 через регулятор 23 соединен с входом генератора импульсов 19.Устройство работает следующим образом. Обмотки 4 и 5, включенные парал1023617 РСоставитель О, НаказнаяРедактор О. Колесникова Техред М.Костик Корректор О. Билак Заказ 4236/48 Тиоая 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035( Москва, жр Раушская наб д, 4/5Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиал ППП 1 Патентнр г. жение на зажимах 9 соответствует заданному по входу 21, сигнал ошибки на входе элемента сравнения 20отсутствует, генератор импульсов 19 не работает .и ключи 14-18 закрыты. Моменты, действующие на роторы трансформаторов, равны по величине и противоположны по направлению. Результирующий момент на валу трансформатора 1 отсутствует и потенциал- регулятора определяется геометрической суммой векторов .сети 6 и ЭДС обмоток 7 и 8. При изменении задающей уставки 21 появляется сигнал ошибки на выходе элемента сравнения 20, который преобразуется в регуляторе 23 (в качестве регулятора 23 в простейшем случае используется пропор циональный усилитель, при более качественном регулировании применяется пропорционально-интегральный ре:тулятор) и приводит в действие генератор импульсов 19., Импульсы с этогогенератора открывают ключи 15-18,замыкая обмотку 10(11) на резисторы12 и 13. При этом на роторы действует избыточный положительный (отрица"тельный) .момент, поворачивающий нхвправо (влево), при этом фаза ЭДСобмоток 7 и 8 сдвигаются по отношению друг к другу и по отношению кфазе питающей сети 6, в результатеизменения их геометрического сложения выходное напряжение ма выводах9 потенциал-регулятора приближаетсяк заданной уставке, При этом уменьшается напряжение ошибки на выходеэлемента сравнения 20. Далее регулятор 23 создает на роторах тормозноймомент и они замедляются. В концепроцесса выходное напряжение на выводах 9 устанавливается в соответствии с величиной уставкн 21 и .сиг .нал ошибки на выходе элемента сравнения 20 близок к нулю.Рассмотрим особенности э работеключей. При малом напряжении рассогласования с элемента 20 включаютсяключ.16(17), при большом - ключ 15(18), обеспечивая малый (большой)момент поворота. Наибольший моментповорота будет .при открытых ключах15(18) и 14, Всего имеется четыреступени момента. Величина сопротивления резистора 12 такова, что критическое скольжение равно единице,этим обеспечивается значительныйповоротный момент при малых потеряхмощности в обмотках 10 и 11, ключахи резисторе 12.Число, ключей,и резисторов можетбыть и иным, При большом. числе ихчисло ступеней момента значительнои управление поворотом приближается10 к непрерывному. При малом числе ключей.и резисторов блок поворота ро- .тора 2 упрощается, но усложняютсяфункции блока управления 3, Требуемое число ключей и резисторов опре 15 деляется в зависимости от необходимого быстродейетвия в регулированиинапряжения (т.еот времени, затрачиваемого на поворот роторов) и отточности регулирования (точносаиподдержания положения роторов наданном угле). Если имеется толькоодна ступень момента, то управлениена всем диапазоне будет релейным,В установившемся режйме работы име 25 ет место Релейиый Рзжнм с большойчастотой переключения, ври этом желателен небольшой момент,таким образом,осуществляется плавное регулирование напряжения потвнЗ 0 циал-регулятора или его стабилизация. Полный угол поворота роторовв двухполюсной машине равен 180 е,в четырехполюсной - 90 ф .В общем случае в устройстве об мотки 10 и 11 могут отсутствовать,а их Функции могут выполнять обмотки 7 и 8. Достигаемяй эФФект будетодинаковым. Использование обмоток10 и 11 удобно с точки зрения галь ванической развязки блоха поворотаротора 2 от высокого потенциала обмоток 7 и 8, а также для настройкиустройства.Данное устройство позволяет уйрос тить конструкцию блока поворота ро"тора, увеличить быстродействие регу"лирования напряжения потенциал-регулятора, так как имеется только инерционность роторов, а в известномустройстве - дополнительные инерционности двигателя постоянного тока и электромашиннаго усилителя.