Устройство для управления генератором переменного тока стабилизированной частоты

Ссиз Советскнк Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИ ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗИ 360 Зависимое от авт. свидетельства М -лено 18.11.1970 (Юо 1405462/24-7) МПК Н 02 р 91 с присоединением заявки Л Номитет по делам зобретений н открытий при Совете Министров СССРПриоритет -публнковано 09 Х 111,197 Бюллетень М 24ДК 621.313.322; 621 316 722 (088 8) Дата опубликования описания 20.Х.1971 Авторыизобретени Н. Н, Блоцкий, В. И, Радин и В. К. Стрюцковесоюзиый научно-исследовательский институт электроэнергетики и электромеханический завод имени Владимира Ильича Заявител О ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОМ ОКА СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ЧАСТОТЬ УСТРОЙ СЕРЕМЕН НОГ Изобретение касается электрических машин переменного тока с автоматическим регулированием возбуждения.Известны устройства для управления генератором,переменного тока стабилизированной частоты, например асинхронизированным си 1 нхронным генератором со вспомогательным синхронньсм генератором и вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащие блок фазового управления преобразователем, задатчик опорной частоты, формирователь разносгной частоты и синхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилизированной частоты.Однако в этих устройствах вентильные преобразователи частоты не могут быть эффективно использованы, так как такое использование обуславливает высокие уровни пульсаций в токе ротора и в выходном напряжении генератора.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 синхронного тахогенератора, а выходы соединены соответственно со входом форми 1 рователя разностной частоты и входом блока фазового управления преобразователем.На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - блок-схема формирователя разностной частоты.Устройство содержит: первичный двигатель 1(дизель или турбина), приводной вал 2, 5 генератор 3 переменного тока с т-фазной симметричной системой обмоток на роторе и статоре (АС-генератор), шины 4 нагрузки, вентильный преобразователь б частоты с непосредственной связью (ВПЧ), синхронный ге нератор 6, регулятор 7 напряжения синхронного генератора. синхронный тахогенератор 8 с постоянными магнитами, преобразователь 9 числа фаз (ПЧФ), формирователь 10 разностной частоты, задатчик 11 опорной частоты, 15 блок 12 фазового управления вентильным преобразователем частоты.Первичный двигатель 1 через вал 2 вращаетроторы АС-генератора 3, синхронного генератора 6 и синхронного тахогенератора 8. АС-ге нератор 3 при соответствующем регулированиитока его ротора обеспечивает на шинах 4 нагрузки требуемое значение частоты и амплитуды выходного напряжения. Синхронный генератор 6 является источником питания преобра зователя 6 частоты. Регулятор 7 напряженияслужит для поддержания величины выходного напряжения синхронного генератора с заданным статизмом. Синхронный тахогенератор 8 обеспечивает получение и-фазной системы си нусоидальных напряжений той же частоты, чтоО 65 и частота синхронного генератора 6, с амплитудой, изменяющейся ли)нейно в функции скорости привода,Блэк 12 фааового управления осуществляет выработку импульсов фазового управления вентилями преоб)разователя 5 частоты. Последний преобразует напряжение частоты питания в напряжение, содержащее основную гармонику ча(стоты управления ц некоторую сумму высших га)р(мэник.Формирователь 10 раз)ностной частоты по сигналам с задатчи(ка 11 опорной частоты и сигналам с преобразователя 9 числа фаз фо)рмирует систему синусоидальных напряжений разностцой часоты, Задатчик 11 опорной ча(стоты генерирует систему синусоидаль)ных напряжений постоянной частоты и амплитуды.Преобразователь 9 осуществляет преобразова)цие д-фазцой,системы синусоидальцых напряжений синхронного тахогенератора 8 в требуемую и-фазную систему,У)стр)ойспво работает следующим образом.Первичный двигатель 1 вращает роторы генераторов 3, 6, и тахогенератора 8. Последний, имея постоянный поток возбуждения, при вращении ротора генерирует и-,фазную систему синусоидалыных на)пряжен)ий. Эта система напряжений в преобразователе числа фаз, например автотрацсформаторного типа, преобразуется в Й-фазную си(стему, причем Й)л.Получен)ная таким путем система синусоидальных напряжений частоты вращения ротора: Чр -.Урч Уп) (1+5) в(п к,) 2-,У,(1+5) з(п о)р 1 - ". ) к,(Опоступает в блок 12 фазового управления дляиспользования в качестве опорного сигнала и вформ)и)рователь 10 разностной частоты,Задатчик 11 опорной частоты вырабатываетсистему синусоидальпых напряжений постоянной частоты и амплитуды:)- чо. о сов )Эти два напряжения, так же как и напряже)ние частоты вращения ротора генератора 3, спреобразователя числа фа)зКь: Кр(1+5) з(п о р)Очо: с)ир (1+5) со 5 ю р;поступают в формирователь 10 разностцой частоты, где выделяется напряжение разиостцойчастоты (в случае двухфазной системы(1,(, и Уч.).На фиг. 2 показана одна из возможных схемтакого формирователя, она сэдержит четыреблока перемножения 13 и два операционныхусилителя-сумматора 14. Выделение разност 10 15 20 25 30 3) 0 45 50 ной частоты в этой структурной схеме форм(ирователя осуществляется в соответствии с тригэнометричеакими формулами:Уа - С.; (1+5) яп (и- О )гУця ( с(1+5) сов (и о ) )1Для обеспечения максимально возможногодиапазона углов регули)рования вентилей аамплитудь 1 напряжений опорного сигнала (.1и напряжения упра(вления 1/у находятся всегда в постоя)ином соотношении(и. При арксинусоидальном управлении вентилями это соотношение определяется равенством:Ц ч - )(.1 , Г),) (1+5)с 1)у-. У); (1+5)п)Поэтому отношение -- - в предлагаемомУустройстве будет всегда величиной постояц)цой. Сформированные таким образом в формирователе 10 разностной частоты система сигналов управления Оа,и lч, и система напряжений опорного сигнала У. от преобразователя 9 числа фаз поступают ца входы блока 12фазового управления 12, где по этим сигналамвырабаты)ваются импульсы управления тиристэрами.Силовая схема вентильного преобразователя б частоты питается от си)цхроццого генератора б. Ток возбуждения генератора регул)ируется в функции выходного напряжения ЛС-генератора 3 регулятором 7 напряжения.При 5 0 токи в обмотках ротора АС-гене.ратора 3 изменяются с частотой сколькения.Под действием эт(цх токов создается вращающееся магнитное поле, перемещающееся относительно ротора (соглаено или встречно) соскоростью 5 а . Результирующая скоростьмагнитного поля ротора при этом остается постоянной, что собственно и обеспечивает постоянство частоты э,д.с. статора АС-генератора 3.Устройство может найти широкое примене.цие в автономных системах энергоснабжениясудов, самолетов и других специальных объектов,П)редмет чзобретеция Устройство для управления генератором переменного тока стабилизир(оваццой частоты, напри)мер, асинхронизирова)иным синхронным генератором со в)спо)могательным синхронным генератором и вентильным преобразователем частоты с цепосредствен)ной связью, содержащее блок фазового управления преобразователем, задатчцк опорной частоты, формироваКорректор О Тюрина сдак аказ 5524 Изд.105 ПодписноеЦНИИГИ Комитета по делам изоб вете Министров СССРМосква, Ж Тираж 473 ретенпй и открытий при СоОбластная типография Костроиокого,управлеъня по аечати тель разностной частоты и сийхронный тахогенератор, вал которого жестко соединен с валом генератора стабилиз 1 ирова 1 нной частоты, отличающееся тем, что, целью улучшения гармонического состава тока ротора генератора ,стабилизировайной частоты, в него введен статипический преобразователь числа фаз, вход которого подключен на выход синхронного тахо- генератора, а выходы соединены соответствен но со входом формирователя раз 1 ностной часто ты и входом блока фазового управления преобразователем.