Система роторного возбуждения асин-хронного генератора

Союз СоветскихСоциалистииескихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 1817966 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 29.01.79 (21) 2718085/24-0 02 Р 9/10 ением заявки-присо ударстееииыи кемите СССР делам изебретеиий и открытий. Алешечкин Р. Мизюрин,Московский ордена Ленина авиационньщ им. Серго Орджоникидзе нстнтут " .(7) Заявитель(54) СИСТЕМА РОТОРНОГО ВОЗБУЖДЕН АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА стоты разователь буждения и, включенн тоты и бло орным пер озбудий межком уп- еключавозбуждения упроиодно-тиристорнымчисло тиристоров невелико, их раже (частота скольс неизменным угкже уменьшает исзбуждения и коме реключателе 2 . Недостатк отсутствие де дит к резким жения генера Использовани обмоток искл 2 о ния генератор Цель изоб ности выходн го генератораИзобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при создании систем электроснабжения транспортных средств.Известна система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая вращающийся преобразователь частоты со звеном или без звена постоянного тока 11 .В обоих случаях масса и габариты системы велики (из-за наличия коммутирующих конденсаторов в первом случае и большого числа высокочастотных тиристоров во втором случае): Кроме того, вследствие большой сложности схемы управления во втором случае надежность всего устройства существенно снижается.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая многофазную обмотку: возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель и вращающейся многофазной обмотке возбудителя, датчик частоты скольжения и задающий генератор, выходы которых подключены к схеме сравнения, выход которой через преоб соединен с обмоткой во теля, блок синхронизаци ду преобразователем час равления диодно-тир ист телем,В указаннои системе щается управление д переключателем, так ка последнего сравнительн бочая частота гораздо н жения) и работают они лом управления, что та кажения напряжения в мутационных потерь в ом этого устроиства является мпферной обмотки, что приво- изменениям выходного напрятора в переходных режимах. е общеизвестных демпферных ючается вследствие возбуждеа переменным током.ретения - повышение стабилього напряжения асинхрониов переходных режимах.Указанная цель достигается тем, что система снабжена нуль-органом, каждый из которых включен параллельно соответствующей обмотке возбуждения генератора, и логическими элементами И, причем выход нуль-органа подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а выход элемента И подключен к блоку управления диодно-тиристорны м переключателем.На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы возбуждения.Система роторного. возбуждения асинхронного генератора содержит многофазную обмотку 1 возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель 2 к вращающейся многофазной обмотке возбудителя 3, датчик 4 частоты скольжения и задающий генератор 5, выходы которых подключены к схеме 6 сравнения, выход которой через преобразователь 7 частоты соединен с обмоткой 8 возбуждения возбудителя, блок 9 синхронизации, включенный между преобразователем частоты и блоком 10 управления диодно-тиристорным переключателем. Параллельно каждой фазной обмотке асинхронного генератора включен нуль-орган 11, выход которого подключен к одному из входов соответствующего логического элемента 12 И, второй вход которого подключен к выходу блока 9 синхронизации, а выход элемента 12 И подключен к блоку 1 О управления диодно-тиристорным переключателем.Датчик 4 частоты скольжения представляет собой, например синхронный магнитоэлектрический генератор, частота напряжения которого при номинальных оборотах равна частоте выходного напряжения асинхронного генератора (в этом случае генератор возбуждается постоянным током).Задающий генератор 5 может быть выполнен по любой из известных схем кварцевых генераторов частоты с последующим делением до 1=400 Гц.Преобразователь 7 частоты также может быть выполнен по любой из известных схем либо на базе полупроводниковых устройств, либо на магнитных усилителях.Блок 9 синхронизации и блок 10 управления диодно-тиристорным переключателем Х представляют собой импульсные логические схемы, обеспечивающие синхронизацию относительно задающего напряжения и распределение импульсов для управления диодно-тиристорным переключателем 2.Система возбуждения работает следующим образом.При вращении асинхронного генератора с синхронной скоростью на выходе схемы 6 сравнения формируется сигнал нулевой частоты, т. е. возбуждение возбудите. ля 3 осуществляется постоянным током, а следовательно, и в обмотку 1 возбуждения асинхронного генератора подается постоянный ток (режим синхронного генератора).При этом ток возбуждения протекает через 5 один из вентильных мостов (верхний илинижний) и соответствующую пару тиристоров диодно-тиристорного переключателя 2.При отклонении скорости вращения 1 Оасинхронного генератора от синхронной скорости на выходе схемы 6 сравнения формируется сигнал разностной частоты, который через преобразователь 7 частоты, возбудитель 3 и диодно-тиристорный переключатель 2 подается в обмотку 1 возбуждения 15 асинхронного генератора. Причем направление вращения возникающего при этом поля возбуждения зависит от знака отклонения скорости (больше или меньше синхронной). Скорость вращения магнитного поля машины при этом постоянна и равна синхронной скорости.При различных возмущениях со стороны нагрузки реакция якоря увеличивает или уменьшает поток возбуждения машины.Вследствие того, что ток возбуждения изменяется по синусоидальному закону и при малых частотах скольжения может иметь длительное время довольно малую величину, может произойти . (под действием реакции якоря) не только уменьшение, но изменение знака потока и тока возбуждения. Эо С целью эффективного демпфированиятаких отклонений тока возбуждения, которые приводят также к колебаниям выходного напряжения асинхронного генератора, необходимо создать замкнутый контур для его циркуляции и последующего затухания.При изменении знака тока еобмотке 1 возбуждения (под действием реакции якоря) нуль-орган 11 формирует импульс напряжения, который подается на один из входов логического элемента 12 И, на второй вход которого подается сигнал с блока 9 синхронизации (отсутствие сигнала на выходе блока 9 синхронизации будет иметь место в момент перехода через нуль напряжения преобразователя 7 частоты). В этом случае на выходе элемента 12 И формирует ся импульс, который через блок 10 управления включает неработающую пару тиристоров переключателя 2 и ток возбуждения обратного знака замыкается через соответствующие тиристоры и вентильный мост диодно-тиристорного переключателя 2 и якорную обмотку .возбудителя 3. При восстановлении тока возбуждения схема возвращается в исходное состояние.Необходимо отметить, что при сменезнака тока в обмотке 1 возбуждения нуль-.органа 11 также формирует импульс, поступающий на один из входов логического элемента 12 И, Однако иа втором входе элемента 12 И сигнал равен нулю, так как817966.-" Формула изобретения тавитеуь К. фд А Бойкас730дарственногоизобретенийЖ - 35, Раут, г. Ужго тинаКорректор В. БутягаПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5род, ул. Проектная, 4 Сос Технр Тираж И Госу делам осква,Патенапряжение частоты скольжения в этот момент также проходит,яерез нуль и, следовательно, на выходе Ъпемента 12 И сигнал также равен нулю.Таким образом, замыкание цепи тока возбуждения, меняющего свой знак под действием реакции якоря позволяет осуществлять эффективное демпфирование при коммутации нагрузок и тем самым повысить стабильность генерирующего напряжения. Система роторного возбуждения асинхронного генератора, содержащая многофазную обмотку возбуждения на роторе, каждая фаза которой подключена через диодно-тиристорный переключатель к вращающейся многофазной обмотке возбудителя, датчик частоты скольжения и задающий генератор, выходы которых подключены к схеме сравнения, выход которой через преобразователь частоты соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, блок синхронизации, включенный между преобразователем частоты и блоком управления диодно-тиристорным переключателем, отличающаяся тем, что с целью повышения стабильности выходного напряжения асинхронного генератора в переходных режимах, система снабжена нуль-органами, каждый из которых включен параллельно соответствующей обмотке возбуждения генератора, и логическими элементами И, причем выход нуль-органа подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а выход элемента И подключен к блоку управления диодно-тиристорным переключагелем.15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Торопцев Н. Д, Авиационные асинхронные генераторы . М Транспорт, 1970, с. 178 - 184, ри. 77, 81.2. Постников И. М. и др. Теория и методы расчета асинхронных турбогенераторов. Киев Наукова думка, 1977, с. 14, рис. 53.