Способ управления автономной электроэнергетической установкой

)4 Н о 2 42, 9 ЕТЕНИЯВУ технич ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗО ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Новосибирский электкий институт(56) Иванцов В.В. и др,ции выходного напряжениоэлектроснабжения перемепреобразователем частотзовательная техника. НоНГУ - НЭТИ, 1978, с. 16Иванцов В.В, и др, Рработки и исследованияроснабжения переменнымной частоты, Новосибирс1977, с. 98-109. Лажинцев5(088.8)О стабилизая системынного тока сы. - Преобравосибирск,2-170.езультаты разсистемы электтоком стабильк, НГУ-НЭТИ,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вавтономных электроэнергетических установках с высокими требованиями ккачеству выходного напряжения. Цельюизобретения является улучшение качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы. Первичный двигатель 2 приводит во вращение роторсинхронного генератора 1, напряжениес выхода которого через непосредст- .венный преобразователь 3 частоты поступает на нагрузку 4. Приводитсяспособ управления автономной электроэнергетической установкой путем одновременного воздействия на синхронный генератор и непосредственный преобразователь частоты, позволяющийобеспечить высокое качество выходно- .го напряжений при изменениях нагрузки. 1 ил.626842 1 12Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вавтономных электроэнергетических установках с высокими требованиями ккачеству выходного напряжения,Целью изобретения является улучшение качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы.На чертеже представлен пример конкретной реализации способа управленияавтономной электроэнергетической установкой.Автономная электроэнергетическаяустановка содержит синхронный генератор 1, валом связанный с первичнымдвигателем 2, а якорными обмоткамичерез непосредственный преобразователь 3 частоты - с нагрузкой 4. Первый выход 5 источника 6 эталонных,сигналов, на котором сформирован первый эталониый сигнал, соответствующий наименьшему заданному напряжениюсинхронного генератора, обеспечивающему получение выходного напряжениянепосредственного преобразователя 3/частоты заданной величины и формыпри номинальной нагрузке, подключенк первому входу первого элемента 7сравнения, с вторым входом которогочерез фильтр 8 и выпрямитель 9 связан выход синхронного генератора 1,Выход первого элемента 7 сравнения,на котором сформирован первый сигналрассогласования, через первый вентиль 10 подключен к первому входусумматора 11, выйод которого связанс управляющим входом регулятора 12возбуждения, силовой вход которогосвязан с выходом синхронного генератора 1, а выход - с обмоткой 13 возбуждения, в цепь которой включен датчик 14 тока. Выход непосредственногопреобразователя 3 частоты подключенчерез блок 15 коррекции к первомувходу второго, элемента 16 сравнения,второй вход которого соединен с вторым выходом 17 источника 6 эталонныхсигналов, на котором сформирован второй эталонный сигнал, соответствующийноминальному напряжению непосредственного преобразователя частоты, Выходвторого элемента 6 сравнения, на котором сформирован втооой сигнал рассогласования, подключен к управляющему входу системы 18 импульсно-фа"зового управления, вход синхронизации которой связан с выходом синхронного генератора 1 а выход - с управляющим входом непосредственного преобразователя 3 частоты, Третий выход 19 источника 6 эталонных сигналов, на котором сформирован третийэталонный сигнал, соответствующий ми 5нимальному току возбуждения, которыйв свою очередь соответствует определенному наименьшему заданному напряжению синхронного генератора, подключен к первому входу третьего элемента 20 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 14 тока, авыход через второй вентиль 21 - с вторым входом сумматора 11.Устройство работает следующим обРазом,Первичный двигатель 2 приводит вовращение ротор синхронного генератора 1, который вырабатывает переменноенапряжение высокой частоты, поступающее через непосредственный преобра-зователь 3 частоты на нагрузку 4. Свторого выхода 17 источника 6 эталонных сигналов через второй элемент 16сравнения поступает на регулирующийвход системы 18 импульсно-фазовогоуправления синусоидальный сигнал низкой частоты, который преобразуетсяс помощью системы 18 в серию импульсов, включающий вентили непосредственно преобразователя 3 частоты. В результате на выходе последнего формируется напряжение той жечастоты, которое поступает на нагрузку 4 и через блок 15 коррекции - напервый вход второго элемента 16 сравнения.В результате замыкается отрицатель -ная обратная связь, стабилизирующаянапряжете непосредственного преобразователя 3 частоты,Однако, для улучшения стабилизациивыходного напряжения непосредственного преобразователя 3 частоты в динамике при набросе нагрузки 4 необходимо определенным образом регулировать напряжение синхронного генератора 1. Для управления напряжениемсинхронного генератора 1 измеряютсяток возбуждения с помощью датчика 14тока и его напряжение с помощью выпрямителя 9 и фильтра 8. Если величинанагрузки 4 превышает номинальную, топри сравнении первого эталонного сигнала с выхода 5 источника 6 эталонных сигналов с измеренным напряжением, последнее по модулю будет меньше или равно первому эталонному сигналу,поэтому полярность сигнала на выходе первого элемента 7 сравнения будет3 2626 Изменения нагрузки от холостого хода до номинальной приводят к изменениям напряжения, соответствующим характеристике генератора при постоянном токе возбуждения. При этом напряжение генератора всегда остается вьппе минимально-допустимого при номинальной нагрузке, определяемого заданным током возбуждения. Изменения напряжения генератора компенсируются преобразователем частоты путем регулирования глубины модуляции сиг-, нала управления, При таком регулировании наброс любой нагрузки в диапазоне от холостого хода до номинальной не вызывает снижения напряжения генератора ниже допустимого уровня, определяемого требованиями к напряжению преобразователя, и составляет величину, достаточную для стабилизации выходного напряжения преобразователя на заданном уровне без регулирования тока возбуждения генератора. Создаваемый таким образом запас по напряжению генератора позволяет системе управления НПЧ работать в линейном режиме без выхода на предельные углы управления и осуществлять быстрое регулирование сигнала управления поддерживать первый вентиль 10 в открытом состоянии и первый сигнал рассогласования через сумматор 1 воздействует на управляющий вход регулятора 18 возбуждения. В результатебудет осуществляться регулированиетока возбуждения синхронного генератора 1 с целью стабилизации его напряжения. При этом ток возбуждениябудет превьппать (по модулю) величину Отретьего эталонного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6 эталонных сигналов). Полярность третьегосигнала рассогласования (с выходатретьего элемента 20 сравнения) будет 15обратной для второго вентиля 21 иканал стабилизации тока возбуждениябудет отключен,При величине нагрузки ниже номинального значения первый сигнал рассогласования поддерживает первыйвентиль 1 О в закрытом состоянии.При этом ток возбуждения меньшетретьего этлонного сигнала (с третьего выхода 19 источника 6) и третий сигнал рассогласования (с выходатретьего элемента 20 сравнения) поддерживает второй вентиль 21 в откры.том состоянии и воздействует черезсумматор 11 на регулятор 12, стабилизируя тем самым ток возбуждениягенератора,, Переключение каналов стабилизации,происходит следующим образом. При уменьшении нагрузки 4 ниже номинального значения уменьшается ток в обмотках якоря синхронного генератора 1 и его напряжение стремится увеличиться. Отрицательная обратная связь по напряжению генератора, замк.40 нутая по контуру, синхронный генератор 1, выпрямитель 9, фильтр 8, первый элемент 7 сравнения, первый вентиль 10, сумматор 11, регулятор 12 возбуждения, обмотка 13 возбуждения, 45 стремится поддерживать напряжение синхронного генератора 1 на заданном первым эталонным сигналом уровне и уменьшает ток возбуждения синхронного генератора. Это приводит к тому, 50 что ток возбуждения становится меньше тока возбуждения, соответствующего наименьшему заданному напряжению синхронного генератора при номинальной нагрузке. При этом сигнал с дат чика 14 тока становится меньше третьего эталонного сигнала, что изменяетф полярность выходного сигнала 84 4третьего элемента 20 сравнения наположительную, открывающую второйвентиль 21 и на регулирующий входрегулятора 12 возбуждения поступаетуправляющий сигнал и замыкается обратная связь, осуществляющая стабилизацию тока возбуждения в обмотке 13возбуждения на уровне, определяемомтретьим эталонным сигналом. Стабилизация тока возбуждения на уровне, соответствующем наименьшему допустимому напряжению генератора при номинальной нагрузке непосредственно преобразователя 3 частоты, вызывает применьшей нагрузке увеличение напряжения синхронного генератора 1, которое превьппает величину, определяемуюпервым эталонным сигналом. Сигнална выходе первого элемента 7 сравнения изменяет полярность на отрицательную, закрывающую первый вентиль 1 О.В результате канал стабилизации напряжения синхронного генератора отключается. Аналогичным образом происходит переключение системы регулирования на режим стабилизации напряжения генератора при увеличении нагрузки 4 выше номинальной,Составитель А. БабакРедактор В. Иванова Техред И.Попович Корректор В. Бутяга Заказ 5443/56 Тираж 631 ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полигрйфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4 3 1262 преобразователя, тем самым уменьшая провалы его выходного напряжения.- При набросах нагрузки выше номинальной напряжение генератора снижается за максимально допустимый уро 5 вень и осуществляется дополнительное регулирование тока возбуждения. Однако, и в этих режимах провал в выходном направлении НПЧ будет уменьшенным, так как первоначальное снижение напряжения генератора будет меньше и регулировать ток возбуждения нужно будет в меньшем диапазоне. Уменьшение провалов ввыходном напряжении преобразователя в динамике при набросе нагрузки улучшает качество стабилизации напряжения преобразователя частоты в переходных режимах. Это, в свою очередь, улучшает качество работы потребителей электрической энергии и повышает надежность работы всей системы электроснабжения. Таким образом, предлагаемый спо-. соб управления автономной электро- энергетической установки позволяет улучшить качество стабилизации напряжения преобразователя частоты в переходных режимах. 30Формула изобретения Способ управления автономной электроэнергетической установкой спдержащей синхронный генератор, валом З 5 связанный с первичным двигателем, а якорными обмотками через непосредственный преобразователь частоты - с нагрузкой, заключающийся в том, что определяют наименьшее заданное на пряжение синхронного генератора, обеспечивающее получение выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты заданной величины и формы при номинальной нагрузке, в 45 684бсоответствии с которым формируют первый эталонный сигнал, измеряют напряжение синхронного генератора и Формируют первый сигнал рассогласования между ним и первым эталонным сигналом, в соответствии с первым сигналом рассогласования регулируют ток возбуждения синхронного генератора, измеряют выходное напряжение непосредственного преобразователя частоты, сравнивают его с вторым эталонным сигналом соответствующим номинальному напряжению непосредственного преобразователя частоты, в результате чего формируют второй сигнал рассогласования, в соответствии с которым регулируют напряжение непосредственного преобразователя частоты, измеряют ток возбуждения синхронного генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества стабилизации напряжения в переходных режимах работы, определяют минимальный ток возбуждения синхронного генератора, соответствующий определенному наименьшему напряжению синхронного генератора, Формируют соответствующий данному минимальному току возбуждения третий эталонный сигнал и, сравнивая последний ; измеренным током возбуждения синхронного генератора, Формируют третий сигнал рассогласования, в случае превышения третьим эталонным сигналом тока возбуждения последний регулируют в соответствии с третьим сигналом рассогласования, в случае превышения первым эталонным сигналом напряжения синхронного генератора регулируют ток возбуждения в соответствии с первым сигналом рассогласования, а в случае выполнения обоих указанных условий регулируют ток возбуждения в соответствии с суммой первого и третьего сигналов рассогласования.