Электроэнергетическая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИ 1)4 Н 02 ЕТЕНИ 0 ЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ С АНОВКА ект о ек сякэ имеотно си ете е улуч- нерав широ ы вракой новк пст я из кой обмотходом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Ашшапи С., Ке 1 сЬегС К ЗоЬо К. Сопчеггег Рос 1 ЯупсЬгопоцв СепегаСог Яузгеш аког Мед 1 цш апй Ьагяе Роътег Р 1 апз. - 1 ЕЕЕ Тгапвасй 1 оп ой Епегяу Сопчегяоп, .1 цпе 1986, ч. Ес, Яф 2. -ЬейеЬчге Я., РеязапС Ь. ег а 1. Яхшц 1 агог Яцйу ой а 7 егса 1 Ахдв. Ыпй ТцгЬдпе Сепегайог Соппесйей го а Яша 11 Нуйго Негог 1 с, - 1 ЕЕЕ Тгапяасгюп оп Ромег Аррагаецз апй Яузйешз. Мау 1 985, ч. РАЯ, В 5. технике и может наити пр нветро- и гидроэнергетике.Целью изобретения являетсяшение устойчивости работы вторном и двигательном режимаком диапазоне изменения частщения,На чертеже представлена фнальная схема электроэнергетустановки,Электроэнергетическая устсодержит синхронную машину 1вый 2 и второй управляемый 3ческие преобразователи, первьторых входом связан с якорнокой синхронной машины 1, а вь ЯОа 148008(57) Изобретение относится к эл ртехнике и может найти применение вветро- и гидроэнергетике. Целью иэоб.ретения является улучшение устойчивости работы в генераторном и двигательном режимах в широком диапазонеизменения частоты вращения. Установка имеет независимое управление тремя параметрами электрической машины -потоком, током и напряжением статорас заданными законами управления, чтопозволяет выполнить ее механическуюхарактеристику с регулируемой жесткостью и не требует наличия разгонных устройств.ил. через сглаживающий реактор 4 и датчик 5 тока - с входом второго ста- ООтического преобразователя 3, выходом (подключенного к электрической сети (6, а управляющим входом - к выходу Я)регулятора 7 тока, управляющий и за-. (фдающий входы которого связаны соответственно с датчиком 5 тока и задатчиком 8 тока, регулятор 9 потока возбуждения, выходом связанный с управ- вляющим входом возбудителя 10 синхронной машины 1, а управляющим изадающим входами - с датчиком 11 потока и задатчнком 12 потока, Установка содержит также регулятор 13частоты вращения, управляющим и задающим входами соединенный соответст(6)регулирование напряжения в звене постоянного тока 1) осуществляется воздействием на угол управления первогостатического преобразователя 2:Р,=П-(фв )3 КоР(7) 50где КК.,К ) - коэффициенты усиле-ния усилителей,Управление синхронной машиной 1осуществляется по трем каналам, од-55. ним из которых является регулирование потока возбуждения регулятором9 потока через возбудитель 10. Входные сигналы регулятора 9 потока -задающий и,измеренный - постчпают с з14венно с датчиком 14 частоты вращенияи задатчиком 15 частоты вращения.Первый статический преобразователь 2выполнен управляемым, дополнительновведены регулятор 16 напряжения иблок, 17 произведения, первый и второй входы которого подключены к выходам датчика 14 частоты вращения ирегулятора 13 частоты вращения соответственно, а выход - к задающемувходу регулятора 16 напряжения, управляющий вход которого связан сдатчиком 18 напряжения, включеннымна выходе первого статического преобразователя 2, причем управляющийвход последнего подключен к выходурегулятора 16 напряжения.На чертеже, кроме того, показанасвязь датчика 14 частоты вращения сротором синхронной машины 1 черездатчик 19 положения ротора.Электроэнергетическая установкаработает следующим образом.Устойчивая работа синхронной машины с двухзвенным преобразователемчастоты в якорной цепи в двигатель-ном и генераторном режимах прилюбыхмеханических характеристик на валудостигается путем соответствующегоуправления электромагнитным моментоммашины. Из литературы известно, чтонеобходимым условием статической устойчивости электрической машины является условие устойчивости по частотевращения:р+ 6,0, (1)дММгде р = --- жесткость механической")а характеристики механизма, сопряженного свалом СМ;йМэа = --- жесткость механическойгЭ д,характеристики синхронной машины.Очевидно, что условие (1 ) выполнится, если электрическая машинабудет иметь механическую характеристику видаМэ = + (2)где д , с, - коэффициенты регулирования,Обеспечение выполнения условия(1) достигается соответствующим подбором значений коэффициентов 4,и Ы,Выразив электромагнитный моментМ синхронной машины через ее параметры и параметры преобразователя,получим Р 131М (3)ы= К,К,ы,активная мощность;- напряжение в звене постоянного тока на стороне первого статического преобразователя;1 - ток в звене постоянного 10 тока;КК - коэффициенты схемы для мостовой схемы статическогопреобразователя:Зэ 3 2 3 15 К = - ; К) ) ф1 ГВыбрав в качестве параметров регулирования ток 1 в звене постоянного тока и напряжение Б в звене постоянного тока на стороне первогостатического преобразователя 2, можно получить требуемую моментную характеристику синхронной машины 1 приследующих условиях: 1 сопзс; Ц (, +с, )э)со, 4) где Ы, Ы, - коэффициенты регулирования. Подставляя (4) в (3), имеем 1+ аэ) р К К( 1 э) (К К фа О 1 Состношения (4) реализуются функциями регулирования для регуляторовтока звена постоянного тока и напряжения в звене постоянного тока: регулирование тока 1 осуществляется воздействием на угол р управления второго статического преобразователя 3:5 14 выход зддатчика 12 и датчика 11 по- тока соответственно. Канал управления по постоянному току реализуется регулятором 7 тока, на вход которого подаются задающий от задатчика 8 тока и измеренный от датчика 5 тока сигналы. Выходной сигнал регулятора . 7 тока является управляющим для второго статического преобразователя 3. По третьему каналу управления осуществляется регулирование выпрямленного напряжения в функции частоты вращения. Для этого на вход регулятора 16 напряжения подаются величины напряжения: измеренного - от датчика 18 напряжения и заданного - от блока 17 произведения.Выходной сигнал регулятора 1 б напряжения является управляющим для первого статического преобразователя 2, Блок 17 произведения формирует сигнал, квадратично зависимый от частоты вращения, для чего на входы упомянутого блока подаются сигналы: пропорциональный измеренной частоте вращения от датчика 14 частоты, и задания от регулятора 13 частоты вращения, на входы которого поступают сигналы от задатчика 15 частоты и измеренный от датчика 14 частоты. На вход последнего может поступать сигнал датчика 19 положения ротора.Таким образом, обеспечение независимого управления тремя параметрами электрической машины - потоком, током и напряжением статора с заданными законами управления - позволяет выполнить ее механическую характеристику с регулируемой жесткостью, что делает возможным устойчивую работу электроэнергетической установки во всем множестве режимов (двигательном, генераторном) при любых механических характеристиках на валу электрической машины. Вследствие этого в системе отсутствует необходимость установки разгонных уст 80083 ьройств, что также является ее преимуществом. 5Формула изобретенияЭлектроэнергетическая установка,содержащая синхронную машину, первыйи второй управляемый статические преобразователи, первый из которых входом связан с якорной обмоткой синхронной машины, а выходом через сглаживающий реактор и датчик тока - свходом второго управляемого статического преобразователя, выходом подключенного к электрической сети, ауправляющим входом - к выходу регулятора тока, управляющий и задающий входы которого связаны соответственно с датчиком тока и задатчи ком тока, регулятор потока возбуждения, выходом связанный с управ"ляющим входом возбудителя синхронной машины, а управляющим и задающим входами - с датчиком потока и 25 задатчиком потока соответственно,регулятор частоты вращения, управляющим и задающим входами соединенныйсоответственно с датчиком частотывращения и задатчиком частоты враще 3 Ония,отличающаяся тем,что, с целью улучшения устойчивостиработы в генераторном и двигательномрежимах в широком диапазоне изменения частоты вращения, первый статиЗ 5 ческий преобразователь выполнен управляемым, введены регулятор напряжения и блок произведения, первый ивторой входы которого подключены квыходам датчика частоты вращения и 4 О регулятора частоты вращения соответ, ственно, а выход - к задающему входурегулятора напряжения, управляющийвход которого связан с датчиком напряжения, включенным на выходе пер вого статического преобразователя,причем управляющий вход последнегоподключен к выходу регулятора напряжения.1480083 Составитель А.Бабахедактор А,Маковская Техред М.Ходанич Корректор Н.Повидайчик Заказ 2556/54 Тираж 551 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1