Устройство для регулирования возбуждения синхронных генераторов с самовозбуждением

О П Й" ДН И Е Союз Соеетекил Социалистическиз РеолублинЗависимый от патентаКл. 21 дз, 6 МПК Н 02 1116810/24-7 Заявлено ОЗ,Х 11,1 риоритет ОЗ.Х 11.1965,51431/65, Англия Комитет ло делам изобретений и открыти ори Сонете Министров СССР.313.322,08,8) 1969, Бюллетень1 я описания 22.1 Х,1969 убликовано 05 Дат бликован Авторыизобрете Иностранцы Эдвин Даниэль Хоббз и Питер Райм(Англия) Иностранная фирма тоун энд Компани (ДептфордБэрри Заявител Дж, С Лимите УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУ ХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С САМОВОЗБУЖ СИНЕНИ Известны устройства для регулирования возбуждения синхронных генераторов с само. возбуждением, содержащие регулятор напряжения, шунтовую цепь форсировки возбуидения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор. Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем;в качестве реле применен транзистор, переход эмиттер - коллектор которого подключен параллельно регулятору напряжения генератора. Переход эмиттер - база транзистора через нелинейный мост с двумя линейными и двумя нелинейными сопротивлениями в его плечах, вспомогательный выпрямитель и повышающий трансформатор подключены на напряжение статора генератора.Такое выполнение устройства позволяет упростить его схему,и повысить надежность в работе.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая .схема устройства для регулирования возбуждения синхронных генераторов; на фиг. 2 - то же, с транзисторным регулятором напряжения; на фиг. 3 - устройство с реле, вы)полпенным на тиристоре; на фиг. 4 - устройство с регулятором напряжения, выполненным;на базе насыщаемого реактора.Обмотка возбуждения 1 самозозбуждающегося синхронного генератора 2 (см. фиг. 1) обычно возбуждается с помощью силового трехфазового вьопрямителя 8 и статического регулятора напряжения 4, например типа насыщаемого реактора. Нагрузку постоянного тока, которая может включать аккумуляторную батарею, подключают к клеммам б или б.Работа регулятора или его эффективностьрегулируется бесконтактным реле, выполненным на транзисторе 7, цепь эмиттер - коллектор которого подключена параллельно регу лятору, а цепь база в эмитт подключена параллельно одной из диагоналей шунта, выполненного в виде нелинейного моста 8 с двумя нелинейными сопротивлениями 9 и двумя линейными сопротивлениями 10 в противополож ных плечах. Другая диагональ моста 8 черезвспомогательный выпрямитель - мост 11 соединена со вторичной обмоткой однофазного повышающего трансформатора 12, первичная обмотка которого включена на линейное на пряжение статора генератора 2. Между мостахои 8,и 11 могут:быть включены несколько сопротивлений 18 и выравнивающих конденсаторов 14.Относительные величины сопротивлений 9 25 и 10 установлены с таким расчетом, что когдав обмотке 1 необходимо нарастание тока возбуждения, т. е, когда выходное напряжение генератора 2, а значит и напряжение, поступающее на выпрямитель 8, низкое, напряже.30 ние па транзисторе 7 таково, что он будет на 243524ходиться в открытом состоянии, шунтируя регулятор напряжения 4 и обеспечивая максимальное поступление тока на обмотку возбуждения 2. Однако, если выходное напряжениегенератора приближается к своей номинальной величине, напряжение на выпрямителе 8 всвязи с падением величины нелинейных сопротивлений 9 меняет свою полярность, В этотмомент транзистор 7 закроется, а регулятор 4начнет работать в обычном режиме регулирования возбуждения.В устройстве для регулирования возбуждения синхронного генератора цепь транзистора7 может быть установлена таким образом,чтобы транзисгорный регулятор напряжения 15управлялся также при подаче максимального тока на обмотку возбуждения в начальныйм ом ент запуска генератор а (см. ф иг. 2) .В этом случае генератор 2 помимо управляемой главной обмотки возбуждения 1 имеет 20вспомогательную нерегулируемую обмотку1 а, включенную встречно к первой. Транзисторный регулятор может быть выполнен, например, в виде мультивибратора 15 на двухтранзисторах, управляемых транзистором 1 б. 25Этот регулятор воздействует на силовойтранзистор 17. Напряжение, пропорциональное выходному току и напряжению генератора, получают при помощи сопротивления18 делителя напряжения, выполненного на со- З 0противлениях 18, 19. Сигнал, пропорциональный выходному напряжению, получают с по.мощью измерительного трансформатора 20,регулируемого выходного селектора 21 и выпрямителя 22, Кроме того, напряжение пропорциональное выходному напряжению генератора, получают с помощью трехфазного выпрямителя 23, который также дает ток возбуждения на обмотки 1, 1 а, причем величинурегулируемого напряжения можно устанавливать при помощи переменных сопротивленийв цепи последовательно расположенных сопротивлений 18, 19.Регулятор работает следующим образом.Напряжение с сопротивления 18 поступает на 45диод 24, который начинает проводить электрический ток только при достижении выходнымнапряжением генератора переменного токанеобходимой величины. Через диод 24 электрический ток не будет проходить, пока напряжение на его аноде не достигнет пробивной величины. Когда же напряжение достигнет пробивной величины, ток через диод 24резко увеличится. Этот ток используют в качестве управляющего тока транзистора 1 б, который в свою очередь регулирует выходнуючастоту мультивибратора, управляющего работой транзисторов 17 и, следовательно, регулирующего эффективную величину главноготока возбуждения. Входное напряжение на 60мультивибратор ограничено цепью из диодаЗснера 25 и транзистора 2 б,Диод Зенера 27 и тиристор 28 защищают отчрезмерно высокого выходного напряжениягенератора. 65 Если вследствие чрезмерного напряжения вцепи диод 27 начнет проводить электрическийток, то и тиристор 28 также начнег проводитьэлектрический гок, в результате чего плавкийпредохранитель 29 перегорит и отключитглавную обмотку возбуждения 1.Сопротивление 30 за счет индуктивности защищает устройство от перенапряжений,Транзисторы 17 регулируются также по второй цепи, включающей элементы 8 - 13, установленные по отношению к генератору 2 также, как и в устройстве по фиг. 1, но с однойдиагональной связью параллельно этим транзисторам,В начале работы генератора, когда напряжение, обусловленное остаточным магнетизмом, слишком мало для приведения в действие мультивибратора 15 и, следовательно,транзистора 7, полярность моста 8 обеспечитрабогу транзисторов и возбуждение генератора. По мере нарастания напряжения до номинальной величины, полярность моста 8 меняется на противоположную, а регулятор начинает регулировать работу транзисторов 17.(Желательно, чтобы диод 31 был соединенпараллельно с одной из диагоналей моста 8для ограничения обратного выходного напрякения моста в связи с бросками напряженияпри переключении нагрузки или перегораниемпредохранителя аккумуляторной батареи),В другом варианте устройства для регулирования возбуждения (см. фиг, 3) обмоткавозбуждения 1 обычно получает энергию через проводники 32 в виде выпрямленного тока, поступающего с узла 33 статического возбуждения, который может также включатьрегулятор напряжения, Однако обмотка 1может получать энергию и через разделительный понижающий трансформатор 34, цепь 35выпрямителя тиристора и выпрямитель Зб.Включение цепи тиристора регулируется выходом с моста 8 и элементами 9 - 12. Мост 8вкл.очен таким образом, что он включает цепьтиристора и пропускает ток к обмотке возбуждения генератора в момент запуска генератора. При достижении напряжения генератора своей номинальной величины тиристорная схема отключается, и ток в обмотке возбуждения регулируется только узлом ЗЗ.Это устройство может быть использовано слюбыми генераторами переменного тока, вкоторых применяются трансформаторы напряжения и измерительные трансформаторы токадля обеспечения постоянства выходного напряжения генератора независимо от колебаний нагрузки.При этом усграняется необходимость в возбудителях с постоянными магнитами или в релейных устройствах, которые часто используют для начального возбуждения в генерато.рах переменного тока.В варианте устройства, изображенном нафиг. 4, работой генератора управляет регулятор 37 типа насыщаемого реактора, которымв свою очередь управляет регулятор 38 вы243524 Фиг. ходного напряжения. Электрический ток на обмотку возбуждения 1 поступает через обмотки 39 переменного тока регулятора 37 и выпрямитель 40, Однако обмотки 39 могут быть накоротко замкнуты соответствующими цепями Л тиристоров, каждая из которых соединена с элементами 8 - 12, как было описано выше. Таким образом, цепи 35 тиристоров снова включаются с помощью моста 8 тогда, когда выходное напряжение генератора переменного тока низкое, и выключаются, когда оно достигает своей обычной величины. Предмет изобретения Устройство для регулирования возбуждениясинхронных генераторов с самовозбуждением,содержащее регулятор напряжения, шунтбвугб цепь форсировки возбуждения с реле, силовой и вспомогательный выпрямители и повышающий трансформатор, отличающееся тем, 5 что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в нем в качестве упомянутого реле применен транзистор, переход эмиттер - коллектор которого подключен параллельно регулятору напряжения генерато ра, а переход эмиттер - база через нелинейный мост с двумя линейными и двумя нелинейными сопрогивлениями в его плечах, вспомогательный выпрямитель и повышающий трансформатор подключены на напряжение 15 статора генератора.ит я, пр. Сапунова, 2 Типот едактор 3. Маламу аказ 2416/1 ИИПИ тавитель В. Пилипенкоед А. А. Камы 1 иникова Тираж 480 по делам изобретений и открытий п Москва, Центр, пр, Серова, д. 4рректор Е. Н. Мироно ПодписноеСовете Министров СССР