415777

ВСЮОЮ 9 йэй 1 паеит 1:о.; .:; .1;хмО П е . ,." Е 415777 ИБРЕТЕНЙЯ1К АВТОРСКОМУ С"Р 1 ДЕТЕДЬС 1 ВУ Зависимое от двт. свидетегьст Вяе Заявлено ЗОЖ,1967 (Ж 1201479/24-7) М. Кл. Н 02 р 9/14Н 02 р 7/Зб с присоедипецием заявки Ле,сударстеенный иеиитет Сонете Миниетрсе СССР но делан иее"ретений и стер,Тнй,.1,ата опубли,:Овяшгя ош сапЬя 2-1 Х 1.974 АвторыизобретенияЗаявители Я, М. Бер, А. М, Вейцгер, Л, В. Лир и Л. С, Саволдйцен Свердловское отделение института Тяжпромэлектропроект и Ленинградское проектцо-эксперимецтальпое отделевие института ТяжпромэлектропроектУСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУДИ(ДЕН ИЯ СИ Н ХРО Н НОГО ДВ И ГАТЕЛЯзобретевие нОкет быть использована для регулирования возбуждения сицхроццых двигателей с разцоперемецной нагрузкой ца валу, цапрцмер главных приводов прокатцых ста- ПОВ.Известны устройства для автоматического регулировац возбуждения (ЛРВ) сипхропцых двигателей, выполцепцые по системс подчиненного регулирования с регуляторами тока возбуждеция, реактивного тока и цапряжс ия.Для повышения использовация перегрузочной способности двигателя и уменьшения колсаациц папряжецги в питающей сети в т 1 редлагаемом устройстве регуляторы соединены последовательцо при выполцеции регулятора ока возбуждеция пропорциоцальпо-ицтегрдльцо-дифферецциальцым, а регуляторов реактивного тока ц цапряжения пропорциоцальпыми, Регулятор цапряжецпя замкнут цепью обратной связи через нелинейный элемецт с зоной нечувствительности и запой ограцичеция сцизу. К регулятору реактивного тока и регулятору напряжеция присоединены дополпитсль:1 ыс цепи положительцой обратцой связи по току возбуждения и реактивному таку, соотВетствеццо, что повышает быстродействие устройства. Для павышенпэкапомичности регулпрова, пя к регулятору напряжения трцсас,пвевд дапалпитсльпая 1;спь Отрпцдтельпо: Обрдтца связи по реактивному таку узла нагрузки.5 К регулятору реактивного тока полк,почс 1 ья допо,",пцтслы 1 дт цепь гцакой по,тожитсгц)- поп обрат 1 Оп связи по яктпВпам таку, чта беспечивает дл 1 пфцровдцце калебдп;й р То,д пр удяеца. пдгрузке.10 На фиг.представлсца структурная схемаописываемого устройства; на фиг. 2 - график зависитОсти реакВВВОГО тока 7 р От цапряжспия У, в узле цдгрузкп.Возбуждецпе сшхропцого двигателяОсу ществляется тирпсторпым возбудителем 2.Непосредствепо пя вхо тпрцсторпаго возбудителя возсств ет пропарциоцалш 10-пцтсгральпо-диффедецпцдльцый регулятор 3 тока возбуждения, 1 ьд вхо которого воздействусг 20 пропорциапальцып регулятор 4 реактивногоока, Ко входу регулятора 4 подкло ец про.парцпоцальньй регулятор 5 напряжения. Кроме того, ца вход регулятора 4 через дифферепцирующую цепь 6 воздействует гибкая 25 связь по дктпвпому току стятора от измери 1 еля 7 активного тока. д Вход регулятора 3 ПОДВЦЯ аРЦД 1 С,1 ЬПДЯ ООЭДТПД СВЗЬ Па ТОКУ Возбуждения от ил ерптеля 8 тока Возбуждения. На Вха регулятора 4 пппсоед 1 шецд 30 также дополнительная цепь отрицательнойобратной связи по реактивному току от измеритсля 9 реактивного тока. На вход регулятора 5 воздействуют отрицательная обратная связь по напряжению в узле нагрузки от измерителя 10 напряжения и положительная обратная связь по реактивному току. Регулятор 5 охвачен также отрицательной обратной связью через два нелинейных элемента (диода) 11 и 12. На вход регулятора 5 через нелинейный элемент 12 в цепи обратной связи может быть подана отрицательная обратная связь по реактивному току электроприемников узла нагрузки за исключением самого синхронного двигателя. Кроме того, устройство содержит измеритель 13 реактивного тока узла нагрузки, трансформаторы 14 и 15 тока и трансформатор 16 напряжения.Участок а - б (см. фиг. 2) соответствует ограничению выхода регулятора 5 снизу, а участок б - в - зоне нечувствительности отрицательной обратной связи, охватывающей этот регулятор, На участке в - г действует отрицательная обратная связь, охватывающая регулятор 5. Участок г - д соответствует ограничению отрицательной обратной связи регулятора 4 сверху (потолочный ток возбуждения), а участок д - е - ограничению выхода этого регулятора сверху.При неизменном напряжении регулятора 4 под действием отрицательной обратной связи ток возбуждения поддерживается на заданном постоянном уровне в тех режимах, когда регулятор 4 либо отключен, либо работает в зоне ограничения. При неизменном выходе регулятора 5 регулятор 4 поддерживает пеизмешым реактивный ток двигателя.На вход регулятора 4 подана также положительная обратная связь по току возбуждения так, чтобы при работе регулятора 4 в линейной зоне результирующая обратная связь по току возбуждения была равна нулю, Поскольку постоянные времени двигателя компенсируются передаточной функцией регулятора 3, отсутствие обратной связи по току возбуждения при раооте регулятора 4 позволяет обеспечить в контуре регулирования реактивного тока такое же высокое быстродействие (частоту среза), как и в контуре регулирования тока возбуждения. Для астатического регулирования реактивного тока не требуется второго астатического регулятора. Астатическое регулирование обеспечивается регулятором 3.Напряжение регулятора 5 ограничивается снизу, благодаря чему ограничивается снизу и реактивный ток, Этим обеспечивается статическая перегрузочная способность двигателя па уровне, определяемом потолочным током возбуждения. Заданное значение реактивного тока может быть и отрицательным, т. е. двигатель может работать и с отстающим реактивным током. Для подцержания даже отстающего реактивного тока на неизменном уровне при увеличении нагрузки устройство увеличивает ток возбуждения до потолочного 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4значения (напряжение регулятора 4 достигает верхнего уровня ограничения). Однако для того, чтобы динамическая перегрузочная способность была, по крайней мере, не ниже статической, не следует работать с большим отстающим реактивным током.При работе регулятора 5 устройство стремится поддерживать неизменным напряжение в узле нагрузки. При этом в линейной зоне результирующая обратная связь по реактивному току равна нулю (подобно тому, как при работе регулятора 4 равна нулю обратная связь по току возбуждения). В контуре напряжения обеспечивается такое же быстродействие (частота среза), что и в контурах тока возбуждения и реактивного тока двигателя.Результирующее действие диодов 11 и 12 обеспечивает в цепи обратной связи регулятора 5 зоны нечувствительности и огоаничения. Регулятор напряжения открыт полностью только в пределах зоны нечувствительности или ограничения охватывающей связи, т. е, тогда, когда сигнал охватывающей связи не изменяется, При действии же охватывающей отрицательной связи результирующий передаточный коэффициент регулятора 5 снижается, положительная обратная связь по реактивному току становится слабее отрицательной н система АРВ поддерживаетКрЫр+ КиЖс = О,где Мр - приращение реактивноготока;ЛУ - приращение напряжения вузле нагрузки;Кр и Ки - коэффициенты.Неизменный сигнал охватывающей обратной связи имеет место при чрезмерно большом, либо чрезмерно малом напряжении в узле нагрузки. Устройство при этом стремится поддерживать ЛС,=О, причем регулятор 3 обеспечивает астатическое регулирование.Благодаря нелинейным элементам 11 и 12 в нормальном диапазоне напряжений осуществляется экономичное регулирование, при чрезмерном повышении напряжения выдаваемый реактивный ток резко уменьшается, а при чрезмерном снижении напряжения - резко увеличивается (форсировка).Поскольку уровень напряжения в узле нагрузки может изменяться не только за счет электрически близких электроприемников, но и за счет дальних электроприемников или за счет регулирования напряжения в энергосистеме, уровень напряжения в узле нагрузки не полностью характеризует экономически выгодную величину реактивного тока в каждый момент времени. Более качественное регулирование обеспечивается при поддержанииКргр+ КрсМрс+ КиЮс = 0 где Мр, - приращение реактивного тока узла нагрузки, от которого питается рассматриваемый двигатель.Д 55 реалЗс 55 Ви этого зс 5 к 055 я 15 егулирОВа 55 И 5 55 а Вход регулятора 5 через нелиней 550 сть в цепи образиной связи может быть подана отрицательная обратная связь по реактивному току узла нагрузки от измерителя 13, Чтобы запас устойчивости в системе регулирования не изменялся, совместно с указанной связью должна быть подана дополнительная положительная связь по реактивному току так, чтобы результирующий сигнал этих обратных связей был пропорционален реактивному току остальных электроприемников узла нагрузки.Таким образом, осуществляется закон регулированияк,лт, + к(лг - лт,)+ к.ли,.= о, что эквивалентно предыдущему прик ==к, - кПредлагаемое устройство в различных режимах (искл 5 очая режим Ограничения тока возбужде 5 И 5 я на потолочном уровне) поддержиВает неизменпыы либо 5 еактиВ 55 ый ток, либо напряжение сети, изменения которого примерно пропорциональны изменениям реактивного тока, либо их линейную комбинацию. Благодаря этому реактивный ток поддерживается независимым от нагрузки на валу, что существенно уменьшает колебания напряжения в питающей сети от нагрузки на валу.Устройство выполнено из элементов универсальной блочной системы регуляторов: операционных усилителей с соответствующими входными цепями и цепями обратной связи, датчика постоянного тока, ключевых фазочувствительных датчиков активного и реактивного тока, выпрямительного датчика переменного тока. П р 1 е - ии з О б 15 ес и 5 5 1. Усроиство для автох 5 ат 555 ескогорования возбуждения синхронного двигателя, 5 выполненное по системе подчиненного регулирования с регуляторами тока возбуждения, реактивного тока и напряжения, о т л и ч а ющее с я тем, что, с целью повышения использования перегрузочной способности двигате ля и уменьшения колебаний напряжения впитающей сети, регуляторы соединены последовательно при выполнении регулятора тока возбуждения пропорционально-интегрально- дифференциальным, а регуляторов реактив ного тока и напряжения пропорциональны:55 п,причем регулятор напряжения замкнут цепью Обратной связи через нелинейный элемент с зоной нечувствительности и зоной ограничения спт 5 зу.20 2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что, с целью повышения быстродействия, к регулятору реактивного тока и регулятору напряжения присоединены дополнительные цепи положительной обратной связи по току 25 возбуждения и реактивному току, соответственно.3. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что, с целью повышения экономичности регулирования, к регулятору напряжения при 30 соединена дополнительная цепь отрицатель.ной обратной связи по реактивному току узланагрузки.4. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что, с целью демпфирования колебаний 35 ротора при ударной нагрузке, к регуляторуреактивного тока подключена дополнительная цепь гибкой положительной обратной связи по активному току.