Устройство для автоматического регулирования возбуждения генератора постоянного тока

Йоюз Саветскик Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30,06.76. Бюллетень24Дата опубликования описания 02.12,76 51) М. Кл з Н 02 Р Госудгрствениыи комитет Совета Министров СССР но делам изобретений 621.313.12.(54) УСТРОЙСТВОЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА ИЯ Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам регулирования возбуждения генераторов постоянного тока.Известны устройства для автоматического регулирования возбуждения гсператора постоянного тока, содержащие возбудитель с намагничивающей и размагничивающей обмотками возбуждения н вспомогательный синхронный генератор на валу тягоього гснератора постоянного тока, выпрямитель, трансформатор тока якоря и дополнительный источник постоянного тока.В нормальном режиме работы получение требуемых внешних характеристик тягового генератора обеспечивается блоком автоматического регулирования возбуждения возбудителя.В случае выхода из строя элементов блока автоматического регулирования система возбуждения посредством переключателя переводится в режим аварийного возбуждения.При этом для возбуждения возбудителя размагничивающая обмотка его подключается к источнику постоянного напряжения, которое остается неизменным при изменении тока тягового генератора. Напряжение тягового генератора при изменении тока остается неизменным, а мощность изменяется пропорционально току. Следовательно, номинальное значение мощности может быть реализовано только примаксимальном токе генератора.В таком устройстве по мере увеличения скорости движения мощность и тяговое усилиерезко падают. Кроме того, в нем отсутствуетестественное ограничение максимального токагенератора. Ограничение тока производитсяспециальным реле максимального тока, которое при превышении установленной величинытока снимает нагрузку, что приводит к потеретягового усилия.Цель изобретения - улучшение тяговой характеристики генератора постоянного тока ваварийном режиме.Это достигается тем, что в предлагаемомустройстве намагннчивающая обмотка возбудителя подключена к дополнительному источнику постоянного тока, а размагничивающаяобмотка через выпрямитель н трансформатортока соединена с синхронным генератором.На фиг. 1 изображена схема устройства дляавтоматического регулирования возбуждениягенератора постоянного тока; на фиг. 2 показаны внешние характеристики тягового генератора У,= (У;); на фиг. 3 - характеристика изменения мощности тягового генератораР, в рабочем диапазоне токов,Устройство состоит из тягового генератора1 постоянного тока с обмоткой 2 возбуждения,питаемой от возбудителя 3 постоянного тока, 51983540 45 50 56 имеющего две обмотки возбуждения: размагничивающую 4 и намагничивающую 5, переключателя 6, коммутирующего цепи питания обмоток возбуждения в режимах нормального и аварийного возбуждения; выпрямительного моста 7, источника 8 постоянного тока регулировочных резисторов 9 и 10, синхронного генератора 11, являющегося датчиком частоты вращения генератора и источником питания блока 12 автоматического регулирования тока возбуждения возбудителя, трансформатора 13 постоянного тока и трансформатора 14 постоянного напряжений, токи рабочих обмоток которых пропорциональны соответственно току и напряжению тягового генератора.На фиг. 2 кривая 15 обозначает верхнюю характеристику тягового генератора при регулировании тока возбуждения возбудителя от блока автоматического регулирования; кривая 16 - внешнюю характеристику генератора в аварийном режиме по известной схеме и кривая 17 - внешнюю характеристику в аварийном режиме по предлагаемой схеме,На фиг. 3 показаны характеристики изменения мощности тягового генератора Р в рабочем диапазоне токов в нормальном режиме (кривая 18), в аварийном по известной схеме (кривая 19) и в аварийном режиме по предлагаемой схеме (кривая 20). В положении а переключателя 6, соответствующем нормальному режиму работы контакта, обмотка 4 возбуждения возбудителя получает питание от источника 8 постоянного напряжения и действует навстречу обмотке 5 возбуждения, получающей питание от блока 12 автоматического регулирования тока возбуждения возбудителя. Блок 12 получает сигналы обратной связи по току и напряжению генератора 1 от трансформаторов 13 и 14.Синхронный генератор 11 служит датчиком частоты вращения генератора 1 и источником питания блока 12 и трансформаторов 13 и 14. При движении локомотива ток возбуждения в обмотке 4 возбудителя остается неизменным, а в обмотке 5 изменяется с помощью блока 12 таким образом, что обеспечивается получение требуемых внешних характеристик генератора 1,В случае повреждения элементов блока 12 переключатель 6 ставит контакт в положение б аварийного возбуждения генератора. При этом поврежденный блок 12 отключается, и возбуждение генератора 1 осуществляется следующим образом.Обмотка 5 возбуждения получает питание от источника 8 постоянного напряжения, напряжение которого поддерживается неизмен 5 10 15 20 25 30 35 ным во всем рабочем диапазоне изменения частоты вращения генератора 1, благодаря чему остается неизменным намагничивающий магнитный поток обмотки 5. Обмотка возбуждения 4 отключается от источника 8 и включается в цепь обратной связи по току генератора 1, состоящей из последовательно включенных синхронного генератора 11, трансформатора тока 13 и выпрямительного моста 7,Магнитный поток обмотки 4 направлен встречно потоку обмотки 5. Суммарный магнитный поток возбудителя 3 определяется разностью ампер-витков обмоток 5 и 4, причем с увеличением тока генератора 1 эта разность уменьшается и, следовательно, уменьшается напряжение генератора 1,Наклон характеристики регулируется резистором 10 так, чтобы мощность Р,= У 7, была максимальной при токах генератора, близких к номинальному, и равнялась номинальной мощности генератора. Это обеспечивает получение тяговой характеристики локомотива в этом режиме, близкой к номинальной, и обеспечивает автоматическое ограничение максимального тока генератора, что защищает генератор и тяговые электродвигатели от повреждения и улучшает тяговые характеристики локомотива при разгоне поезда.Использование элементов системы регулирования в новой взаимосвязи создает экономический эффект в связи с увеличением скорости движения и повышением к.п,д, энергетической установки, зависимость мощности которой от частоты вращения вала приближена к оптимальной по расходу топлива. Кроме того, отпадает необходимость в установке специальных реле защиты по максимальному току. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования возбуждения генератора постоянного тока, содержащее возбудитель с намагничивающей и размагничивающей обмотками возбуждения и вспомогательный синхронный генератор на валу тягового генератора постоянного тока, выпрямитель, трансформатор тока якоря и дополнительный источник постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью улучшения тяговой характеристики генератора постоянного тока в аварийном режиме, намагничивающая обмотка возбудителя подключена к дополнительному источнику постоянного тока, а размагничивающая обмотка через выпрямитель и трансформатор тока соединена с синхронным генератором.66/1 ЦНИИП Подписов СССР шография, пр. Сапунов Изд,1745 Тираж 882осударственного комитета Совета Миписпо делам изобретений и открытий35, Москва, К, Раушская наб д.