Электроэнергетическая установка

О П И С - -АН-и ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическихРеслублик и 721878(5)М. Кл. с присоединением заявки,% Н 02 7 3/00 Н 02 Р 9/42 Ьвударстввнный квмитет СССР да делам иэабретений и втхрытий(23) Приоритет Опубликовано 15,03,80, Бюллетень.М 10 Дата опубликования описания 18,03.80(72) Авторы изобретения Л, В, Вишневский и А, А. Кузнецов Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтИзобретение относится к электроэнергетическим установкам, например,судовым.Известна электроэнергетическая установка, содержашая асинхронный генератор, установленный на валу приводного двигателя переменной скорости,в которой нагрузка генератора регулируется изменением сопротивления в цепи ротора, что приводит к значительным активным потерям в роторе, снижает КП 0 установки; при этом рабочийдиапазон изменения скорости входноговала невелик 1,Известна электроэнергетическаяустановка, содержащая электрогенератор, который приводится в действиепервичным двигателем, входной регулятор, управляющий величиной входногосигнала первичного двигателя, схемурегулирования скорости, которая предназначена для определения рассогласования между сигналом, соответствуюшиМ заданной скорости и сигналом,соответствующим реальной скорости,схему регулирования нагрузки, опред- ляюшую рассогласование между сигналом,соответствующим заданной величине нагрузки, и сигналом, снимаемым с нагрузки, причем больший из двух выходных сигналов схем регулирования нагрузки и скорости подается через амплитудный селектор на входной регулятор2.Такое устройство должно содержатьсобственный регулируемый двигатель,что затрудняет использование устройства на движущихся обьектах (судах,железнодорожном транспорте) из- забольших габаритов и веса дополнительного двигателя, Большая экономичность валогенераторов по сравнению с дизельгенераторами, тем более, что описанное выше устройство не может работать без мощного генератора переменного тока стабильного напрякения и частоты, приводит к целесообразности испол зования в качестве первичного двигаЦель изобретения - повышение точности регулирования нагрузки при ра-.- боте генератора на мощную сеть.Эта цель достигается в электроэнергетической установке, содержащейприводной двигатель переменной скорости, биротативный асинхронный генератор, подключенный к сети, роторкоторого установлен на валу приводапеременной скорости, а статор установлен на валу управляемого привода,и регулятор скорости. 30Новым в установке является то,что она снабжена регулятором нагрузки и сумматором, а регулятор скорости выполнен трехвходовым, причем выходы регулятора скорости и регулятора З 5нагрузки включены на входы сумматора, выход которого связан со входомисполнительного органа управляемогопривода, входы регулятора скоростисвязанысоответственно с валом приводного двигателя переменной скорости, с валом управляемого привода и свыходом асинхронного генератора.С целью повышения точности поддержания скорости, регулятор скорости содержит биротативный тахогенератор,роторкоторого установлен на валу привода переменной скорости, биротативный синхронный двигатель, статор которогорасположен на валу управляемого привода, а ротор установлен на дополнительно введенном валу, на которомустановлен и статор биротативного тахогенератора, причем выход тахогенератора подключен на первый вход дополнительно введенного сумматора, навторой вход которого подключен входзадатчика скорости. 3 7тели основного вала движущегося объекта, т.е. использования асинхронного генератора как валогенератора.Наиболее близкой по техническойсущности к настоящему изобретениюявляется электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигательпеременной скорости, биротативныйасинхронный генератор, подключенныйк сети, ротор которого установленна валу привода переменной скорости,а статор - на валу управляемого привода, и регулятор скорости 3 (,В указанной установке не обеспечивается требуемая точность регулирования нагрузки при работе генератора на мощную сеть. 21878 4На чертеже представлена схемаэлектроэнергетической установки согласно изобретению,Ротор биротативного асинхронногогенератора (АГ) 1 приводится во вращение от вала 2 первичного двигателя.Статор генератора 1 посажен на вал 3управляемого привода. Управляемый привод состоит из регулятора 4 и исполниОтельного органа 5. На вход регулятора 4 поступает сигнал от сумматор 6,имеющего два входа, На один из нихподводится сигнал от регулятора нагрузки, состоящего из токового трансформатора (ТТ) 7 и схемы сравнения8 нагрузки, а ца другой вход сумматора 6 подается сигнал от регулятораскорости, который состоит из тахогенератора (ТГ) 9, синхронного двигателя (СД) 10, причем статор тахогенератора 9 и ротор синхронного двигателя 1.0 имеют общий вал 11 и сумматор 12.Сигнал, вырабатываемый тахогеыератором 9, снимается с контактныхколец тахогенератора 13, Электроэнергия, генерируемая биротативным ЛГ 1,отводится от контактных колец 14,расположенных на валу управляемогопривода.Регулирование нагрузки генератора основано на управлении величинойскольжения генератора. Активная мощность Р, отдаваемая генератором,равна: Р=Мж) . (1)где М - электромаГнитный момент сопротивления вращеншо статораЛГ относительно его ротора;Ш- круговая скорость вращениямагнитного поля статора АГ относительно его ротора.Так как частота сети постоянна,то из упрощенной формулы Клосса45ЯМ,И= --(2)где Мк Ь - критический момент и сксльжение асинхронной машины,следует, что электромаш.нитный момент И, а значити мощность Р зависят отскольжения генератора, которое в данном случае определяется по формуле:и и-й,)5 721878 6И - синхронпая скорость вращения (быстродействие, статическую точность). -магнитного поля статора АГ отвыше.носительно его ротоРа; формулормула изобретения.нерегулируемая скорость враще 1ния первичного двигателя; 51, Электроэнергетическая установИ - скорость вращения сгатора АГ, . ка, содержащая приводной двигатель пеИз (1), (2), (3) ясно, что, из ременной скорости, биротативный,асинхменяя скорость вращения статора АГдЪ.ронный генератор, подключенный к сети,мы будем регулировать нагрузку Р ротор которого установлен на валу приенератора Схема ре улированы н о вода переменной скорости а статоргрузки представляет собой обратную установлен на валу управляемого призвязь по отклоненщ а схема регу- вода, и РегулЯтор скоРости, о т л и.лирования скорости - компаундируч а ю щ а я с я тем, что, с цельющую связь, повышения точности регулирования наДля понижения чувствительности грузки при работе генератора на мощсхема регулирования скорости выполную сеть, установка снабжена регулянена так, чтобы скорость вращения ста- тором нагрузки и сумматором, а регутора тахогенератора 9 относительно его лятор скорости выполнен трехвходовым,ротора была равна п.,-И - И . Техничес- причем выходы регулятора скорости ики проще было бы измерять и регулй- го регулятора нагрузки включены на входы.ровать скорость вращения статора АГ сумматора, выход которого связан соотносительно его ротора, т.е. величину . входом исполнительного органа управляИ,- И, что также обеспечило бы Управ- емого привода, входы регулятора сколение скольжением (см. формулу (3) ) и рости связаны соответственно с валомнагрузкой. Но в процессе изменения 25 приводного двигателя переменной сконагрузки АГ от нуля до номинальной ве- рости, с валом управляемого привода иличины при постоянной скоростиИ ве- с выходом асинхронного генератора,.личина И" И 2 изменяется на 5-7%, 2. Установка по п. 1, о т л и ч ат.е. ошибка измерительной схемы на 1% ю щ а яс я тем, что с целью повыприведет к неточности поддержания за- ЗО щения точности поддержания скорости,данного скольжения на 15-20%, Веш- регулятор скорости содержит биротачина же И-И-П во всем диапазоне тивный тахогенератор, ротор которогоизменения нагрузки меняется от 0 до установлен на валу привода переменной100%, т.е. погрешность схемы измере- скорости, биротативный синхронный двиния скорости в 1% ведет к такой же 35 гатель, статор которого расположен ианеточности (в 1%) поддержания нужной валу управляемого привода, а роторвеличины скольжения, установлен на дополнительно введенномИзмерение относительной скорости валу, на котором установлен и статорИ 1-И 1-Ос обеспечивается подключением биротативного тахогенератора, причемстатора тахогенератора 9 к валу управ О выход тахогенератора подключен на перляемого привода 3 через синхронный вый вход дополнительно введенного сумдвигатель 10, запитываемый переменным матора, на второй вход которого подтоком синхронной частоты. При этом ключен вход задатчика скорости.скорость вращения его ротора относи- Источники информации,тельно неподвижной опоРы Равна И+лс, 45 ПРинЯтые во внимание пРи эксПеРтизеа относительно ротора тахогенератора 1, Яворский А. Г. и др. ПрименениеИ"И 1 Ис навешанных генераторов и пути автоНаличие в устройстве двух каналов матизации судовых электростанций .регулировании обеспечивает хорошие Судостроение", % 9, 1959,динамическйе качества системы, Исполь О 2, Патент Японии Мо 49-22362,зование двух каналов регулирования кл, 55 ВО, 1874,делает систему управления более падеж. Патент США Мо 3054941,ной, а качество регулирования системы. кл, 322-47, 1962,721878 Составитель К. фотина хред С. Мигай Корректор Е, Пап едактор Т. Лошк однис,ССР лиал ППП фПатент, г.Ужгород, ул.Проектна аказ 141/42 Тираж 783ЦНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, К, Раушская набд