Регулятор напряжения для электрических машин

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 951623 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 05. 09. 80 (2 ) 2990205/24-07с присоединением заявки РЙ Н 02 Р 9/30 3 Ъоударотеенныб комитет СССР(53) УДК 621316,722 (088. 8) оо делам иэобретеиий и открытий(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления током возбуждения электрических машин,По основному авт, св. У 8840675 известен регулятор напряжения для электрических машин, содержащий .управляемые ключи, соединенные по мостовой схеме, в диагональ моста которых включена обмотка возбуждения электрической машины, дополнительные управляемые ключи, соединенные встречно-параллельно между собой и подключенные параллельно обмотке возбуждения электрической машины, и схему управления ключами, причем управляющие входы дополнительных управляемых ключей соединены со схемой управления ключами 11.20Основным недостатком известного регулятора напряжения для электрических машин является невысокое ка" чество регулирования из-за повышенных пульсаций выходного напряже" ния.Цель изобретения - повышение качества регулирования путем снижения пульсацийвыходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения для электрических машни дополнительно введены датчики тока и логические элементы ЗАПРЕТ по числу дополнительных управляемых ключей, при этом вход каждого датчика тока соединен последовательно с соответствующим до" полнительным управляемым ключом, а выход датчика тока - с инвертирующим входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ, выход и неинвертирующий вход которого подключены к блоку управления ключами.На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого регулятора напряжения для электрических машин; на Фиг. 2 " пример соединения элементов ЗАПРЕТ с элементами регулятора.30 3 9516Регулятор напряжения содержит управляемые ключи 1-4, соединенные помостовой схеме,в диагональ которыхвключена обмотка возбуждения 5 электрической машины 6. Дополнительные управляемые ключи 7 и 8 соединенывстречно-параллельно между собой иподключены параллельно обмотке воз"буждения 5 электрической машины 6,Датчик 9 тока соединен с инвертирую ощим входом элемента ЗАПРЕТ 10 и подключен последовательно с дополнительным управляемым ключом 7 Датчик 11тока соединен с инвертирующим входомэлемента ЗАПРЕТ 12 и подключен последовательно с дополнительным управляемым ключом Ц, Выход И неинвертирующий вход элементов ЗАПРЕТ 10 и 12входы дополнительных управляемыхключей 7 и 8 и управляемых ключей 2 оподключены к блоку 13 управления ключами, Дополнительные управляемые ключи 7 и 8 могут быть выполнены в виде соответствующим образом соединенных тиристоров, транзис зторов, оптронов и т.д. Датчики токамогут быть выполнены в виде трансформаторов, оптронов и т. д.На фиг. 2 представлена блок-схема - пример подключения элементовЗАПРЕТ 10 и 12 к блоку 13 управления ключами, состоящему из двух частей : измерительной части 14 и узла15 согласования. Вход измерительнойчасти 14 подключен к электрическоймашине б, выход - к неинвертирующимвходам элементов ЗАПРЕТ 10 и 12,Вход узла 15 согласования подклюценк выходу схем ЗАПРЕТ 10 и 12, выходк ключам 1-4; 7 и 8.40Реверсирование тока в обмоткевозбуждения 5 электрической машины бпроизводят попаряым включением управляемых ключей 1,2 и 3,4.1Регулятор напряжения работает следующим образом.При подаче с блошка 13 управленияключами сигнала на управляемые ключи 1 и 2 в обмотке возбуждения 5электрической машины б возникает ток, 5"протекающий по цепи : блок 13 управления ключами, управляемый ключ1, обмотка возбуждения 5 электрической машины б, управляемый ключ 2,блок 13 управления ключами.Реверсирование тока в обмотке воз"буждения 5 электрической машины 6проводят переводом управляемых клю 23чей 1 и 2 в закрытое состояние. Вмомент отключения управляемых ключей 1 и 2 скорость спада тока в обмотке возбуждения 5 электрическоймашины 6 велика и в обмотке возбуждения 5 электрической машины б индуцируется большая по величине ЭДСсамоиндукции, включается дополнительный управляемый ключ 7 и последовательно включенный с ним датчик 9, подключенные параллельно обмотке возбуждения 5 электрическоймашины б, вследствие чего скоростьспада тока в обмотке возбуждения 5электрической машины б уменьшается,т.е, уменьшается ЭДС самоиндукции.При протекании тока ЭДС самоиндукции через датчик 9 на инвертирующемвходе элемента ЗАПРЕТ 10 появляется входной сигнал, Подается сигнал на неинвертирующий вход элемента ЗАПРЕТ 10 для отключения дополнительного управляемого ключа 7 и наоткрытие управляемых ключей 3 и 4.Наличие входного сигнала на инверти,рующем входе элемента ЗАПРЕТ 1 О, несмотря на наличие входного сигнала нанеинвертирующем входе элементаЗАПРЕТ 10, приводит к отсутствиюсигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 10,что запрещает отключение дополнительного управляемого ключа 7 и открытие управляемых ключей 3 и 4. Послеокончания протекания тока ЭДС само-индукции сигнал на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 10 отсутствует,а на его выходе появляется сигнал.Происходит отключение дополнительного управляемого ключа 7 и открытие уп;равляемых ключей 3 и 4. В обмоткевозбуждения 5 электрической машины 6 протекает ток по цепи:блок 13управления ключами, управляемый ключ3, обмотка возбуждения 5 электрической машины 6, управляемый ключ 4,блок 13 управления ключами,Следующее реверсирование тока вобмотке возбуждения 5 электрическоймашины б проводят переводом управляемых ключей 3 и 4 в закрытое состояние. В момент отключения управляемых ключей 3 и 4 скорость спадатока в обмотке возбуждения 5 электрической машины б велика и в обмотке возбуждения 5 электрической машины б индуцируется большая по величине ЭДС самоиндукции, включается дополнительный управляемый ключ 8. ЭДС5 951самоийдукции замыкается через дополнительный управляемый ключ 8 и последовательно включенный с ним датчик11 тока, подключенные параллельно обмотке возбуждения 5 электрическоймашины 6, вследствие чего скоростьспада тока в обмотке возбужденияэлектрической машины 6 уменьшается,т,е. уменьшается ЭДС самоиндукции,При протекании тока ЭДС самоиндукции 1 очерез датчик 11 тока на инвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ появляется входной сигнал, Подается сигнална неинвертирующий вход элементаЗАПРЕТ 12 для отключения дополнительного управляемого ключа 8 и на открытие управляемых ключ .й 1 и 2. Наличие входного сигнала на инвертирующемвходе элемента ЗАПРЕТ 12, несмотряна наличие входного сигнала на неинвертирующем входе, приводит к отсутствию сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 12, что запрещает отключение дополнительного управляемогоключа 8 и открытие управляемых ключей 1 и 2. После окончания протекания тока ЭДС самоиндукции сигнал наинвертирующем входе элемента ЗАПРЕТ 12отсутствует, а на его выходе появляется сигнал. Происходит отключение зо 1 дополнительного управляемого ключа 8 и открытие управляемых ключей 1 и 2.В обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 протекает ток по цепи : блок 13 управления ключами,управляемый ключ 1, обмотка возбуждения 5 электрической машины 6, управляемый ключ 2, блок 13 управленияключами. Последующее реверсированиетока в обмотке возбуждения 5 электрической машины 6 проходит аналогично.Включение дополнительного управляемого ключа 7 можно производить до отключения управляемых ключей 1 и 2, в момент их отключения и после отключения управляемых ключей 1 и 2. Это определяется свойствами (быстродействием и т. д.) дополнительного управляемого ключа 7 и управляемых ключей 1 и 2. Включение дополнитель, ного управляемого ключа 8 аналогично включению дополнительного управляемого ключа 7.Таким образом, введение обратной55 связи, состоящей из датчиков и элементов ЗАПРЕТ, позволяет повысить ка 623 6чество регулирования путем снижения пульсаций выходного напряжения, причем значение ЭДС самоиндукции зависит от значений протекающего тока в обмотке возбуждения электрической машины и определяется нагрузкой элект рической машины. При эксплуатации происходит изменение нагрузки электрической машины а значит и изменение тока в обмотке возбуждения электрической машины. В известном регуляторе устанавливается постоянная выдержка времени для включения управляемых ключей 1 и 2 или 3 и 4, определяемая при максимальном протекании тока в обмотке возбуждения электрической машины. Наличие обратной связи позволяет исключить постоянную выдержку времени и автоматически определить точно момент включения управляемых ключей 1 и 2 или 3 и 4 сразу после окончания протекания тока ЭДС само-, индукции, что и снижает пульсации выходного напряжения.Предлагаемое изобретение может быть использовано в регуляторах напряжения, работающих с генераторами, выполненными с многоканальными системами возбуждения, а также с генера" торами комбинированного возбуждения. Особенно эффективно применение предлагаемого устройства в регуляторах напряжения, рассчитанных на большие токи регулирования. формула изобретенияРегулятор напряжения для электрических машин по авт. св Ю 884067,о т л и ч.а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества регулирования путем снижения пульсаций выходного напряжения, в него дополнительно введены датчики тока и логи,ческие элементы ЗАПРЕТ по числу дополнительных управляемых ключей, при.чем вход каждого датчика тока соединен последовательно с соответствующим дополнительным управляемым ключом,а выход датчика тока - с инвертирующим входом соответствующего элементаЗАПРЕТ, выход и неинвертирующий входкоторого подключены к блоку управления ключами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРй 884067, кл. Н 02 Р 9/30, 1979.951623 и Заказ 5968/71ВНИИП Подписноного комитета СССР Тираж 72 осударств елам изоб Москва, Ж М Э Ю