Регулятор возбуждения электрических машин

(5 ч) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ Изобретение относится к электротехнике и может. быть использова" но для регулирования напряжения или частоты электрических машин.Известен регулятор возбуждения электрических машин, в котором регулирование осуществляется способом широтно-импульсной модуляции. 8 качестве модулятора ширины импульсов применяют магнитный усилитель; подключенный к транзисторному усилителе мощности, соединенному последовательно с обноткой возбуждения машины. При изменении входного сигнала измерительного органа, подключенного к объекту регулирования, изменяется коэффициент заполнения импульсов напряжения в обмотке возбуждения и тем самым меняется средний ток возбуждения и регулируется выходное напряжение или частота 13 3.Однако применение этого регулятора возбуждения требует наличия измерительного органа, постоянно реагирующего на изменение входного сигнала и передающего это изменение навход модулятора ширины импульсов,непрерывно отрабатывающего и преобразующего этот сигнал. Таким, образомвся система управления (измерительный орган, модулятор ширины импуль" сов) работает в непрерывном режиме, что приводит к уменьшению КПД и уве" личению габаритов устройства.Наиболее близким к изобретениюявляется регулятор возбуждения электрических машин, содержащий транзисторный усилитель мощйости, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора,а к входной цепи " вторичная обмот"ка токового трансформатора, измери" 26Мтельныи орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенныи к источнику питания 2.В известном регуляторе токовый трансформатор, определяющий режим и цикл работы транзисторного усилителя мощности, в конце каждого рабочего цикла полностью размагничивается при полном токе нагрузки, что приводит к принудительному эапиранию укаэанного усилителя, т,е, в конце каждого рабочего цикла осуществляется полное неуправляемое размагницивание при полном токе нагрузки, при этом потребляется значительная мощность. Кроме того, измерительный орган работает в непрерывном режиме, цто приводит к ухудшению энергетических показателей регулятора,Цель изобретения - улучшение энергетических показателей регулятора путем уменьшения потребляемой мощности и повышение его надежности.Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе возбуждения злект" рицеских машин, содержащем транзисторный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, а к входной цепи " вторичная обмотка токового трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенный к источнику питания, укаэанный токовый трансформатор снабжен раэмагничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов.Кроме того с целью повышения надежности токовый трансформатор снабжен намагничивающей обмоткой, связанной с источником питания. На чертеже представлена схема регулятора возбуждения злектрицеских машин.Регулятор содержит транзисторный усилитель 1 мощности, к выходной цепи которого подключена первичная об" мотка 2 токового трансФорматора 3, а к входной цепи - вторичная обмотка ч токового трансформатора 3, изме рительный орган 5, связанный с измерительными выводами 6 и 7 регулятора, генератор 8 задающих импульсов, подклюценный к источнику 9 питания, размагничивающую 10 и намагничивающую 11 обмотки токового трансформатора 3. При этом один конец раэмагничивающей обмотки 10подключен к первому измерительномувыводу 6 регулятора, а другой ко- Ь нец через усилитель 12 подключенк второму измерительному выводу 7регулятора, Намагничивающая обмотка 11 токового трансформатора 3 подключена к источнику 9 питания через ф токоограницивающий элемент 13 (резистор), В качестве источника 9 питания может служить, например, генератор постоянного тока с обмоткой1 Й возбуждения, зашунтированной вен тилем 15, выходные выводы которогоявляются измерительными выводамирегулятора. Регулятор возбуждения электрических машин работает следующим образом,Предположим, что изменилось напряжение на выходе генератора 9 постоянного тока. Тогда при появленииимпульса на генераторе 8 задающихимпульсов измерительный орган 5 подключается к измеряемому напряжениюгенератора 9 постоянного тока и навход усилителя 12 подается сигнап,пропорциональный разности величинизмеряемого и эталонного напряжений,который подает напряжение на размагничивающую обмотку 10 токовоготрансформатора 3 транзисторного усилителя 1 мощности. Токовый трансформатор 3 транзисторного усилителя 1размагничивается на определеннуювеличину. После пропадания импульсас генератора 8 задающих импульсовизмерительный орган 5, усилитель 12и размагничивающая обмотка 10 обес"точиваются, За счет намагничивающейобмотки 11, включенной в намагници"вающем направлении для токовоготрансформатора 3, усилитель 1 мощности лавинообразно открываетсяи переходит в режим насыщения ре"зитор 13 служит для ограничения тока через намагницивающую обмотку 11.В цастном случае цепочку обмотки 11 50резистор 13 можно исключить и запуск усилителя будет осуществляться эа счет ЭДС самоиндукции размагничивающей обмотки 10), По обмотке1 ч возбуждения потечет ток. Транзис-торный усилитель 1 мощности будетоставаться в открытом состоянии дотех пор, пока сердечник токовоготрансформатора 3 не насытится, пос5 бразмагничивание токового трансформатора на холостом ходу во всех режимах его работы, что приводит куменьшению гютребляемой мецности токовым трансформатором, Применениеизобретения обеспечивает также резкое уменьшение мощности измерительно"го органа до величины, позволяющейперевести измерение и управлениерегулятором с энергетической точкизрения на гибридно-интегральную технологию без применения дополнитель"ных каскадов усилвния, и повышениепомехоэащищенности, так как измерениеосуществляется за короткий промежуток времени. формула изобретения1. Регулятор возбуждения электрических машин, содержащий транзистор" ный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, к входной цепи - вторичная обмотка токо 1 вого трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор за" дающих импульсов, подключенный к ис" точнику питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения потребляемой мощности, токовый трансформатор снабжен размаг. ничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа, вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов. 2. Регулятор по и, 1, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, токовый транс"форматор снабжен намагничивающей об"моткой, связанной с источником питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бунаков В.Л Гаспаров Р. Г.Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин,И., "Энергия", 1966, с. 5.2. Авторское свидетельство СССРГ ЙЗО 477, кл. Н О 2 Р 9/О 2, 1972. 5 98777ле этого усилитель 1 мощности закроется, так как его вход эашунтирован омическим сопротивлением вто"ричной обмотки 4 насыщенного токового трансформатора 3. На обмотке 1 чвозбуждения возникает ЭДС самоиндукции, которая замыкается через шунтирующий вентиль 15При следующемвключении генератора 8 задающих импульсов процесс повторяется, оВремя открытого состояния усилителя 1 мощности, а значит и среднеезначение тока возбуждения, зависитот времени раэмагниченного состояния сердечника токового трансформатора 3 транзисторного усилителя 1мощности с токовой положительной обратной связью, которое определяетсявеличиной сигнала, поступающего отизмерительного органа. При нулевом2 всигнале измерительного органа 5 кразмагничивающей обмотке 1 О не при"кладывается размагничивающее напряжение, поэтому токовый трансформатор 3 усилителя 1 мощности насыщен Ии ток в обмотке 11 возбуждения равен нулю. При максимальном сигналеизмерительного органа 5 токовыйтрансформатор 3 полностью размагни-чен и транзисторный усилитель 1 мощ" Звности открыт, но открыт не весь период, так как токовый трансформаторнеобходимо размагнитить, поэтомуво время импульса управления усилитель 1 заперт, т.е. каэфициент воэ."буждения меньше .единицы. Так как измерение напряжения осуществляют вовремя фиксированного тактового импульса, получаемого от генератора8 задающих импульсов, а период переключения транзисторов значительноменьше постоянной времени обмоткивозбУждениЯ ТпеРаов, где Тпвпериод переключения транзисторов,Ов - постоянная времени обмотки воз"буждения, то изменения напряженияпри внешних возмущениях не происходит за период переключения транзисторного усилителя, т.е, за это вре"мя ток в обмотке возбуждения практи"чески не изменяется, поэтому измерятьнапряжение можно только во времяимпульса,.Таким образом, в предлагаемом регуляторе осуществляется управляемоеОгар 1 ЦОФ л Редактор Заказ 10ВНИИ 23/45 И Государ делам из Москва 5 ештютив ППП "ПатеКраснов Корректор О. Била Подписное Составитель Л Техреа М. Надь Тираж 685твенного комитетабретений и открыти Ж-Я Раушская нант", г. Ужгород, у СССРй68, ЦДл. Проектна