Устройство для регулирования напряжения и распределения нагрузки параллельно работающих генераторов его варианты

Номер патента: 1272403

Автор: Хижняков

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 1 73/4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ КА ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Пермский политехнический институт (72) Ю. Н. Хижняков(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ ГЕНЕРАТОРОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов переменного тока с квазистатическими внешними характеристиками. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства, Напряжение, ЯО 1272403 с выходов датчиков реактивнои нагрузки 4 - 6 в вычитателях-усилителях 25 - 27 сравнивается с опорным напряжением источника 31, напряжение которого всегда выбирается больше максимально возможного выходного напряжения датчиков, вычитается и подается на аноды диодов 16 - 18. Максимальное значение напряжения в каждой тройке вызывает открытие соответствующих разделительных диодов 13 - 15 и протекание тока через них. Падение напряжения на входном резисторе 11 соответствующего формирователя сигналов 19 - 21 вызывает формирование порогового сигнала 1, обозначающего, что соответствующий генератор имеет наибольший ток нагрузки. Падение напряжения на входном резисторе 12 соответствующего форм и ров ателя сиги алов 22 - 24 вызывает формирование порогового сигнала, обозначающего, что другой генератор имеет наименьший ток нагрузки. Формирование команд управления генераторами 1 - Ззависит от соотношения заданного и теку1272403 выхода которых через ключевые элементы42 - 44 последует команда на уменьшениеили увеличение возбуждения соответствующего генератора, 2 с.п. ф-лы, 4 ил. щего значений напряжений на шинах 32, при этом на выходе релейного элемента 34 формируются пороговые функции, которые определяют состояние элементов И 35 - 40, с Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой, например,судовых генераторов переменного тока с квази- статическими внешними характеристиками.Цель изобретения - упрощение схемы и повышение надежности устройства в работе.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления параллельной работой трех генераторов, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - принципиальная схема вычитателя-усилителя; на фиг. 4 - схема формирователей сигнала.Устройство по первому варианту (фиг. 1) содержит синхронные генераторы 1 - 3 с датчиками 4 - 6 реактивной нагрузки и линейными контакторами 7 - 9 с размыкающими блок-контактами. Отрицательные клеммы выхода датчиков 4 - 6 нагрузки через общую шину 1 О и резисторы 11 и 12 соединены соответственно с катодами первой тройки разделительных диодов 13 - 15 и с катодами второй тройки разделительных диодов 16 - 18. Аноды диодов подключены через входные резисторы формирователей 19 - 24 сигналов соответственно к положительным клеммам выходов датчиков 4 - 6 нагрузки и выходам вычитателей-усилителей 25 - 27. Входы усилителей шунтированы размыкающими блок-контактами линейных контакторов 7 - 9. Дополнительно инверсные входы вычитателей-усилителей 25 - 27 соединены через развязывающие диоды 28 - 30 в обратном направлении с положительными клеммами выходов датчиков 4 - 6 нагрузки, Неинверсные входы вычитателей-усилителей соединены между собой и с плюсом источника 31 опорного напряжения. Шина 10, общие точки вычитателей-усилителей и минус источника 31 заземлены. Генераторы 1 - 3 работают на питающую шину 32, к которой подключены нагрузка 33 и вход релейного элемента 34 с заданной установкой напряжения. Первый выход элемента 34 соединен с входами первой тройки элементов И 35 - 37, а второй подКлючен к входам второй тройки элементов И 38 - 40, входящих в блок 41 выбора экстремального генератора. Вторые входы элементов 35 - 40 соединены с выходами соответственно формирователей 19 - 24 сигналов. Выходы элементов И попарно (35 5 10 15 20 25 30 35 40 45 и 38, 36 и 39, 37 и 40) подключены соответственно к входам ключевых элементов 42 - 44, выходы которых соединены с входами генераторов 1 - 3.Устройство по второму варианту (фиг. 2) содержит синхронные генераторы 1 - 3 с датчиками 4 - 6 реактивной нагрузки и линейные контакторы 7 - 9 с замыкающими блок-контактами, Отрицательные клеммы выхода датчиков 4 - 6 соединены через общую шину 10, резистор 11 и замыкающие блок- контакты линейных контакторов 7 - 9 с катодами разделительных диодов 13 - 15. Аноды диодов соединены через входные резисторы формирователей 19 - 21 сигналов с выходами вычитателей-усилителей 25 - 27. Входы вычитателей-усилителей 25 - 27 через прерыватели 45 - 50 попарно соединены соответственно с положительными клеммами выхода датчиков 4 - 6 реактивной нагрузки. Шина 10 соединена с общими точками усилителей 25 - 27 и заземлена. Генераторы 1 - 3 работают на питающую шину 32, к которой подключены нагрузка 33 и вход релейного элемента 34 с заданной уставкой напряжения. Первый выход элемента 34 соединен с входами управления прерывателей 45, 47 и 49 и входами первой тройки элементов И 35 - 37 блока 41 выбора экстремального генератора. Второй выход элемента 34 подключен к входам управления прерывателей 46, 48 и 50 и к входам второй тройки элементов И 38 - 40 блока 41. Выходы формирователей.19 - 21 сигналов соединены соответственно с входами элементов И 35 и 36, 37 и 38, 39 и 40 блока 41. Выходы элементов И попарно (35 и 38, 36 и 39, 37 и 40) подключены соответственно к входам ключевых элементов 42 - 44, выходы которых соединены с входами генераторов 1 - 3.Вычитатель-усилитель содержит (фиг. 3) дифференциальный усилитель 51 и резисторы 52 - 57, имеюш,ие сопротивления Я, Яь Рз, Я 4, Рь и Я, где йл=йг; 1 Ь=К 4, Й=йь, Усилитель 51 с помощью резистора 54 охвачен отрицательной обратной связью. Питание усилителя выполняется через делитель напряжения на резисторах 56 и 57 с коэффициентом деления два,что исключает применение двух развязанных источников питания. Усилитель 51 реализует по обоим каналам равный коэффициент усиления, 12724035 1 О 15 20 25 30 40 45 50 55 зФормирователь сигналов (фиг. 4) содержит входной резистор 58, балластный резистор 59, стабилитрон 60, триггер Шмидта 61 и инвертор 62.При протекании тока через соответствующий разделительный диод на резисторе 58 падает напряжение, которое подается через резистор 59 на вход триггера Шмидта и возбуждает его. В случае большого сигнала на входе триггера срабатывает стабилитрон 60 и ограничивает его амплитуду. Выход триггера Шмидта 61 подается на вход инвертора 62 для инверсии его статической характеристики. Рассмотрим работу устройства по первому варианту.Пусть генераторы 1 - 3 включены на параллельную работу и через линейные контакторы 7 - 9 подключены к питающей шине 32 с нагрузкой 33. Датчики 4 - 6 реактивной нагрузки вырабатывают сигналы Увх, пропорциональные нагрузкам генераторов 1 - 3, которые с помощью общей шины 1 О подаются через входные резисторы формирователей 19 - 21 сигналов на аноды разделительных диодов 13 - 15, а также через развязывающие диоды 28 - 30 на инверсные входы вычитателей-усилителей 25 - 27, на неинверсные входы которых подается плюс источника 31 опорного напряжения. При данном включении вычитателяусилителя на его выходе формируется напряжениеУвыхх= 1 -+ Уол Свх), = 1,2,3,Я 2 где У - напряжение питания усилителя; У - опорное напряжение; Пусть в данный момент времени на выходах датчиков 4 - 6 реактивной нагрузки имеем Увх.=8 В; Овх.= 10 В; Увх.з=6 В;10 ол+Ул/2)=20 В; й/Я 4=1. Тогда на выходе вычитателей-усилителей 25 - 27 получим напряжения 12, 10 и 14 В, которые через входные резисторы формирователей 22 - 24 сигналов подаются на аноды разделительных диодов 16 - 18. Максимальное значение напряжения в каждой тройке напряжений вызывает открытие соответствующих разделительных диодов и протекание тока через них. Так максимальное напряжение (10 В) с выхода датчика 5 вызывает протекание тока в цепи, содержащий входной резистор формирователя 20 сигналов, разделительный диод 14 и резистор 11. Падение напряжения на резисторе 11 подпирает разделительные диоды 13 и 15. Токи через них не проходят, так как потенциалы их катодов выше, чем потенциалы анодов и диоды заперты. Падение напряжения на входном резисторе формирователя 20 сигналов вызываетформирование порогового сигнала 1, обозначающего, что генератор 2 имеет наибольший ток нагрузки,Максимальное напряжение 114 В) с выхода усилителя 27 вызывает протекание токав цепи, содержащей входной резистор формирователя 24 сигналов, разделительный диод 18 и резистор 12. Падение напряженияна резисторе 12 подпирает разделительныедиоды 16 и 17, которые при этом закрыты.Падение напряжения на входном резистореформирователей 24 сигналов вызывает формирование порогового сигнала 1, обозначающего, что генератор 3 имеет наименьший ток нагрузки.Формирование команд управления генера.торами 1 - 3 зависит от соотношения заданного и текущего значений напряжений нашинах 32. В случае У) Уввв на выходе релейного элемента 34 формируются пороговыефункции Р=1 и Р=0. При этом возбуждается элемент 36, с выхода которого черезключевой элемент 43 следует команда науменьшение возбуждение генератора 2. Еслиже У(Уввл, на выходе элемента 34 возникают пороговые функции Р=0 и Р --1, Приэтом возбуждается элемент 40, который черезключевой элемент 44 выдает команду наувеличение возбуждения генератора 3.При отключении любого генератора, например генератора 3, замыкается блок-контакт линевного контактора 9, который шунтирует вход вычитателя-усилителя 27. На еговыходе принудительно формируется условный О, равный У,/2. Это напряжение всег.да меньше выходных напряжений усилителей 25 и 26, что исключает влияние отключенного генератора на параллельную работу оставшихся генераторов.Развязывающие диоды 28 - 30 исключаютвлияние источника опорного напряжения наработу выявителя генератора с наибольшимтоком нагрузки.Для нормальной работы устройства выход источника опорного напряжения должен выбираться всегда больше максимального возможного выходного напряжения датчиков реактивной нагрузки.Рассмотрим работу устройства по второму варианту.Пусть генераторы 1 - 3 включены на параллельную работу и через линейные контакторы 7 - 9 подключены к питающей шине 32 с нагрузкой 33. Датчики 4 - 6 реактивной нагрузки вырабатывают сигналы Увх,пропорциональные нагрузкам генераторов1 - 3. Релейный элемент 34, сравнивая текущие напряжения на шинах 32 с уставкой заданного значения, выдает на первомвыходе пороговую функцию, Ро, а на втором - инверсную пороговую функцию Рц.В случае 1/) Уввв на выходе элемента 34формируются функции Ро=1 и Ри=О.но работающих генераторов, содержащее синхронные генераторы с линейными контакторами, ключевые элементы по числу генераторов, выходы которых подключены к обмоткам возбуждения генераторов, датчики реактивной нагрузки, входы которых соединены с выходами генераторов, релейный элемент с выходом для подключения к питающим шинам и выходами для подключения к входам шести элементов И, выходы которых являются выходами блока выбора экстремального генератора и попарно соединены с входами ключевых элементов, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения надежности устройства в работе, оно снабжено общей шиной, а блок выбора экстремального генератора снабжен резистором, по числу генераторов вычитателями-усилителями, разделительными диодами, формирователями сигналов, замыкающими блок-контактами линейных контакторов, а также прерывателями, число которых в два раза превышает число генераторов, причем резистор соединен через общую шину с отрицательными выводами выхода датчиков реактивной нагрузки, а другим концом соответственно через замыкающие блок-контакты линейных контакторов - с катодами разделительных диодов, аноды которых через входные резисторы формирователей сигналов подключены к выходам вычитателей-усилителей, входы которых через прерыватели попарно соединены соответственно с положительными выводами выхода датчиков реактивной нагрузки, входы управления первых прерывателей каждой пары соединены с первым выходом релейного элемента, второй выход которо го подключен к входам управления вторыхпрерывателей этих пар, причем общая шина соединена с общими точками вычитателейусилителей, а выходы формирователей сигналов соединены с входами соответствующих элементов И.1272403 Йхпд СоставитеТехред И. ВТираж 612 О. Наказнаяес Корректор М. ДемчикПодписное ого комитета ний и откры Раушская на жгород, ул. йп прем/Йл 7 ЕЛгы,ЭаРюгаШНЮЯО. Редактор А. ШишкинаЗаказ 6344/5ВНИИпо113035,Филиал ПП И Государственн делам изобрете Москва, Ж - 35, П Патент, г. У СССР ийд. 4/5 роектная

Смотреть

Заявка

3890942, 29.04.1985

ПЕРМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ХИЖНЯКОВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02J 3/46

Метки: варианты, генераторов, нагрузки, параллельно, работающих, распределения

Опубликовано: 23.11.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1272403-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-napryazheniya-i-raspredeleniya-nagruzki-parallelno-rabotayushhikh-generatorov-ego-varianty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования напряжения и распределения нагрузки параллельно работающих генераторов его варианты</a>

Похожие патенты