Способ распределения активной нагрузки между параллельно работающими трехфазными электрическими машинами

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК Я 01358 д 4 Н 0233/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИИ 29з с ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН у ин(54) СП ГРУЗ КИ ТРЕХФАЗ (57) Из технике матичес ЕНИЯ АКТИВНОЙ НАЛЬНО РАБОТАЮЩИМИ ЕСКИМИ МАШИНАМИ осится к электро.ено для автоеления активной ОСОБ РАСПРЕДЕ МЕЖДУ ПАРАЛЛ НЫМИ ЭЛЕКТРИ обретение от и предназна кого распред Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Автор ское свУ 758380, кл. Н 02Авторское свидеУ 1026237, кл. Н 0Авторское.свидеУ 1072178, кл. Н 0 нагрузки между параллельно работающими трехфазными электрическими машинами одинаковой или разной мощности при условии пропорционального разделения реактивных нагрузок. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. При этом в номинальном режиме суммируют сигналы, пропорциональные токам первой и второй фаз первой электрической машины и третьей фазы -й электрической машины (12,И; Ы - число электрических машин), изменяют значение сигнала, пропорционального току третьей фазы -й электрической машины, до достижения нулевого значения указанной суммы и в рабочем режиме увеличивают коэффициент усиления регулятора фазного тока, если эта указанная сумма больше нуля, а если меньше, то уменьшают.1 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автомажческого распределения активной нагрузки между параллельно работающими трехфазными электрическими машинами5 (трансформаторами, трехфазными электродвигателями, синхронными генераторами и т.п) при условии пропорционального распределения реактивных нагрузок.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности процесса распределения активных нагрузок.На фиг.1-3 приведены устройства, 15 реализующие предлагаемый спрсоб распределения, на фиг.4 и 5 - векторные диаграммы, поясняющие принцип работы устройств, изображенных на фиг.1-3.Устройство (фиг.1) содержит трех фазный источник питания с шинами 1-3 (например, шины А, В, С) и шиной 4 нулевого потенциала, И трехфазных электрических машин 5 (например, асинхронных электродвигателей, сии хронных генераторов, трансформаторов и т.,д,), (И+1) однофазных трансформаторов 6 тока, 3 (М) резисторов (в общем случае, комплексных), объединенных в (М) "звезду" из трех ре зисторов 7-9 каждая, (И) чувствительных элементов 10, при этом резистор 9 выполнен переменным, электрические машины 5 подключены к шинам 1-3, в шины 1 и 2 источника питания электрической машины 5. 1 включены первичные обмотки однофазных трансформаторов 6.1 и 6.(И+1) тока соответственно, в шину 3 источника питания электрической машины 5.1 ( = 40 = 2,И) включена первичная обмотка однофазного трансформатора 6, (д = 2, И) тока, первые отводы (одноименные отводы) вторичных обмоток однофазных трансформаторов 6.1 (д = 1,И+1) тока объединены между собой, вторые отводы вторичнЫх обмоток трансформаторов 6.1 и 6.(И+1) тока соединены соответственно со свободными отводами резисторов 7. и 8. ( = 2,М), к свободному отводу переменного резистора 9 (1 = 2,И) подключен второй отвод вторичной обмотки трансформатора 6. ( = 2,И) тока, между нулевой точкой "звезды" резисторов 7-9 и нулевой шиной 4 фазного источника питания включен чувствительный элемент 10.Схема устройства (фиг.2) отличается от схемы устройства, изображенного на фиг.1, тем, что отсутствуетшина нулевого потенциала трехфазногоисточника питания, а чувствительныйэлемент 10. включен между нулевойточкой "звезды" резисторов 7,д, 8.ди 9.д и нулевой точкой трехфазнойэлектрической машины 5 напримертрехфазного асинхронного электродвигателя. Роторы электродвигателей кинематически соединены с нагрузкой(на фиг.2 эта связь не указана),Устройство (фиг.3) содержит трехфазный источник питания с шинами 1-3(например, шина А, В, С) и шиной 4нулевого потенциала, И трехфазныхасинхронных электродвигателей 5 сфазным ротором, (И) "звезд" из трехрезисторов 7-9 и (И) чувствительныхэлементов 10, при этом резистор 9выполнен переменным, к шинам 1-3трехфазного источника питания подключены И трехфазных асинхронных электродвигателей с фазным ротором, ксвободным отводам первой и второйроторных обмоток электродвигателя5.1 подключены свободные отводы резисторов 7. и 8, ( = 2,И), сво-бодный отвод переменного резистора9. связан со свободным отводом третьей роторной обмотки -го асинхронного электродвигателя 5.д, между нулевой точкой -Й звездырезисторов7., 8. и 9.д и нулевой шиной 4трехфазного источника питания включенчувствительный элемент 10,Обмотки ротора асинхронного электродвигателя 5 включены "звездой" снулевой точкой. Чувствительный элемент 10.может быть включен между нулевой точкой "звезды" обмоток ротораи нулевой точкой трехфазного источника питания,Устройство (фиг,1) работает следующим образом,Предположим, что электрические машины 5 одинаковой мощности . Тогда вкачестве резисторов 7-9 можно использовать одинаковые резисторы, напримерактивные сопротивления.При работе на параллельную нагрузку электрических машин 5 по вторичным обмоткам однофазных трансформаторов 6 тока потекут фазные токи:через вторичную обмотку 6, 1 - ток1 через 6.(Я+1) - ток 1 ., через6, ( = 2,И) - ток 1При одинаковой нагрузке электрических машин 5 токи 1 , р 1 ; у 1 с 11358036зистора 9. подобрано так, чтобыобеспечить условие 1,. = О.ОВ остальном принцип распределенияактивной нагрузки не изменится. Приэтом будет контролироваться значениеотклонения активных нагрузок машин(кроме -й) от первой и значение отклонения отношения мощностей д-и машины и первой (так как мощность машины 5. отличается от мощности машины 5 1)В отдельных случаях, когда используется трехфазный источник питаниябез нулевой шины, но трехфазная электрическая машина имеет статорные обмотки, соединенные "звездой" с доступной для подключения нулевой точкой, целесообразно использовать дляраспределения активной нагрузки устройство на фиг.2. Принцип работы данного устройства не отличается от работы устройства, изображенного нафиг,1,Устройство (фиг.З) работает следующим образом.При работе на нагрузке асинхронного электродвигателя (АЭД) с фазнымротором 5.1 (1 = 1,И) по фазным обмоткам ротора протекают соответствующие токи. При одинаковой нагрузкеАЭД и их одинаковой мощности сумматоков, проходящих через резисторы 7 образ уют симмет рич ную си с тему токов. Согласно теории трехфазных электрических цепей1 а, 1 А + 1 рт + 1 С) О (или ОО, = 0), (1) где 1 - ток, протекающий через чувствительный элемент. 10(если он реагирует на ток1 оЦ , - напряжение между нулевой 10Оточкой д-й звезды переменных сопротивлений и нулевой шиной трехфазного источника питания.В зависимости от схемного решения 15 чувствительный элемент 10 может реагировать на ток 1 О; или на значение напряжения (разности потенциалов). Если чувствительный элемент 10 реализован в виде трансформатора, то при 20 выполнении условия (1) по первичной обмотке ток не протекает.Это означает, что нагрузка всех электрических машин одинакова, и асимметрия нагрузки равна нулю (отсутствует),Предположим, что нагрузка электрической машины 5.1 изменилась, При этом изменится ток 1 с;. Тогда, токи 1 А 18 1 ., образуют несимметричную систему токов. Ток 1 О, Ф О. При про - хождении тока 1 . чувствительный элеОмент 10сработает и подает сигнал на исполнительное устройство (на фиг,1 не показано).35Если электрической машиной 5. является синхронный генератор, то чувствительный элемент 10. будет о подавать сигнал на исполнительное устройство - серводвигатель, При этом серводвигатель работает на изменение подачи топлива в дизель так, чтобы свести величину 1,. к нулю,01Предположим теперь, что электри ческая машина 5.д по мощности отличается от электрической машины 5,1. Для использования предлагаемого способа необходим предварительный подбор сопротивлений резисторов 7.д, 8. и 9.1 таким образом, чтобы в исходном состоянии (в режиме номинальной нагрузки) ток 1= О.На фиг.4 приведена векторная диаграмма токов для случая, когда мощность электрической машины 5.д меньше (больше) мощности машины 5,1. На фиг,5 приведена векторная диаграмма гоков для случая, когда значение ре 9, равна нулю, т.е.где 1, вкомплекс действующего значения тока, протекающегочерез чувствительный элемент 9. ( = 2,И);1 1А р ф 8 р ф1 , - соответственно комплексыдействующих значений токовв первой и второй обмоткахротора АЭД 5.1 и в третьейобмотке ротора АЭД 5При отличии нагрузки АЭД 5,д от нагрузки АЭД 5.1 изменится ток 1 гТогда значение 1 , в выраженииОт(2) не будет равно нулю, и через чувствительный элемент 9,д потечет ток 1 О, Ф О. При этом чувствительный элемент 9.д срабатывает и подает сигнал на исполнительное устройство (на фиг.З не показано), который изменяет ,нагрузку АЭД 5. так, чтобы выполнить усцовие 1 О; - О.Если в номинальном режиме работы мощность АЭД 5.д отличается от 5,1,ото при одинаковых значениях сопротив 1358036лений 7.1, 8. и 9.1 ток 1; Ф О,так как токи 1 1 ,р, 1, не обЯр ф Врф СААРразуют симметричную систему токов.Чтобы выполнялось условие (2) необФ5ходимо изменить сопротивление 9,хтак,.чтобы в номинальном режиме выполнялось условие 1; = О.В остальном принцип распределенияактивной нагрузки не изменится, Приэтом будут контролироваться значенияотклонения активных нагрузок АЭД(кроме -го АЭД) от первого АЭД ивеличина отношения мощностей д-гоАЭД и первого АЭД,15В результате применения предлагаемого способа повышается быстродействие процесса распределения активной нагрузки путем одновременного сравне О ния нагрузки всех электрических машин с базовой, повышается точность распределения активной нагрузки за счет учета параметров окружающей сре-. ды, параметров обмоток электрических 25 машин, неполнофазных режимов работы, а также расширяются функциональные возможности устройства за счет использования его для распределения активной нагрузки параллельно работа- ЗО ющих вращающихся и невращающихся трехфазных электрических машин и для электрических машин различной или одинаковой мощности, имеющих один общий трехфазный источник питания или несколько (в общем случае) трехфазных источников питания, а также для контроля технического состояния электрических машин, 7 7 Ю Формула иэ обретения1. Способ распределения активнойнагрузки между параллельно работающими трехфазными электрическими машинаии, заключающийся в том, что в ра-бочем режиме при чоэникновении отклонения фаэного тока электрическоймашины от заданного значения изменяюткоэффициент усиления регулятора фазного тока в сторону снижения этогоотклонения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия и точности распределения активных нагрузок, в номинальном режиме суммируют сигналы, пропорциональные токам первой и второй фаз источника питания первой электрическоймашины и току третьей фазы источникапитания -й электрической машины( = 2 М; И - число параллельноработающих электрических машин), из-фменяют сигнал, пропорциональный токутретьей фазы источника питания -йэлектрической машины, до получениявышеупомянутой суммы сигналов, равнойнулю, и если эта сумма больше нуля,то увеличивают коэффициент усилениярегулятора фазного тока, а если меньше, то уменьшают.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что для получениявышеупомянутой суммы сигналов, равнойнулю, умножают сигнал, пропорциональный току третьей фазы источника питания -й электрической машины, накоэффициент пропорциональности активных мощностей первой и -й электрических машин, 1 г Д 13580361358036 г. Составитель О. НаказнаяТехред М. ХоданичКорректор О.К тор С.Пекарь а 618 Подписновенного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб д каз 6004/54 Тираждарснзоба, Ж Г НИИПИ ла 4/5 11303 ос Проектная, 4 Ужг Производственно-полиграфическое предприяти