Устройство для компенсации падения напряжения у генераторов агрегата ильгнера

ие Е,.ие Е, бы Е,= ть, что напряженижз величиСледует заметудет несколькиЕо - вследствийствия реакцииелим, какуюзбуждения начтобы получиежем прздварякоря генерато змагничива, 2 -якоря.оставляющую подо дополнительно ть Е=Ео=сопз. ительно влиянием щего деОпред тока во ввести, Пронебр реакции е ЬЕ - паде я скорости Ео=Спофо 1сл:довательн ыть ен овательн- ф)иоп эиращение вв непосредствегнера;б - то же.г - г;в - то же сдвигателя 4;- ,т телем 8;ом 5;шиной 6елем,4. чным возбудиной-тахометрлнительной маг регата;одным двигатедено, что о же с втори то же с маши о же с доно дительного а то же с приз ее было выв о пфо (фаи- по и ра) фа фа Заметим, ч= п,Е=Ео - Е 1 =Ео ие напряжения от уменьшеенератора. Очевидно, что ,=Сп,фо,ЬЕ=Сфо(по - и,), поток Фь при котором 1= Ео = сопв 1, больш: Фо в отношении- о(так как Спо Фо=Си, Ф, сл 1 ио поф =Ф, - фофо - фо=фо -- 1и, и,Если учесть реакцию якоря генераторов, то, очевидно, можно притти к заключению, что Ьф должно быть несколькобольше, а именно:ЬФ; ЬфЗадача предлагаемого устройства -ести дополнит льный поток Ьф или Ьф,Современная схема Леонарда - Ильгне-ра весьма часто трактуется как квадратичная система Леонарда. Под этим понимается следующее. Генераторы агрегата Ильгнера питаются током возбужде-:ния не прямо от сети, а от специальногомотор-генераторного устройства. Последнее обычно состоит из 1) асинхронного двигателя мощностью 100 - 200 квт2) двух генераторов возбуждения (в даль-нейшем именуемых возбудителями), изкоторых один служит для возбуждениягенераторов Ильгнера, а второй - для воз.буждения двигателя у прокатного стана(или шахтного подъемника), 3) генератора, дающего напряжение шинам возбуждения возбудителей; этот генератор вдальнейшем именуется вторичным возбудителем. Меняя сопротивление в цепивозбудителей, тем самым мы меняем поток генератора Ильгнера или приводного двигателя совсеми вытекающими из этого последствиями.На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства; фиг видоизменение этой схемы.Основным в схеме являются: главный асинхронный двигатель 1 агрегата Ильгнера (мощностью обычно 1500 - 4000 квт); один или, как обычно; несколько генераторов 2; примененная согласно изобретению машинатахометр 5. Последняя представляет собой машину постоянного тока, имеющую или просто независимое возбуждение, или независимое плюс сериесное возбуждение. Это возбуждение имеет назначениемкомпенсировать реак ую якоря и потому должно давать в случаях наибольшей нагрузки машины 5 составля. ющую в 5 - 15 оо общего потока.Магнитная система машины 5 должна быть ненасыщенной во всех случаях, причем для сохранения пропорциональности, между ее основным независимым током возбуждения и напряжением желательно создание полной компенсации двух противоположных факторов: сериесного возбуждения и реакции якоря. Напряжение машины тахометра при наивысшей ее скорости равно напряжению машины вто- ричного возбуждения,На оси возбудительнсго агрегата, приводимого во вращение двигателем 9, устанавливается дополчительно машина 6. Эта машина имее две обмотки возбуждения Ю 1) шунтовую, 2) независимую, Обозначим индексами:,а- все факторы и величины, связанныенно с "генераторами Ильс возбудителем генерато возбудителем 7 приводногоного согласно или против независимого возбуждения машины-тахометра, или 2) введением шунтового возбуждения дополнительной машины возбудителя генераторов Ильгнера,Современное упоавление реверсивными электродвигателями связано в первую очер:дь с их быстрым возбуждением.В самом делз, время работы двигателя в одном направлении колеблется от 2 - 3 до 10 секунд, Кривая роста напряжения на зажимах двигателя относительно медленна. Это явление вполне объясняется тем, что напряжение растет по закону:Р1 = - + Се =1= - 1 - ей й (при С=О, когда 1 =О),Электромагнитная инерция цепи, связанной с регулиоовкой скорости, есть функция 1) коэфициента самоиндукции и сопротивления магнитной системы первичного возбудителя генератора, 2) коэфициента самоиндукции и сспротивл;ния магнитной системы генератора.Видоизмененная сх;ма по фиг. 2 в д компенсации падения напряжения генераторов при падении скорости агрегата Ильгнера заключает в себе возбудительный агрегат, состоящий из 1) возбудителя 5 первичного возбуждения генератора (индекс б), 2) возбудителя 8 пе- вичного возбуждения двигателя (индекс ), 3) машины вторичного возбуждения 15 (индекс д), 4) машины - тахометра 4 (индекс е).Возбудитель 5 включен последовательно с главным возбудит:лем б и им:ет две обмотки возбуждения: шунтовую обмотку возбуждения 12 и обмотку возбуждения Е, питаемую регулкру:мым током от шин возбуждения возбудителя 15,Машина 4 имеет две обмотки возбуждения и два рода возбуждения:1) питаемсе от шин возбудителя 15 - постоянное независимое возбуждение. Обмотка эта построена с нарочито большим коэфициентом самоиндукции (с большим числом тонких витков). Принципиально возможно приключить сюда некоторое сопротивление для увеличения продолжительности роста тока в этой обмотке в момент включения. Втечение работы токэтой обмотки постоянен,2) обмотку независимого возбуждения, ток в которой есть ункция скорости главного двигат для (или пропорциональной этой скорости какой.:ибудь другой величины, например, напряжения главных генераторов).Процесс работы установкч при этой схеме происходит следующим образом.Нормальная работа. Напряженке на зажимах генераторов 3, 7 (индекс а) есть функция их скорости и потока. Механивм изменения потока связан уравнениями, приведенными ранее.Физическая основа такова: возбудитель 5 имеет суммарный поток, склады. вающийся из двух указанных выше составляющих,Действие составляюшей, зависящ:й от скорости генераторов, следующее: в момент окончания пускового периода имеет место поток машины-тахометра, создаваемый, во.первых, обмоткой независимого возбуждения, питаемой от шин вторичного возбуждения (ток все время постоянный, создающий поток, равный 70% общего потока этой машины 4), во. вторых, - обмоткой независимого возбуждения, питаемой током, величина которого остается постоянной и дающей 30% общегопотока машины 4,Реостат управления имеет контакты сопротивления в цепи возбуждения этой обмотки. Механизм действия таков: пои перестановке главного рычагауправления увеличивается ток возбуждения возбудителя 5 (принцип Леонарда), что в результате дает увеличение напряжения генераторов. Последнее приведет к увеличению тока возбуждения в машине-тахо- метре.Численные соотношения таковы:- напряжение на зажимах генератора; Е--- ток возбуждения машины-тахометра; г", - сопротивление обмотки возбужденияи всех дополнительных реостатов этойцепи,Очевидно, дляЕ-- сопз.в. период нормальной работы двигателяу стана необходимо г, увеличивать прое, =у (Ф,Ф,),где е =(ф С -Ф С п =и ( аС, р, еа едаСб С еа - (ф,+Ф,) п,С,1Уб таким образом еб в момент пуска будет ЬорцИОт;аЛЬЙО рОСТу, Едт ЧТО И дОСТИ"гается путем у становки соответствующихступеней сопоотивления на общем реостате управления.При этих условчях суммарный потокмашины-тахометра постоянен, и уравнительный ток системы 4 - 15 есть функциятолько скорости генераторов. Конструктивное осуществление . этого принципавесьма просто.Для компенсацтли разности времени вЕдизменении в , вследствие большей инереции цепи возбудитель 5 - генераторы 3,можно располагать контакты соответствующих сопротивлений у, с некоторым запаздыванием в простра:;стве по окружно.сти реостата управления. Таким образом,получится,что Е возрастет Одновремезнос ростом у,. Впрочем, это условие можножестко не фиксировать.Таким образом, управле;ие по предло-женной схеме дает определе:ную зависи.мость между скоростью генераторов и ихпотоком; зависимость следует закону,приведенному выше в части рассужденийотноситальло первой схемы,Надо добавить, что для получе .ияпрямолинейного характера этой зависимости необходимо или сделать полюсамашины 5 большего сечения, чем этодает нормальный расчет машин, или ввестй дополнительную шунтовую обмоткув машине 5. Проще, конечно, пеэвое. т/так как У а (из УсловинсоставлЯюЩей потока) максимум 30 - 40% ст у", то еб будетрасти очень быстро; зат тм токее е,с е - , будет падать, вследствие/роста ено так как е, растетмгдленно,во.первых, из-за большой инерции (специально увеличенной) цепи у, и, во-вторых, из-за медленного роста второй составляющей потока Ф, (последнее объ-Что касается:;.асыщения гене аторов 3 - 3, то здесь лучший путь - этоувеличение сечения их полюсов и магнитной системы.Далее рассматривается п ро це с с б ыстрого возбуждения. Благодаряспециально повышенной инерции цепи возбуждения машины-тахометра рост напряжения на зажимах ее будет замедлен, Этоотносится к независимому постоянномувозбуждению. Что касается независимогопарем.нного возбуждения, то ток в цепиего будет расти от 0 до номинальной вели " аЕчины ,= - и в дальнейшем оставатьсяУПОСТОЯННЫМ,Если просуммировать эти два потока,то будет иметь место рост напряженияпо следующему закону: ф,= Ф,+ф"Но так как напряжение машины 5 растет пропор ионально потоку ее, то еб= - /(Фб+ Фдб); поток Ф есть Функция постоянных цепи независимого возбуждения (цепи, гд: ток р лгулнруется реостатом). Ф есть дополнительный поток, равныйфу Сдб бтгде Уб - сопротивление цепи возбуждения машины 5, но е=(ф,е+ф.е) п С ясняется инерцией цепи возбуждения генераторов и их первичного возбуждения), то рост напряж ения на зажимах п:рвичного возбудителя интенсивен.Таким образом, посредством введ .Ния дополнительного возбуждения первичного возбудителя генераторов достигается, вопервых, компенсация падения скорости агрегата Ильгнера в отношении напряжения генератора и, во-вторых, быстрое возбуждение их.И то и другое осущ:.ствляется через дополнительную машину-тахометр, сидящую на валу агрегата Ильгнера и имеющую двойное возбуждение. Первая цепь возбуждения плтазтся непосредственно от генератора вторичного воз-буждения, вторая внапряжения основных генераторов Ильгнера. При этомпервая цепь имеет искусственно повышешеяную электромагнитную инерцию (осуществляется посредством обмотки возбужд "яия с малым сечением и большим числом витков), а вторая имеет тоже значительную инерцию, благодаря пргдвключенному сопротивлению, так как напряжение генератора 600 - 700 вольт. Кром"того, рост напряжения во второй обмоткеобусловлен инерцией магнитной цепи генераторов и возбудителя.Для регулирования токов возбуждениявозбудителя б и возбудителя т двигателя 4, а также для включгяия обмотоквоэбужденля главных генераторов наповышенное яапряж:ни: примея;и аппарат упоавлеяяя 10. Последний содержит:1) контакты 11 - 12 сопротивления цепивозбуждения мапяны 6 (щ:тки согдине.яы с возбужде .яем машины 6),2) контакты 13 сопротлвления в цепивозбуждения машины 7,3) контакты 14 - 15, служащие дляперем яы направления тока в машляе 5.Для получения напряжения маши.ы 5независимо от напояжеяия 20 - 21 приигкеаппарат 16, работающий по при.;цяпу прлборов Депре. Аппарат состоит.из подвижной катушки с постоя:яыммагнитом. На оси этой катушки сидитст.рже. ь 17 с двумя щетками, Щеткипря движении замыкаюг пластины 18 - 19.К пластине 18 подведены концы обмоткивозбужд яяя машины 5, Пластины 19 соединены с шяяамя возбуждения возбудителя. При изменении напряжения 20 - 21кагушка повертывается и щетки скользятпо контактным секторам 18 - 19,колтактыкоторых связаны с различными сопротивлениями, Следовательно, при движениищгток изме.;яется ток в соответствующейцепи (о) машины 5.В течение нормальной работы генераторов сопротлвлг;,ие в ц;пи ю падаег прямопопорЬиолальяо углу поворота щеток,Следовательно,тхув-иВ начале пуска двигателя 4, когданеобходимо быстрсе возбуждение гене.раторов 2, контактные секторы 17 в .18 включают - злачятельное сопротивление в цепь воэбужделия о и тогдаЕхуггв-ювследствие чего идет сильный уравнитель яый ток в обмотке и. При достиженииЕю - и порядка 20 - 30% от нормальяого зяач:яие гм-и делается постоянным.Прибор 16 может быть заменен дополнением к аппарату 10 двух колц с парой щ;ток. Тогда соответственное изменение возбуждения о будет регулироваться вручную,В видоизмененной схеме приме;.ея аппарат управления С, сяабже;ный контактами 16, 16 (фяг. 2) сопрогивлений, включаемыми в цепь возбуждения машины 6, причем контакты имеют областл АВ быстрого. возбуждения и А.С регулиоованля нсрмальяс го возбужде;ия. По контактам 16 скользят щетки 20 - 21, связанные с цепью возбуждения машивы 6,Контакты 16 в части АС связаны с шинамиКонтакты 17 и щетка 26 регулируют т,к возбуждеяля. Машина 8, контакты 18 - 18 и щетки 22 - 23 связаны сФсполяительяым возбуждением (возбудите. лем 5), контакты 19 - 19 и щетки 24 - 25 - с тем же возбудителем.Для достижения быстрого рсста яапряже.ия на зажимах ге.;ераторов 3 произ" водятся следующие операции: возбуждение ссяовяого возбудителя 6 включено яа щетки 20 - 21. Щетки 20 - 21 скользят по контактам 16 - 1 т. На контакт 16 в области АЛ включены огоицательный полюс машины 9 и через щетку 24 положительный полюс машины 13; отрицательный полюс машины 13 соединен с плюсом шия. Благодаря этому сбмотка возбуждения машины 6 находится под двойным напряжением, Следствие этого - быстрый рсст напряжения на щетках машины 6. Одновременно с этим везависи. мсе возбуждение машины 5 включается так: яа щетку 22 через область быстрого возбуждечия контакте в 18 ток идет в минус шия, затем из плюса шян че:ез сектор быстрого возбуждения контактов 18 в щетку 23, а оттуда в обмотку независимого возбуждения машины Э. Следователь. о, я.:зависимое воэб ждеяие машины 5 оказывается под током, Благодаря этому псявляется напряжение на щетках машины 5, складывающееся с напряж:кием машины б. Результатом будет повыше ."нсе напряжение в возбуждении генераторов 3 - 3, а отсюда и быстрый рост напряжения на их щетках.При переходе на режим нормальной работы, т. е, в область контактов ЛС, имеет место такой путь тока возбуждения, машины б: щетка 21, сектор АС контактов 16, минус шин, плюс шик, секторАС контактов 1 б, щетка 20 возбуждения машины б.Незавчсимое возбужде зие машины 5 получает такую схему: возбуждение ма.шины 5, щетка 23, сектор АС контактов 18, минус шин, плюс шин, сектор АС контактов 19, щетка 24, плюс машины 13, минус машины 13, сектор АС контактов 18, щетка 22, возбуждение машины 5, Следовательно, уравнительный ток будет обусловлен разностью потенциалов щетки 23 и щетки 22. предмет изобретения,1, Устройство для компенсации падения напряжения у сече.заторов агрегата Ильгнера, отличающееся применением насаженйой на вал главных гекераторов 2 - 2 агрегата Илы нера машины-тахометра 5, снабженной двумя обмотками возбуждения, питаемыми одна непосредственно от шин ге.;ератора вторичного возбуждения 8, доугая - от зажимов главных генераторов 2 - 2, каковая машина включена последовательно с одною из обмоток Р возбудителя б главных генераторов, соединенной с шинами генератора вторичного возбуждения 8 с той целью, чтобы в период уменьшения скорости вращения агрегата Ильгнера создавать дополнительный магнитный поток в возбудителе б главных генераторов (фиг. 1),2. Видоизменение охарактеризванного в и. 1 устройства, отличающееся применением дополнительного возбудителя 5, включенксго последовательно с главным возбудителем 6 и с;:абжекного одной шунтовой обмотк.й возбуждения 12 идругсй сбмоткой возбуждекияЕ, питаемой регулируемым током от шик возбуждения возбудителя 15, причем и:- следовательно с последней обмоткой воз, буждения включе-а машина-тахометр 13, имеющая, креме обмотки независимого возбуждения, сбмотку последс нательного возбуждения (фиг, 2).3. Применение ири охаоактеризовакном в и. 1 устройстве работающего по принципу прибооов Депре аппарата 1 б, состоящего из неподвижного первичного магнита и подвижной катушки, механически связанной со стержнем 17, каковой стержень снабжен двумя щетками, скользящими по контактным секторам 18 - 19 и предназначенными вводить в цепь возбуждения машины-тахометра 5 то или иное сои ютивление в зависимости от напряже:ия главных генераторов (риг. 2),4. Применение ири охарактеризованном в и, 1 устройстве аппарата управления 10, предназначенного регулировать токи возбуждения возбудителя б и в.збудителей 7 двигателя 4, а така. включать обмотки возбуждения главных гекераторов на иовышеннс е напряжение, с целью быстрого возбуждения последних при разгоне двигат:ля.5, Применение при охарактеризованном в и. 2 устройстве аппарата управления С, предказ.:ачзнного регулировать ток возбуждения возбудителя, включать обмотку возбуждения главного всзбудителя б генераторов на повышекксе напряжение с целью быстрого возбуждения главных генераторов, атакже менять наиравл=ни= вращения двигат:ля, К авторскому свидетельству Е. М. Аристова29587