Устройство для регулирования напряжения потенциал- регулятора

Устройство для регулирования напряжения потенциал- регулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩФАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(59 Н 02 Р 13 10 Н 02 J 3 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОпиОАние: изОБРетениз --.: . „ ;., ы

Н ASTOPGH95@f СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 2155019/24-07 (22,) 14.07.75 (46) 15.06.83. Бюл. Р 22 (72) В. И. Полещук (71) Всесоюзный.заочнь1й машиностроительный институт (53) 621 314.621..316.722(088.8} (56) 1. ЪвтсрСкое свидетельство СССР М 156237,. кл. .Н 02 Р 13/10, 1963.

2..;Арменский В. В. и др. Элект. рические иикромашинЫ. М "Высшая школа",: 1925, с.:31-33.:. (54) (5 7) FCTPOACTBO ДЛЯ РЕГУЛИРОВА-

НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛ-РЕГУЛЯТОРА, еодержащее трансформатор,:первичные обмотки которого подключены к выво» дам для подключения к питающей сети, эторичфые обмотки — к выводам для подключейия к нагрузке и через датчик напряжения - к одному из входов элемента сравнения., выход которого соединен с входом регулятора, блок поворота ротора. трансформатора, о т .л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью упрощения и увеличения быстродействия, оно снабжено вторым трансформатором, генератором импульсов,. трансформаторы выполнены с дополнительными вторичными обмотками, а блок поворота ротора трансформатора вы" полнен из двух резисторов и ключей, причем трансформаторы механически связаны между собой, первичные обмотки второго трансформатора подключены к выводам для подключения питающей сети с возмежностью образования вращающихся магнитных полей.трансформаторов. в противоположные стороны, выход регулятора через .генератор импульсов подключен ic управляющим входам ключей, первый резистор и щ

O второй. резистор, шунтиррванный одним ключом, включены последователь-. но, второй резистор соединен с други ми ключами в общую точку, первый ре- С эистор соединен с общей точкой дополнительных обмоток, крайние выводы Я которых соединены с другими концами ключей.

1023617 лельно в питающую сеть 6, образуют в машинах сдвоенного трансформатора 1 два вращающиеся в противополож>ные стороны магнитные поля. В исходном положении, когда выходное напря4

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для автоматического поддержания напряжения в сетях и автоматического поддержания и регулиро- 5 вания многофазного напряжения отдельных электроприемников, например, при электролизе, на транспорте и т.д, Известны устройства для получения плавно регулируемого по величине 1О напряжения переменного тока с применением трансформаторов с поворачивающимися сердечниками t 1) .

Работа этих устройств, основанная на выдвижении - линейном. перемещении 35 сердечника,. связана с громоздкими конструкциями трансформаторов, что является их недостатком. 4

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство 2О для регулирования напряжения потен циал-регулятора, содержащее трансформатор, первичные обмотки которого подключены к выводам для подключения к питающей сети, вторичные обмоткик выводам для подключения к нагрузке и через датчик напряжения к одному из входов элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора, и блок поворота ротора трансформатора (2).

Блок поворота poTopel трансформатора образован двигателем постоянного тока, злектромашинным усилителем и вращающим его авинхронным двигателем (три вращающиеся машины). При по-З5 вороте ротора, трансформатора нужно преодолеть значительный электромагнитный момент между статором и ротором, обусловленный нагрузкой. Этот момент воспринимается двигателем 40 постоянного тока, поэтому применяется самотормозящаяся червячная передача. Устройство для регулирования напряжения потенциал-регулятора име . ет громоздкий блок поворота, значительно увеличивающий вес и габариты машины. Кроме того, недостаточно быст- . . родействие регулирования (стабилизации) напряжения, так как блок поворота содержит электромагнитные и меха- п нические инерционности электромашинного усилителя и двигателя постоянного тока.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение быстродействия регулирования его напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования напряжения потенциал-регулятора снабжено вторым трансформатором, генератором импульсов, трансформаторы 6О .. выполнены с дополнительными вторичными обмотками, а блок поворота ротора трансформатора выполнен из двух резисторов и ключей, причем трансформаторы механически .связаны между 65 собой, первичные обмотки второго трансформатора подключены к выводам для подключения питающей сети с возможностью образования вращающихся магнитных полей трансформаторов в противоположные стороны, выход регулятора через генератор импульсов подключен к управляющим входам ключей, первый резистор и второй резистор, шунтированный одним ключом, включены последовательно, второй резистор соединен с другими ключами

s о б6щ у ю т оoч к у, первый резистор соединен с общей точкой дополнительных обмоток, крайние выводЫ которых соединены с другими концами ключей.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит сдвоенный поворотный трансформатор 1, выполненный. на двух трансформаторах, блок поворота ротора 2 и блок управления 3. Первичные обмотки 4 и 5 трансформатора 1 подключены к зажимам питающей сети 6, его вторичные обмотки 7 и 8 соединены последовательно. Они включены по схеме автотрансформатора: концы обмоток X

У< и Z присоединены к сети 6, с других концов а, Ьz и с снимается выходное регулируемое напряжение

Л„, В„ и С„ с выводов 9, поступающее на нагрузку. Вторичные обмотки могут быть соединены и по схеме трансформатора, когда концы Х„, Y и Z< отсоединены от сети 6 и сведены в общую точку. На вторичной стороне трансформатора 1 уложены дополнительные обмотки 10 и 11, они соединены последовательно, с их помощью осуществляется поворот ротора.

Блок поворота ротора 2 состоит из последовательно соединенных первого резистора 12 и второго резистора

13, шунтированного ключом 14. Второй резистор 13 связан с другими ключами 15-18 в общую точку. Первый резистор 12 и ключи 15-18 с другой стороны связаны соответственно с

/ I

d< ° W< W< d< ° обмоток 10 и 11, Управляющие цепи ключей 14-18 соединены с выходами генератора импульсов 19 блока управления 3. В этом блоке выводы 9 через датчик напряжения 22 соединены с одним из входов элемента сравнения

20, другой вход которого 21 является задающим. Выход элемента сравнения 21 через регулятор 23 соединен с входом генератора импульсов 19.

Устройство работает следующим образом.

Обмотки 4 и 5, включенные парал1023617

Составитель G+ Наказная

Редактор О. Колесникова Техред М.Костик Корректор О. Билак

Заказ 4236/48 Тиоая 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Ужгород, ул. Проектная, 4

Филиал ППП "Патент", r. жение на зажимах 9 соответствует заданному по входу 21, сигнал ошибки на входе элемента сравнения 20 отсутствует, генератор импульсов 19 не работает .и ключи 14-18 закрыты.

Моменты, действующие на роторы трансформаторов, равны по величине и противоположны по направлению.

Результирующий момент на валу трансформатора 1 отсутствует и потенциалрегулятора определяется геометрической суммой векторов .сети 6 и.ЭДС обмоток 7 и 8. При изменении задающей уставки 21 появляется сигнал ошибки на выходе элемента сравнения 20, который преобразуется в регуляторе

23 (в качестве регулятора 23 в простейшем случае используется пропор циональный усилитель, при более качественном регулировании применяется пропорционально-интегральный ре:тулятор) и приводит в действие гене» ратор импульсов 19., Импульсы с этого генератора открывают ключи 15-18, замыкая обмотку 10(11) на резисторы

12 и 13. При этом на роторы действует избыточный положительный (отрицательный) .момент, поворачивающий нх вправо (влево), при этом фаза ЭДС обмоток 7 и 8 сдвигаются по отношению друг к другу и по отношению к фазе питающей сети 6, в результате изменения их геометрического сложения выходное напряжение ма выводах

9 потенциал-регулятора приближается к заданной уставке. При этом уменьшается напряжение ошибки на выходе элемента сравнения 20. Далее регулятор 23 создает на роторах тормозной момент и они замедляются. В конце процесса выходное напряжение на выводах 9 устанавливается в соответствии с- величиной уставкн 21 и .сиг« .нал ошибки на выходе элемента сравнения 20 близок к нулю.

Рассмотрим особенности э работе ключей. При малом напряжении рассогласования с элемента 20 включаются ключ.16(17), при большом - ключ 15 (18), обеспечивая малый (большой) момент поворота, Наибольший момент поворота будет .при открытых ключах

15(18) и 14. Всего имеется четыре ступени момента. Величина сопротивления резистора 12 такова, что кри тическое скольжение равно единице, этим обеспечивается значительный поворотный момент при малых потерях мощности в обмотках 10 и 11, ключах и резисторе 12.

Число .ключей .и резисторов может быть и иным . При большом. числе их число ступеней момента значительно и управление поворотом приближается

10 к непрерывному. При малом числе ключей.и резисторов блок поворота ро- . тора 2 упрощается, но усложняются функции блока управления 3, Требуемое число ключей и резисторов оаре15 деляется в зависимости от необходимого быстродейетвия в регулировании напряжения (т.е..от времени, затрачиваемого на поворот роторов) и от точности регулирования (точности поддержания ноложеиня роторов на данном угле). Если имеется только одна ступень момента, то управление на всем диапазоне будет релейным.

В установившемся режиме работы имеет местО РелейиЫй режим с большой частотой переключения, ври этом желателен небольшой момент. таким образом, осуществляется плавное регулирование напряжения потвнЗр циал-регулятора или ere стабилизация. Полный угол поворота роторов в двухполюсной машине равен 180"., в четырехполюсной - 90 .

В общем случае в устройстве об35 мотки 10 и 11 могут отсутствовать, а их функции могут выполнять обмотки 7 и 8. Достигаемяй эффект будет одинаковым. Использование обмоток

10 и 11 удобно с точки зрения галь40 ванической развязки блоха поворота ротора 2 от высокого потенциала обмоток 7 и 8, а также для настройки устройства.

Данное устройство позволяет уйростить конструкцию блока поворота ротора, увеличить быстродействие регулирования напряжения потенциал-регулятора, так как имеется только инерционность роторов, а в известном

50 устройстве - дополнительные инерционности двигателя постоянного тока и электромашиннаго усилителя.