Устройство для возбуждения бесщеточного синхронного генератора

Устройство для возбуждения бесщеточного синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике Н может быть использовано в автономны.х система.х энергоснабжения, к к-рым предъявляются повьииенные требования но надежности и качеству выходного напряжения . Устр-во содержит два однотипных широтно-импульсных регулятора напряжения 1 и 2 с выходными ключами 3 и 4 н ключами 5 н 6 формирователей имнульсов синхронизации, управляемый выпрямитель 7, подключенный к обмотке возбуждения возбудителя 8 и якорным обмоткам подвозбуднтеля 9, блок 10 управления выпрямителем, блок включения резерва 13, состоящий из логического элемента ИЛИ 14 и блока диагностики 15. Блок диагностики 15 выполняет функции идентификации состояния выходных сигналов регуляторов 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсная модуляция, форсировка), контролирует уровень выходного напряження н по полученным данным подключает к блоку управления 10 исправный регулятор. 3 ил. & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (би 4 Н 02 Р 9 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

>CPrg >

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ @®ага (21) 3974033/24-07 (22) !0.11.85 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Ленинградское электромашинострои ельное обьединение «Электросила» им. С. М. Кирова (72) Д. A. Кацман, В. Я. Вейгандт, А. В. Гордин, В. Г. Кузенков и В. Г. Несветаев (53) 621 3 6.782:72! .313.322.013.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 692052, кл. Н 02 Р 9/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 964952, кл. Н 02 P 9/14, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

БЕСШЕТОЧНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изооретепие относится к электротехнике и можсT быть использовано в автономных си Iñ÷ гх энергоснабжения, к к-рым

„„Я0„„1408518 А 1 предъявляются повышенные требования по надежности и качеству выходного напряжения. Устр-во содержит два однотипных широтно-импульсных регулятора напряжения 1 и с выходными ключами 3 и 4 и ключами 5 и 6 формирователей импульсов синхронизации, управляемый выпрямитель 7, подключенный к обмотке возбуждения возбудителя 8 и якорным обмоткам подвозоудителя 9, блок 10 управления выпрямителем, блок включения резерва 13, состоящий из логического элемента ИЛИ 14 и блока диагностики 15.

Блок диагностики 15 выполняет функции идентификации состояния выходных сигналов регуляторов 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсная модуляция, форсировка), контролирует уровень выходного напряжения и по полученным данным подключает к блоку управления !О исправный регулятор. 3 ил.

1408518

5 !

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах энергоснабжения, к которым предьявляются повышенные требования по надежности и качеству выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для возбуждения бесщеточного синхронного генератора с возоудителем и подвозбудителем; на фиг. 2— принципиальная схема блока диагностики; на фиг. 3 — временные диаграммы, пояс . няющие работу блока диагностики.

Устройство для возбуждения бесщеточ ного синхронного генератора (фиг. 1) со держит два однотипных широтно-импульсных регулятора I и 2 напряжения, измерительные входы которых соединены с од, ноименными выходами якорных цепей син хронного генератора, имеющие выходные

, транзисторные ключи 3 и 4, транзисторные, ключи 5 и 6 формирователей импульсов, синхронизации соответственно, управляемый выпрямитель 7, выполненный на тиристорах, подключенныи на стороне постоянного тока к ,обмотке возбуждения возбудителя 8, а на ! стороне переменного тока к якорным об,,моткам подвозбудителя 9, блок 10 управ ления выпрямителем, неуправляемый вы,прямитель 11, на стороне постоянного тока подключенный к обмотке возбуждения гснератора 12, а на стороне переменного тока — к якорным обмоткам возбудителя 8, блок 13 включения резерва, состоящий

,из логического элемента ИЛИ !4, входы

,которого подключены к транзисторным клю|,, чам 5 и 6, блок 15 диагностики, вход 16 которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ 14, входы 7 и 18 — к выходным транзисторам 3 и 4 регуляторов 1 и 2 напряжения соответственно, входы

19 — 21 — к трем фазам якоря генератора. На входе блока 10 управления установлен логический элемент 2 — -2И вЂ” 2ИЛИ

22, к входам которого подключены выходные транзисторы 3 и 4 регуляторов 1 и 2 напряжения, выходы 23 и 24 блока 15 диагностики.

Блок диагностики (фиг. 2) содержит шесть D-триггеров 25 — 30, семь логических элементов HE 31 — 37., два логчческих элемента ИЛИ HE 38 и 39, логический элемент 2- — 2 — 2 — 3 — ЗИ вЂ” 5 ИЛИ 40, понижаю ций трансформатор 41, выпрямитель 42, по переменной стороне подключенный к вторичным обмоткам трансформатора 41, на постоянной стороне — к фильтру нижних частот, составленному из резистора 43 и конденсатора 44. Выход фильтра подключен к инвертирующему входу компаратора 45, а на неинвертирующий вход компаратора 45 подключено опорное стабилизированное «апряжение. На D-входы D-триггеров 25 и 28!

55 поданы напряжения, соответствующие уровню логической единицы.

Логические элементы 31, 32 и 38 и D-триггеры 25 — 27 образуют узел 46 диагностики основного регулятора 1 напряжения, а логические элементы 34, 35 и 39 и D-триггеры 28 — 30 — узел 47 диагностики резервного регулятора 2 напряжения. Трансформатор 41, выпрямитель 42, резистор 43 и конденсатор 44 образуют датчик напряжения генератора 48.

Устройство работает следующим образом.

На выходах широтно-импульсных регуляторов 1 и 2 (фиг. 1) возможны следующие сигналы: сигнал форсировки, которому соответствует напряжение единичного логического уровня, сигнал широтноимпульсной модуляции — чередование интервалов с нулевым и единичным логическими уровнями, следующих с частотой напряжения на шинах генератора, сигнал развозбуждения — напряжение, соответствующее нулевому логическому уровню.

На входы логического элемента ИЛИ 14 (фиг. 1) поступают импульсы синхронизации от транзисторных ключей 5 и 6. С выхода логического элемента ИЛИ на вход 16 блока 5 диагностики поступают импульсы синхронизации с частотой напряжения на шинах генератора, причем по времени фронты импульсов синхронизации совпадают со срезами импульсов широтно-импульсной модуляции на выходах регуляторов и 2.

Длительность импульсов синхронизации намного меньше периода напряжения на шинах генератора, но достаточна для нормальной работы логических элементов (десятки микросекч нд) .

Блок 5 диагностики контролирует исправность основного регулятора I в соответствии с заложенным в него алгоритмом.

При этом нормальной работе регулятора 1 соответствует единичный уровень напряжения на выходе 23 и нулевой уровень на его выходе 24, отказу регулятора 1 соответствует нулевой уровень на выходе 23 и единичный уровень на выходе 24.

Схему блока диагностики (фиг. 2) можно разделить на следующие функциона1bные части: узлы 46 и 47 диагностики, которые выполняют функции идентификации состояния выходных сигналов регуляторов, соответственно, 1 и 2 (развозбуждение, широтно-импульсная модуляция или форсировка); узел 48 с компаратором 45, который выполняет функции реле напряжения, определяя больше или меньше номинального напряжение генератора при его выходе за зону пропорционального регулирования регуляторов 1 и 2; схему, состоящую из логических элементов 36, 40 и 37, которая на основании выходных сигналов перечисленных функциональных частей формирует выходные сигналы блока диагностики.

14085

Логические элементы НЕ 31 и 32 (34 и 35) обеспечивают требуемую задержку выходных сигналов от регуляторов 1 и 2, логический элемент НЕ 33 производит инвертирование и задержку импульсов синхронизации UII;. Ha временной диаграмме (фиг. 3) единичный логический уровень U 6„, на выходе элемента 26 (29) соответствует сигналу развозбуждения на выходе регулятора, единичный логический уровень

Uz-,ро) на выходе элемента 27 (30) — сигналу широтно-импульсной модуляции на выходе регулятора, единичный логический уровень UqII(zg> на выходе элемента 38 (39) сигналу форсировки на выходе регулятора.

Состояние выходных сигналов UI-,I II) — регуляторов 1 и 2 определяется с запаздыванием (U qI y ), не превышающим один период напряжения генератора (0,02 с) .

На входы 19 — 2! блока 15 диагностики подается трехфазное напряжение с шин генератора. Напряжение понижается с помощью трансформатора 41, выпрямляется на выпрямителе 42, сглаживается с помощью фильтра, состоящего из резистора 43 и конденсатора 44, и подается на инвертирующий вход компаратора 45, на неинвертирующий вход которого подано опорное стабилизированное напряжение. При выходе напряжения на шинах генератора из зоны пропорциональной работы регуляторов напряжение на выходе компаратора 45 имеет нулевой логический уровень, если напряжение на шинах генератора больше номинального; единичный логический уровень, если напряжение на шинах генератора меньше номинального.

Сигналы на выходах 23 и 24 блока диагностики (фиг. и 2) в любой момент имеют разные логические уровни, поскольку между ними подключен инвертор на логическом элементе НЕ 37, и формируется с помощью логических элементов 36 и 40. Напряжение на выходе 23 имеет уровень логической единицы, а на выходе 24 — логического нуля в следующих случаях: когда на выходе регулятора 1 сигнал широтно-импульсной модуляции; когда выходные сигналы обоих регуляторов совпадают; когда на выходе одного из регуляторов сигнал форсировки, а на выходе другого регулятора сигнал развозбуждения, но выходной сигнал компаратора 45 совпадает с выходным сигналом регулятора 1. В этом случае через логический элемент 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ 22 (фиг. !) на блок 10 управления проходит выходной сигнал основного регулятора 1.

Во всех остальных случаях через логический элемент 22 на блок IO управления проходит выходной сигнал резервного регулятора 2.

Благодаря высокому быстродействию блока включения резерва при отказе основного регулятора независимо от характера!

О

18 его отказа (на выходе регулятора устанавливается сигнал форсировки или развозбуждения), напряжение на шинах генератора остается в пределах допустимого, т. е. отказ регулятора не вызывает никаких изменений в режиме работы генератора и потребителей.

Отказ резервного регулятора 2 также никак не влияет на работу системы возбуждения. При этом, используя сигналы, вырабатываемые в блоке диагностики, может быть легко реализована индикация исправности регуляторов 1 и 2.

Сигналы от регуляторов поступают в блок управления выпрямителем, минуя блок включения резерва, т. е. блок включения резерва в смысле надежности включен параллельно регуляторам, что обеспечивает повышение надежности системы возбуждения.

Форл ула изобретения

Устройство для возбуждения бесгцеточного синхронного генератора, содержащее управляемый выпрямитель с блоком управления, выходом подключенный к обмотке возбуждения возбудителя. основной и резервный однотипные широтно-импульсные регуляторы напряжения с измерительными входами, блок включения резерва, входы которого связаны с выходами регуляторов напряжения, а выход — с входом блока управления выпрямителем, отлачаюшееся тем, что, с целью повышения надежности, широтноимпульсные регуляторы напряжения выполнены с формирователями импульсов синхронизации блок управления выпрямителем снабжен на входе логическим элементом

2 — 2И вЂ” 2 ИЛИ, блок включения резерва выполнен в виде логического элемента ИЛИ и блока диагностики, который состоит из трех логических элементов НЕ, логического элемента 2 — 2 — 2 — 3 — ЗИ вЂ” 5 ИЛИ, датчика напряжения генератора с фильтром нижних частот на выходе, компаратора, источника опорного напряжения и двух одинаковых узлов диагностики основного и резервного регуляторов напряжения, каждый из которых выполнен в виде двух логических элементов НЕ, логического элемента ИЛИ HE u трех D-триггеров, D-вход первого из которых соединен с источником сигнала, соответствующего логической единице, а неинвертируюший выход — с D-входом третьего D-триггера, С-входы второго и третьего D-триггеров объединены и подключены к выходу логического элемента ИЛИ и входу первого логического элемента HE блока диагностики, выход упомянутого элемеIITB

НЕ соединен с инвертируюшим R-входом первого D-триггера, С-вход которого 0() I динен с D-входом второго D-триггера, через два последовательно соединен вы х логических элемента НЕ узла диагностики! 4085 17(1(tf ) Ь2(55) 25 (28) 58(sg) tlI

2О

2(7((а 2 (.<)(г;<ии г<:..и Б. I "..(()и(. ки>(!

)(.ик(<>р I l. «ии(и Г(ilгк (1! Ilир(К<>ррикт<>р Д. С)(>р) иир

:5и к(к> 33!)(1,;)fl l ll!)l >к В))35 l1() (lift(.ll()(!

5! 51111! 1! ! ()(l:I;I!)(Iif(till()I > к<>ии < ити (: C.(.I) ll() .I(, и>ч ииипр(T(ffltl. II <>TIKI)f ITIIII

I 13П33, М<>ски(), Ж 5 ), I i(III(кии llil().,;I,. 4 5 ! 1!)(>If (I>(>дс! ииfffi(> II(), IIII I)il(l)II <((к(>(ир(Ill!)lift I ll(, I . х гк> ()р(> I, ) ..1 11р()(I(TII I>I 4 связан с выходом соответствующего регулятора напряжения, выход датчика напряжения генератора с фильтром нижних частот на выходе подключен к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход — с входом второго логического элемента НЕ блока диагностики, при этом первые и вторые входы И ло,гического элемента 2 — 2 — 2 — 3- — ЗИ вЂ” 5 ИЛИ ,соединены соответственно с инвертирующими выходами вторых D-триггеров и с выходами логических элементов ИЛИ HE узлов диагностики, входы которых соединены с прямым выходом третьего и инвертирующим выходом второго D-триггеров соответствую-! щего узла диагностики, третьи входы И свыхо,дом третьего D-триггера узла диаг55остики основного регулятора напряжения, четвертые входы И с выходом логическо18 го элемента ИЛИ -HE узла диагностики основного регулятора напряжения, инвертирующим выходом второго D-триггера узла диагностики резервного регулятора и выходом компаратора, пятые входы И вЂ” с инвертирующим выходом второго триггера узла диагностики основного регулятора, с выходом логического элемента ИЛИ вЂ” НЕ узла диагностики резервного регулятора напряжения и выходом второго логического элемента HE блока диагностики, а выход — с входом третьего логического элемента НЕ, причем первые входы И логического элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ блока управления выпрямителем соединены с выходами логического элемента 2 — 2 — 2 — 3 — ЗИ вЂ” 5 ИЛИ и основного регулятора напряжения, а вторые -- с выходами третьего логического элемента HE и резервного регулятора напряжения.