Регулятор частоты, напряжения, активной мощности и пр.

Регулятор частоты, напряжения, активной мощности и пр.

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М. 70439

Класс 21с, 64з, ССС1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 я, I !

С

А. Г. Маскалев

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ, НАПРЯ)КЕНИЯ, АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И ПР.

Заявлено 9 июля 1946 r. за № 347001 с присоединением заявки № 349267 от 23 октября 1946 г. в Министерство электростанций СССР

Приоритет по пп. 1 — 3 исчисляется с 9 июля 1946 г., a по и. 4 — с 23 октября 1946 г.

Известны регуляторы с потенциометрическим устройством для регулирования частоты, напряжения, активной мощности и других параметров. На вход регулятора подводится напряжение, соответствующее регулируемому параметру, и напряжения, соответствующие действительной и заданной нагрузкам, а с выхода регулятора управляющее напряжение подается через усилитель на исполнительный орган, причем для выявления изменений регулируемого параметра применяются такие индикаторы, в которых напряжение, в случае отклонения регулируемого параметра от установленного значения, изменяется по фазе.

В описываемом регуляторе, изменение напряжения по фазе осуществляется индикатором либо плавно при неизменной величине напряжения, либо скачком на 180 при плавном изменении величины напряжения.

На фиг. 1, 14, 15 и 16 представлены принципиальные схемы предлагаемых регуляторов с применением различных индикаторов частоты, напряжения или активной мощности; на фиг. 2, 3, 8, 9, 10 11, 17, 18 и

19 — векторные диаграммы регуляторов; на фиг. 4, 5, 6, 7 — схема, частотная характеристика и векторные диаграммы фильтра; на фиг. 12 и 13 — схемы устройств для распределения нагрузок между генераторами.

Предлагаемый регулятор (фиг. 1) состоит из следующих элементов.

Частотного фильтра 1, изменяющего фазу напряжения на выходе при отклонении частоты от номинальной. Схемы 2, обеспечивающей подвод к частотному мосту напряжения, сдвинутого по отношению к напряжению сети на 90 . Устройства 8 для произвольного распределения нагрузок между генераторами. Устройства 5 для выделения напряжений, пропорциональных активной нагрузке генератора, активной нагруз¹ 70439 имеет две обмотки, Токи в обмотках имеют противоположное направление. Схема питания обмоток устроена так, что результирующий поток соленоида прямо пропорционален активной нагрузке всей станции, При отклонении нагрузки от заданной, движок смещается с ней рали и, в зависимости от направления смешения, по сопротивлению Ri пойдет ток определенного направления и регулятор будет воздейство вать на исполнительный орган, Эти действия также показаны векторны ми диаграммами, приведенными на фиг, 8 — 11. В остальном схема аналогична схеме регулятора, изображенной на фиг. 1. Регулятор, схема которого показана на фиг. 14, также поддерживает строго заданное соотношение нагрузок между генераторами и поддерживает заданную нагрузку на станции независимо от частоты и напряжения в системе.

На фиг. 15 приведена принципиальная схема регулятора для случая регулирования напряжения. В качестве органа, реагирующего на отклонение напряжения от заданной величины, применено устройство, аналогичное тому, которое имеется в регуляторе активной мощности, однако соленоид здесь имеет только одну обмотку. Величина напряжения, которую должен поддерживать регулятор, определяется натяжением пружины. Здесь вместо активных сопротивлений Rz и R применены индуктивные сопротивления L> и Ls, Электромашинный усилитель воздействует на возбуждение возбудителя 8 (увеличивая или уменьшая его возбуждение).

Регулятор также имеет астатическую характеристику и поддерживает строго заданное соотношение реактивных нагрузок между генераторами.

В случае необходимости, во всех указанных регуляторах может быть введена обратная связь, которая на схемах не указана.

В случае необходимости, при регулировании частоты и активной мощности, схема допускает воздействие на исполнительный орган.

Регулятор частоты, согласно фиг. 16„состоит из следующих элементов.

Эталонного генератора частоты б с кварцевым стабилизатором, мультивибратора 7 с фильтром, устройства 8, сравнивающего частоту эталонного генератора с частотой системы, устройства 2 для произвольного распределения нагрузок между генераторами, устройства 5 для выделения напряжений, пропорциональных активной нагрузке генератора, активной нагрузке станции и величине отклонения частоты и синхронного времени, электромашинного усилителя 8, воздействующего на электромагнит масляного серводвигателя 4, и электромагнита масляно о серводвигателя.

Эталонный генератор частоты с кварцевым стабилиз ооом выпбатывает частоты порядка нескольких десятков килогерц. При помощи мультивибратора эта частота делится до получения на выходе 50 гц, а мощность на выходе усиливается до требуемой величины. Эталонная частота и частота системы подводятся для сравнения к устройству 8, которое имеет два синхронных двигателя 9 и 10 — один, питаемый or напряжения эталонной частоты, и второй, питаемый от напряжения с частотой системы. Ротор каждого двигателя оканчивается валом с нарезкой, на которые надета общая муфта. В паз на муфте вставляется конец движка. который может вращаться вокруг оси О. Движок перемещается по дополнительному потенциометру, который все время обтекается током.

При частоте энергосистемы, равной эталонной, муфта не перемсщается и величина сопротивления (и соответственно падение напряжения) между движком д и отпайкой г равна нулю. В этом случае регулятор не воздействует на исполнительный орган. При о клоненин BcToTb1 системы от номинальной двигатель 9 меняет свою скорость

¹ 7043<) Действие регулятора пояснено векторными диаграммами, представленными на фиг. 8 — 11.

При частоте сети, равной 50 г<1, и при равенстве активных составляющих падения напряжения U„, от данного генератора и U,,от части тока всей станции, напряжения на выходе схемы будут равны по абсолютной величине /U / = %J / и регулятор действовать не будет (фиг. 8). При частоте сети выше 50 г<1 ???????????? ???????????????????? ?????????????? u (??????. 9) ?????????? ?????????????? ???????????????????????? ???? ???????? ??????????????, ?????? 90, ?? ?????? ?????????????????? ???????????????? ???????????????????????? ?????????????? ???????????????????????????? rq r3 ?????????????????????? ?????????????????????? >

Когда частота сети меньше 50 гц (фиг. 10), будет иметь место неравенство /11 i/)/Uq /, регулятор также будет действовать на исполнительный орган.

В случае, если при нормальной частоте в сети произошло, в силу каких-либо причин, отклонение от заданного соотношения нагрузок между генераторами (например, как указано на фиг. 11, генератор снизил заданную ему нагрузку U, не равно U,,, то про-.войдет нарушение равенства /U< / = /U> /. В данном случае будет неравенство

/U< /)/U2 / и регулятор будет действовать на исполнительный орган.

На фиг. 8 — 11 величины U, и U,„oáoçíà÷àþò активные составляющие падения напряжения от тока данного генератора и, соответственно, от тока всех генераторов станции, а U, и U Ä вЂ” реактивные составляющие.

В зависимости от количества генераторов на станции (например, два или три), могут быть применены схемы распределителя, приведепные на фиг. 12, 13. В том случае, если частоту регулирует один генератор, регулятор выполняется без сопротивления Rq u Rq (следовательно, и без устройства распределения нагрузок).

Для обеспечения большей точности работы регулятора .-"с-от:.ый фильтр помещается в термостат.

Крутая характеристика частотного фильтра, быстрота реагирования электромашинного усилителя на заданный режим и отсутствие в цепи контактов обеспечивает практически безынерционное действие регулятора и высокую его чувствительность. Стабильность характерист. кп фильтра и астатическая характеристика регулятора обеспечиваю- в; сокую точность поддерживаемой величины частоты в системе. Способность регулятора к поддержанию заданного соотношения нагрузок между генераторами ускоряет возможность перекачивания энергии между генераторами, чего до сих пор не удавалось получить с регуляторами, имеющими астатическую характеристику, без пр .менения специальных устройств.

Предлагаемый регулятор действует правильно также ." при спиж— нии величины напряжения при коротких замыканиях.

На фиг, 14 приведена принципиальная схема использования данного регулятора, как регулятора актив.<ой мощности (для базисной станции) .

Величина заданной активной мощности характеризуется натяжением пружины устройства, примененного здесь вместо частотного фильтра.

Устройство, задающее величину нагрузки, действует следующим образом. К потенциометру, укрепленному в специальной раме, подведено напряжение сети. От середины потенциометра сделан отвод, который присоединяется к сопротивлению R<. На движок потенциометра, кот< рый присоединен к другому концу сопротивления R;, действуют два усилия. Первое усилие от пружины, величина натяжения которой < пределяет заданную нагрузку, второе усилие — от соленоида. Соленоид

¹ 70439 вращения и муфта перемещается вправо или влево в зависимости от знака отклонения частоты. При этом движок перемещается по потенциометру R и вводит в устройство 5 некоторое напряжение ЛU.

Векторная диаграмма для нормального режима дана на фиг. 17.

В зависимости от знака напряжения ЛУ (фиг. 18 и фиг. 19) регулятор воздействует на исполнительный орган.

Регулятор начинает воздействовать на исполнительный орган немедленно при отклонении частоты от номинальной и прекращает свое действие после того, как будет восстановлена не только номинальная частота в системе, но также и выравнено синхронное время с эталонным (фактором эталонного времени также является генератор эталонной частоты).

Электромашинный усилитель воздействует на один из электромагнитов, который непосредственно связан со штоком масляного серводвигателя 4.

Для того, чтобы частота эталонного генератора не изменялась под влиянием температуры окружающей среды, кварцевая пластина эталонного генератора частоты помещена в термостат.

Для нескольких регуляторов данной станции используется одич генератор эталонной частоты. Эталонная частота данного генератора может передаваться на другие станции при регулировании частоты несколькими стайциями. Регулятор может быть также использован для устройства точных часов и часов, контролирующих расхождение между эталонным и синхронным временем.

Предмет изобретения

1. Регулятор частоты, напряжения, активной мощности и пр. с потенциометрическим устройством, на вход которого подаются напряжения, соответствующие регулируемому параметру, и напряжения, соответствующие действительной и заданной нагрузкам, а с выхода управляющее напряжение подается на исполнительный орган, например, через усилитель, и с применением такого индикатора регулируемого параметра, напряжение на выходе которого, в случае отклонения регулируемого параметра от установленного значения, изменяется по фазе, отличающийся тем, что изменение напряжения по фазе осущесгвляется индикатором либо плавно при неизменной величине напряжения, либо скачком на 180" при плавном изменении величины.

2. Регулятор по п. I, отл и ч а ющий ся применением полосового фильтра между выявительным органом индикатора и потенциометрическим устройством.

3. Регулятор по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я применением в качестве индикатора напряжения или активной мощности — электромагнита, получающего питание от сети или от ваттметрового устройства и перемещающего движок дополнительного потенциометра с выведенной средней точкой.

4. Регулятор по п. 1, от л и ч а ю шийся применением в качестве индикатора частоты муфты, снабженной отверстиями с нарезкой, в которые входят валы двух синхронных двигателей, получающих питание от регулируемого источника тока и от сети, задающей частоту, такам образом, что при отклонении регулируемой частоты от заданного зна".сния муфта перемещает движок дополнительного потенциометра относительно средней точки последнего, фиг. 1О

Фиг. У

Фиг. и и, 4 аг ас

К г

Цру 4 =Ъ е ar

Ор г и, /< и, /

u,/>/о, Фиг. 1Г

Фиг. Q № 70439

gf

Я! — =Я !

Л 7043".1

Фиг 18 Риг. В и, и, р.r8 и, Редактор Н. М, Халецкий Техред А. А. Камышникова Корректор Л. И. Самсонова

Поди. к печ. 4.1-62 г

Зак. 8922

2/6.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14. — 11—

Фиг. Я .Ю 7

Формат бум. 70+108>/)|;

Тираж 220

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и при Совете Министров СССР

Москва, Центр, M. Черкасский пер., д.

Объем 0,96 изд. л.

Цена 19 коп. открытий