Регулятор возбуждения электрических машин

Регулятор возбуждения электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

Я.А. Полевик ..г

Ф й

/ г (71) Заявитель (5ч) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано для регулирования напряжения или частоты электрических машин.

Известен регулятор возбуждения электрических машин, в котором регулирование осуществляется способом широтно-импульсной модуляции. 8 качестве модулятора ширины импульсов применяют магнитный усилитель; подключенный к транзисторному усилителе мощности, соединенному последовательно с обноткой возбуждения машины. При изменении входного сигнала измерительного органа, подключенного к объекту регулирования, изменяется коэффициент заполнения импульсов напряжения в обмотке возбуждения и тем самым меняется средний ток возбуждения и регулируется выходное напряжение или частота AD) 3.

Однако применение этого регулятора возбуждения требует наличия измерительного органа, постоянно реагирующего на изменение входного сигнала и передающего это изменение на вход модулятора ширины импульсов, непрерывно отрабатывающего и преоб5 разующего этот сигнал. Таким, образом, вся система управления (измерительный орган, модулятор ширины импуль" сов) работает в непрерывном режиме, о что приводит к уменьшению КПД и уве" личению габаритов устройства.

Наиболее близким к изобретению является регулятор возбуждения элект" рических машин, содержащий транзисторный усилитель мощйости, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, а к входной цепи - вторичная обмот" ка токового трансформатора, измери26

М тельныи орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенныи к источнику питания f2).

9877?5

В известном регуляторе токовый трансформатор, определяющий режим и цикл работы транзисторного усилителя мощности, в конце каждого рабочего цикла полностью размагничивается при полном токе нагрузки, что приводит к принудительному эапиранию укаэанного усилителя, т.е. в конце каждого рабочего цикла осуществляетcR полное неуправляемое размагничивание при полном токе нагрузки, при этом потребляется значительная мощность. Кроме того, измерительный орган работает в непрерывном режиме, что приводит к ухудшению энергетических показателей регулятора.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей регулятора путем уменьшения потребляемой мощности и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе возбуждения электрических машин, содержащем транзисторный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, а к входной цепи - вторичная обмотка токового трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задаюцих импульсов, подключенный к источнику питания, укаэанный токовый трансформатор снабжен раэмагничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа„ вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов.

Кроме того, с целью повышения надежности токовый трансформатор снабжен намагничиваюцей обмоткой, связанной с источником питания.

На чертеже представлена схема регулятора возбуждения электрических машин.

Регулятор содержит транзисторный усилитель 1 мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка 2 токового трансформатора 3, а к входной цепи - вторичная обмотка 4 токового трансформатора 3, изме рительный орган 5, связанный с измерительными выводами 6 и 7 регулятора, генератор 8 задающих импульсов, подключенный к источнику 9 питания, размагничивающую 10 и намагничивающую 11 обмотки токового трансформатора 3. При этом один конец раэмагничивающей обмотки 10 подключен к первому измерительному выводу 6 регулятора, а другой коЬ нец через усилитель l2 подключен к второму измерительному выводу 7 регулятора. Намагничивающая обмот« ка 11 токового трансформатора 3 подключена к источнику 9 питания через

> токоограничивающий элемент 13 (резистор). В качестве источника 9 питания может служить, например, генератор постоянного тока с обмоткой

14 возбуждения, зашунтированной вен1 тилем 15, выходные выводы которого являются измерительными выводами регулятора.

Регулятор возбуждения электрических машин работает следующим образом.

Предположим, что изменилось напряжение на выходе генератора 9 постоянного тока. Тогда при появлении импульса на генераторе 8 задающих импульсов измерительный орган 5 подключается к измеряемому напряжению генератора 9 постоянного тока и на вход усилителя 12 подается сигнап, пропорциональный разности величин измеряемого и эталонного напряжений, который подает напряжение на размагничивающую обмотку 10 токового трансформатора 3 транзисторного усилителя 1 мощности. Токовый трансфор35 матор 3 транзисторного усилителя 1 размагничивается на определенную величину. После пропадания импульса с генератора 8 задающих импульсов измерительный орган 5, усилитель 12 и размагничиваюцая обмотка 10 обес" точиваются. За счет намагничивающей обмотки 11, включенной в намагничи" вающем направлении для токового трансформатора 3, усилитель 1 мощности лавинообразно открывается и переходит в режим насыщения (ре" зитор 13 служит для ограничения тока через намагничивающую обмотку 11.

В частном случае цепочку обмотки 11

50 резистор 13 можно исключить, и запуск усилителя будет осуществляться эа счет ЭДС самоиндукции размагничивающей обмотки 10). По обмотке

14 возбуждения потечет ток. Транзис торный усилитель 1 мощности будет оставаться в открытом состоянии до тех пор, пока сердечник токового трансформатора 3 не насытится, пос5 6 размагничивание токового трансформатора на холостом ходу во всех режимах его работы, что приводит к уменьшению потребляемой мощности токовым трансформатором, Применение изобретения обеспечивает также резкое уменьшение мощности измерительно" го органа до величины, позволяющей перевести измерение и управление регулятором с энергетической точки зрения на гибридно-интегральную технологию без применения дополнитель" ных каскадов усилвния, и повышение помехозащищенности, так как измерение осуществляется за короткий промежуток времени.

Формула изобретения

1. Регулятор возбуждения электрических машин, содержащий транзистор" ный усилитель мощности, к выходной цепи которого подключена первичная обмотка токового трансформатора, к входной цепи - вторичная обмотка токо1 вого трансформатора, измерительный орган, связанный с измерительными выводами регулятора, и генератор задающих импульсов, подключенный к источнику питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения потребляемой мощности, токовый трансформатор снабжен размаг. ничивающей обмоткой, связанной с выходом измерительного органа, вход которого подключен к одному из измерительных выводов регулятора через выходную цепь генератора задающих импульсов.

2. Регулятор по и. 1, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, токовый трансформатор снабжен намагничивающей об" моткой, связанной с источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бунаков В.Л., Гаспаров P.Ã.

Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин.

И., "Энергия", 1966, с. 5.

2. Авторское свидетельство СССР

lF 430477, кл. Н 02 P 9/02, 1972.

5 98777 ле этого усилитель 1 мощности закроется, так как его вход зашунтирован омическим сопротивлением вторичной обмотки 4 насыщенного токового трансформатора 3. На обмотке 14 возбуждения возникает ЭДС самоиндукции, которая замыкается через шунтирующий вентиль 15 ° При следующем включении генератора 8 задающих импульсов процесс повторяется. î

Время открытого состояния усилителя 1 мощности, а значит и среднее значение тока возбуждения, зависит от времени размагниченного состояния сердечника токового трансформа- 13 тора 3 транзисторного усилителя 1 мощности с токовой положительной обратной связью, которое определяется величиной сигнала, поступающего от измерительного органа. При нулевом 2в сигнале измерительного органа 5 к размагничивающей обмотке 10 не прикладывается размагничивающее напряжение, поэтому токовый трансформатор 3 усилителя 1 мощности насыщен И и ток в обмотке 14 возбуждения равен нулю. При максимальном сигнале измерительного органа 5 токовый трансформатор 3 полностью размагни- чен и транзисторный усилитель 1 мощ- Зв ности открыт, но открыт не весь период, так как токовый трансформатор необходимо размагнитить, поэтому во время импульса управления усилитель 1 заперт, т.е. каэфициент воз" буждения меньше .единицы. Так как измерение напряжения осуществляют во время фиксированного тактового импульса, получаемого от генератора

8 задающих импульсов, а период переключения транзисторов значительно меньше постоянной времени обмотки возбуждения Тпе <с в, где Тпв период переключения транзисторов, постоянная времени обмотки воз- буждения, то изменения напряжения при внешних возмущениях не происхо дит за период переключения транзисторного усилителя, т.е. за это время ток в обмотке возбуждения практически не изменяется, поэтому измерять напряжение можно только во время импульса. .Таким образом, в предлагаемом ре-. гуляторе осуществляется управляемое

987775

Составитель Л. Краснов а р . р Техреду И. Надь

Реаакто А. Ога Корректор О. Билак

Заказ 10323/45 Тираж 68 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1ЦОЯ Москва Ж-Я Ра шская наб. g 4Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная