Функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруг ±uвихsin(wt+j1), ±uвихsin(wt+j2) та ±uвихsin(wt+j3) генераторів f1(gener) та f2(gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(lh,rh)

Реферат: Функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруг  Uвихsin(t+1), Uвихsin(t+2) та Uвихsin(t+3) генераторів f1(Gener) та f2(Gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(LH, RH) включає, відповідно до математичної моделі, функціональну структуру генератора f1(Gener). В функціональну структуру контролю та коригування енергетичних аргументів напруги введено додаткові аналого-цифрові перетворювачі f1(АЦП) та f1(АЦП), а функціональні зв'язки в функціональній структурі контролю та коригування енергетичних аргументів напруг виконано відповідно до математичної моделі. UA 88532 U (12) UA 88532 U UA 88532 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, зокрема до коригування енергетичних аргументів напруг генераторів, та може бути використана для керування генераторами різної потужності, що працюють на загальне навантаження для забезпечення розподілу активної потужності пропорційно до їх номінальних потужностей. Відома функціональна структура розподілу активної потужності між генераторами (Веретенников Л. П. Исследование процессов в судовых электроэнергетических системах. Теория и методы. - П.: "Судостроение", 1975. - С.120), що встановлюється на кожному з паралельно працюючих генераторів. За допомогою датчиків активного струму вимірюються та порівнюються між собою активні струми генераторів. Потім сигнал підсилюється та надходить до серводвигунів, що впливають на механізм зміни уставки за частотою обертання. Різниця напруг зменшується до мінімуму. При будь-якій неузгодженості навантаження, що перевищує границю чутливості пристрою, серводвигуни починають обертатися, змінюючи положення характеристик паралельно працюючих генераторів таким чином, що при даному навантаженні вони з'єднуються в одній точці, яка відповідає частоті напруги на шинах та поточній потужності навантаження. Точність може змінюватись в межах 5 % від номінальної потужності генератора, якщо сигнали керування сформувати безпосередньо в генераторі. Відома також функціональна структура розподілу активної потужності між генераторами (див. Патент № 42850 на корисну модель від 27 липня 2009 p.), відповідно до якої пристрій регулювання частоти та навантаження складається з датчика частоти, датчика активного струму, магнітних підсилювачів, які підключаються до генератора через типові вимірювальні трансформатори струму та напруги. Магнітний підсилювач базового генератора, вибір якого є довільним, підключається до датчика струму. Датчики активного струму вимірюють активну складову струму кожного генератора. Напруга на виході кожного датчика пропорційна активному навантаженню відповідного генератора. При нерівномірному розподілі навантаження на виході датчиків перевантажених генераторів напруга буде вищою за напругу датчиків недовантажених генераторів. У вхідних колах магнітних підсилювачів виникають зрівняльні струми, полярність яких визначається станом генератора -перевантажений або недовантажений відносно інших, - а величина урівнюючого струму - різницею відповідних значень навантаження генераторів. Як наслідок, серводвигуни починають обертатися та змінюють значення уставки частоти первинних двигунів таким чином, що швидкісні характеристики генераторів зміщуються до того часу, поки потужність не стане розподіленою пропорційно. Точність може змінюватись в межах 5 % від номінальної потужності генератора, якщо сигнали керування сформувати безпосередньо в генераторі. Цей спосіб має технологічні можливості, які полягають в тому, що для вирішення задачі пропорційного розподілу активної потужності між генераторами, що мають різні статичні характеристики, поточний синхронізуючий сигнал в кожному генераторі формують на виході генераторів, що підключені до загального навантаження, що ускладнює процес визначення та коригування частоти обертання первинних двигунів. Недоліком відомої функціональної структури є технологічна похибка, що виникає внаслідок перерозподілу активної потужності при підключенні додаткового генератора до загального навантаження. Виключення даної технологічної особливості дозволить знизити втрати при перерозподілі активної потужності: економічність пристрою підвищиться на 5-10 % у порівнянні з прототипом за рахунок упереджуючого керування зниженням активної потужності первинного генератора. Поставлена задача удосконалення функціональної структури шляхом введення до неї додаткових аналого-цифрових перетворювачів f1(АЦП) та f2(АЦП). Поставлена задача вирішується тим, що функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруги Uвихsin(t+1), Uвихsin(t+2) та Uвихsin(t+3) генераторів f1(Gener) та f2(Gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(LH, RH), що включає, відповідно до математичної моделі вигляду 50 1 UA 88532 U 5 10 15 , ↕ функціональну структуру генератора f1(Gener), де ∆Lп1 - керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv), при цьому на ротор fг(Rotor) генератора подано аргумент (Mom) моменту обертання "1" з функціональної структури приводу f1(Driv), при цьому феромагнітне залізо Ф↓↑ p 1 В 1 В 1 В ротора (Fe ) включає упорядковану послідовність індуктивностей (L )1, (L )2 та (L )3, що N N N 1 2 3 активізують енергетичні аргументи магнітного поля ↕SФ Fe, ↕SФ Fe та ↕SФ Fe трьох фаз "1", + 1 "2" і "3" за допомогою додатного енергетичного аргументу напруги збудження  U воз та - 1 умовно від'ємного аргументу напруги збудження  U воз, які надходять з функціональної контактної структури f1(Cont13), позиційно розташованій на феромагнітному залізі ротора Ф р N (Fе ) з можливістю сумісного обертання "1", при цьому аргументи магнітного поля ↨SФ1Fe, N N 3 B ↨SФ2Fe та ↨SФ3Fe є вхідними аргументами функціональних структур індуктивностей (L )1, 3 B 3 B (L )2 та (L )1, які активізують результуючі енергетичні аргументи U1sin(t)вых, U2sin(t)вых, 2 в 2 в та U1sin(t)вых, та вхідними аргументами функціональних структур індуктивностей (L )1, (L )2 2 в   та (L )1 які активізують енергетичні аргументи збудження U1sin(t)воз, U2sin(t)воз й d/dt  U1sin(t)воз, які є вхідними аргументами аналого-цифрового перетворювача f1(АЦП) з процедурою логічного диференціювання "d/dt" для формування керуючого аргументу логічного d/dt аналогового сигналу U 1 та для подачі його на вхідний функціональний зв'язок демультиплексора f(Demux), а також енергетичні аргументи збудження є вхідними аргументами функціональних тиристорних структур 20 для активізації додатного енергетичного аргументу напруги збудження  U воз та умовно - 1 від'ємного аргументу напруги  U воз, які є вхідними аргументами функціональної контактної структури f1(Cont1-3), що мають структуру, відповідно до математичної моделі вигляду + 25 1 , ↨ 30 аналогічну структуру має і функціональна структура генератора f2(Gener), де Ln2 керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv). при цьому функціональна структура генератора f1(Gener) включає, відповідно до математичної моделі вигляду 2 UA 88532 U , 5 функціональну структуру диска f1(Disk) з пазами, який виконано з можливістю обертання "1" під дією енергетичного аргументу обертання (Mom) функціональної структури приводу f1(Driv), при цьому навпроти одного з пазів позиційно розташовані функціональні структури оптичного випромінювання f1(n-phv) та оптичного прийому f1(hvn-p) для перетворення аргументів оптичного випромінювання (hv) до інформаційного аргументу напруги Um(Tt)1, що відповідає періоду "T" обертання ротора генератора f1(Gener), аналогічну структуру, відповідно до математичної моделі вигляду 10 , 15 має і функціональна структура диска f2(Диск), при цьому функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруги, відповідно до математичної моделі вигляду , 20 25 включає функціональну структуру процесора f1(Core) з вихідними функціональними структурами крокового двигуна f1(↨шд) та f1(↨шд), які активізують керуючі аргументи ↨Lп1 та ↨Lп1 зміни обертів "2" приводів f1(Driv) та f1(Driv) відповідно, при цьому f3(Post) структура процесора f1(Core) включає вхідну інформаційну структуру аргументів напруг [Uj]T, що 1 2 відповідають періоду "т" та вихідними аргументами ( Start) та ( Start) підключення результуючих енергетичних аргументів напруг генераторів f1(Gener) та f2(Gener) із зовнішнім навантаженням fn(LH,RH) та цю процедуру виконують, відповідно до математичної моделі вигляду 3 UA 88532 U 5 10 функціональної структури попереднього "Автомата" f1(&)-I та f2(&)-I, вхідним аргументом 1 2 старту ( Start) та ( Start) та вхідною логічною пам'яттю f1(RS) та f1(RS) із зовнішніми вхідними 1 2 аргументами (Start)1 та (Start)1, а також для активізації вихідних аргументів ( Start) та ( Start) та вхідних аргументів функціональної структури "Трифазного автомата" f1[&3]-I та f2[&3]-I вхідні результуючі енергетичні аргументи U13sin(t)вых двох генераторів f1(Genеr) та f2(Gener) активізуються в "Логічній мережі" f1(}) або для подачи їх до зовнішнього навантаження fп(Lн,Rн), при цьому в функціональну структуру контролю та коригування енергетичних аргументів напруги введено додаткові аналого-цифрові перетворювачі f1(АЦП) та f1(АЦП), а функціональні зв'язки в функціональній структурі контролю та коригування енергетичних аргументів напруг виконано, відповідно до математичної моделі вигляду 4 UA 88532 U . 5 Реалізується спосіб функціональної структури контролю та коригування енергетичних ± ± ± аргументів напруг Uвыхsin(t+1), Uвыхsin(t+2) та Uвыхsin(t+3) генераторів f1(Gener) та f2(Gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(Lн, Rн) наступним чином. Функціональну структуру генератора f1(Gener) виконують, відповідно до математичної моделі вигляду , 10 15 де ↨Lп1 - керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv), при цьому на ротор fг(Rotor) генератора надходить аргумент (Mom) обертового моменту "1" з функціональної Ф р структури приводу f1(Driv), в якому феромагнітне залізо ротора (Fe ) включає упорядковану 1 B 1 B 1 B послідовність індуктивностей (L )1, (L )2 та (L )3 для активізації енергетичних аргументів N N N магнітного поля ↨sФ1Fe, ↨sФ2Fe и ↨sФ3Fe трьох фаз "1", "2 та "3". За допомогою додатного + 1 енергетичного аргументу напруги збудження  U воз та умовно від'ємного аргументу напруги 5 UA 88532 U збудження  U воз, які надходять з функціональної контактної структури f1(Cont1-3), позиційно Ф р розташовують на феромагнітному залізі ротора (Fе ) з можливістю сумісного обертання "1". N N N 1 При цьому аргументи магнітного поля ↨sФ Fe, ↨sФ2Fe та ↨sФ3Fe, є вхідними аргументами 3 B 3 B 3 B функціональних структур індуктивностей (L )1, (L )2 та (L )1, які активізують результуючі ± ± ± енергетичні аргументи U1sin(t)вых, U2sin(t)вых та U1sin(t)вых, та вхідними аргументами 2 B 2 B 2 B функціональних структур індуктивностей (L )1, (L )2 та (L )1, для активізації енергетичних ± ± ± аргументів збудження U1sin(t)воз, U2sin(t)воз та U1sin(t)воз, які надходять до d/dt функціонального вхідного зв'язку аналого-цифрового перетворювача f1(АЦП) з процедурою логічного диференціювання "d/dt" для формування керуючого аргументу логічного аналогового d/dt сигналу U 1 та для подачі його на вхідний функціональний зв'язок демультиплексора f(Dеmux). При цьому енергетичні аргументи збудження є вхідними аргументами функціональних тиристорних структур 5 10 1 15 для активізації додатного енергетичного аргументу напруги збудження  U воз та умовно - 1 від'ємного аргументу напруги збудження  U воз, які є вхідними аргументами функціональної контактної структури f1(Cont1-3). Аналогічну структуру, відповідно до математичної моделі вигляду + 1 20 , ↨ 25 має і функціональна структура генератора f2(Gener), де Lп2 - керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv). При цьому в функціональну структуру генератора f1(Gener) включають, відповідно до математичної моделі вигляду , 30 35 функціональну структуру диска f1(Disk) з пазами, який розташовують з можливістю обертання "1" під впливом енергетичного аргументу обертового моменту (Моm) функціональної структури приводу f1(Driv). При цьому навпроти одного з пазів позиційно розташовують функціональні структури оптичного випромінювання f1(n-phv) та оптичного прийому f1(hvn-p) для перетворення аргументів оптичного випромінювання (hv) до інформаційного аргументу напруги Um(Тt)1, що відповідає періоду "т" обертання ротора генератора f1(Gener), аналогічну структуру, відповідно до математичної моделі вигляду 6 UA 88532 U , 5 включають і функціональну структуру диска f2(Диск). При цьому функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруги, відповідно до математичної моделі вигляду , 10 15 20 включає функціональну структуру процесора f1(Core) з вихідними функціональними ↨ ↨ ↨ структурами крокового двигуна f1( шд) й f1( шд). які активізують керуючі аргументи Lп1, й ↨ Lп1 зміни обертів "2" приводів f1(Driv) й f1(Driv) відповідно. При цьому на вхідний порт f3(Port) структури процесора f1(Core) подають вхідну інформаційну структуру аргументів напруг [Uj]т, що відповідають необхідному періоду "Т" результуючих енергетичних аргументів. Вихідні 1 2 аргументи ( start) й ( start) підключення результуючих енергетичних аргументів напруг генераторів f1(Gener) й f2(Gener) із зовнішнім навантаженням fn(Lн, Rн), і цю процедуру виконують, відповідно до математичної моделі вигляду функціональної структури попереднього "Автомата" f1(&)-І й f2(&)-І вхідним аргументами 1 2 старту ( Start) й ( Start), та вхідною логічною пам'яттю f1(RS) й f1(RS) з зовнішніми вхідними 1 2 аргументами (Start)1, й (Start)1, а також для активізації вихідних аргументів ( Start) й ( Start), та вхідних аргументів функціональної "Трифазного автомата" f1[&3]-I й f2[&3]-I вхідні результуючі 7 UA 88532 U 5 енергетичні аргументи U1-3sin(t)вых двох генераторів f1(Gener) й f2(Gener) активізуються в "Логічній мережі" f1(})-AБO для подачі їх до зовнішнього навантаження fn(LH)RH). При цьому в функціональну структуру контролю та коригування енергетичних аргументів напруги введено додаткові аналого-цифрові перетворювачі f1(АЦП) та f2(АЦП), а функціональні зв'язки в функціональній структурі контролю та коригування енергетичних аргументів напруги виконано, відповідно до математичної моделі вигляду . 10 15 Як наслідок додаткові аналого-цифрові перетворювачі f1(АЦП) й f2(АЦП) реалізують перетворення вхідних інформаційних аргументів напруг Um(Tt)2 й Um(Tt)2, з урахуванням еталонного аргументу U(T)эт до інформаційних структур [Uі]2 й [Ui]1, що відповідають поточному періоду результуючих енергетичних аргументів в генераторах, які подають до функціональних зв'язків f1(Port) й f2(Port) функціональної структури процесора f1(Core) для проведення аналізу у відповідності до введеної до нього програми. Використання запропонованої функціональної структури контролю та коригування ± ± ± енергетичних аргументів напруг Uвыхsin(t+1), Uвыхsin(t+2) та Uвыхsin(t+3) генераторів f1(Gener) й f2(Gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(Lн, Rн) дозволить виключити технологічну похибку та підвищити економічність пристрою на 5-10 %. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруг  Uвихsin(t+1), Uвихsin(t+2) та Uвихsin(t+3) генераторів f1(Gener) та f2(Gener) при підключенні їх до загального зовнішнього навантаження fn(LH, RH), що включає, відповідно до математичної моделі вигляду 8 UA 88532 U 5 10 15 , ↕ функціональну структуру генератора f1(Gener), де ∆Lп1 керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv), при цьому на ротор fг(Rotor) генератора подано аргумент (Mom) моменту обертання "1" з функціональної структури приводу f1(Driv), при цьому феромагнітне залізо Ф↓↑ p 1 В 1 В 1 В ротора (Fe ) включає упорядковану послідовність індуктивностей (L )1, (L )2 та (L )3, що N N N 1 2 3 активізують енергетичні аргументи магнітного поля ↕SФ Fe, ↕SФ Fe та ↕SФ Fe трьох фаз "1", + 1 "2" і "3" за допомогою додатного енергетичного аргументу напруги збудження  U воз та - 1 умовно від'ємного аргументу напруги збудження  U воз, які надходять з функціональної контактної структури f1(Cont13), позиційно розташованій на феромагнітному залізі ротора Ф↓↑ p N (Fe ) з можливістю сумісного обертання "1", при цьому аргументи магнітного поля ↨SФ1Fe, N N 3 B ↨SФ2Fe та ↨SФ3Fe є вхідними аргументами функціональних структур індуктивностей (L )1, 3 B 3 B (L )2 та (L )1, які активізують результуючі енергетичні аргументи U1sin(t)вых, U2sin(t)вых, 2 в 2 в та U1sin(t)вых, та вхідними аргументами функціональних структур індуктивностей (L )1, (L )2 2 в   та (L )1, які активізують енергетичні аргументи збудження U1sin(t)воз, U2sin(t)воз й d/dt  U1sin(t)воз, які є вхідними аргументами аналого-цифрового перетворювача f1(АЦП) з процедурою логічного диференціювання "d/dt" для формування керуючого аргументу логічного d/dt аналогового сигналу U 1 та для подачі його на вхідний функціональний зв'язок демультиплексора f(Demux), а також енергетичні аргументи збудження є вхідними аргументами функціональних тиристорних структур 20 для активізації додатного енергетичного аргументу напруги збудження і  U в та умовно - 1 від'ємного аргументу напруги U в, які є вхідними аргументами функціональної контактної 1-3 структури f1(Cont ), що мають структуру відповідно до математичної моделі вигляду + 25 ↨ 30 1 аналогічну структуру має і функціональна структура генератора f2(Gener), де Ln2 - керуючий аргумент зміни обертів "2" приводу f2(Driv), при цьому функціональна структура генератора f1(Gener) включає відповідно до математичної моделі вигляду 9 UA 88532 U 5 функціональну структуру диска f1(Disk) з пазами, який виконано з можливістю обертання "1" під дією енергетичного аргументу обертання (Моm) функціональної структури приводу f1(Driv), при цьому навпроти одного з пазів позиційно розташовані функціональні структури оптичного випромінювання f1(n-phw) та оптичного прийому f1(hvn-p) для перетворення аргументів оптичного випромінювання (hv) до інформаційного аргументу напруги Um(Tt)1, що відповідає періоду "T" обертання ротора генератора f1(Gener), в аналогічну структуру, відповідно до математичної моделі вигляду 10 і має функціональну структуру диска f2(Диск), при цьому функціональна структура контролю та коригування енергетичних аргументів напруги, відповідно до математичної моделі вигляду 15 20 включає функціональну структуру процесора f1(Core) з вихідними функціональними структурами крокового двигуна f1(↨шд) та f1(↨шд), які активізують керуючі аргументи ↨Lп1 та ↨Lп1 зміни обертів "2" приводів f1(Driv) та f2(Driv) відповідно, при цьому f3(Port) структура процесора f1(Core) включає вхідну інформаційну структуру аргументів напруг [Uj]T, що відповідають періоду 1 2 "T", та вихідними аргументами ( start) й ( start) підключення результуючих енергетичних аргументів напруг генераторів f1(Gener) й f2(Gener) із зовнішнім навантаженням fn(Lн,Rн), та цю процедуру виконують відповідно до математичної моделі вигляду 25 10 UA 88532 U 5 10 функціональної структури попереднього "Автомата" f1(&)-I та f2(&)-I, вхідним аргументом старту 1 2 ( Start) та ( Start) та вхідною логічною пам'яттю f1(RS) та f1(RS) із зовнішніми вхідними 1 2 1 2 аргументами ( Start)1 та ( Start)1, а також для активізації вихідних аргументів ( Start) та ( Start), та вхідних аргументів функціональної структури "Трифазного автомата" f1[&3]-I та f2[&3]-I вхідні результуючі енергетичні аргументи U13sin(t)вых двох генераторів f1(Gener) та f2(Gener) активізуються в "Логічній мережі" f1(})- або для подавання їх до зовнішнього навантаження fn(Lн, Rн), яка відрізняється тим, що в функціональну структуру контролю та коригування енергетичних аргументів напруги введено додаткові аналого-цифрові перетворювачі f1(АЦП) та f1(АЦП), а функціональні зв'язки в функціональній структурі контролю та коригування енергетичних аргументів напруг виконано відповідно до математичної моделі вигляду 11 UA 88532 U . Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12