Спосіб регулювання напруги синхронного генератора з високочастотним збудником

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний для регулювання напруги синхронних генераторів /СГ/ у будь-яких електроенергетичних системах. В сучасній практиці для регулювання напруги СГ використовується спосіб регулювання напруги СГ по відхиленню напруги від заданого значення (Кузенков В.Г. і ін. Нова безщіточна система збудження синхронних генераторів. Збірник «Електросила», № 35, 1983). До недоліків даного способу регулювання напруги СГ варто віднести: необхідність зрівняльних з'єднань для забезпечення розподілу реактивного навантаження при паралельній роботі СГ, зниження динамічних характеристик. Прототипом є спосіб регулювання напруги синхронного генератора, що містить вимір тимчасового інтервалу кожного такту п ульсацій миттєвої випрямленої напруги СГ по лінії порівняння з заданою опорною напругою (Зонтов Р.Н., Алаев В.В., Шоцкий А.Н. Спосіб регулювання напруги синхронного генератора /Патент №38469А, H03L5/00 (Україна) // Опубл. 2001г. Бюл. №4). Недоліком способу є велика перервність напруги живлення обмотки збудження, наслідком чого є спотворення синусоїди фазової напруги генератора. В основу способу регулювання напруги синхронного генератора з високочастотним збудником поставлена задача зменшення спотворення синусоїди фазової напруги генератора, яка реалізується шляхом перетворенням тимчасового інтервалу у величину, зворотну величині кута затримки по відношенню до початку кожного напівперіоду випрямленої напруги збудження, частота якої у декілька разів перевищує частоту напруги генератора, що забезпечує зменшення перервності напруги живлення обмотки збудження і зменшення спотворення синусоїди фазової напруги синхронного генератора. Даний спосіб регулювання напруги СГ пояснюється на фіг.1. Вимір тимчасового інтервалу т кожного такту пульсацій миттєвої випрямленої напруги СГ u по лінії порівняння з заданою опорною напругою U on здійснюється на кожному напівперіоді напруги СГ, фіг.1а. При зниженні напруги СГ під час збільшення навантаження ширина тимчасового інтервалу t зростає. Вона перетворюється у величину, зворотну величині кута a , затримки по відношенню до початку кожного напівперіоду випрямленої напруги збудження uf, фіг.1b. При цьому кут a навпаки зменшується, а напруга збудження uf і струм збудження if, фіг.1с, зростають. Отже напруга СГ відновлюється і одночасно відновлюється тимчасовий інтервал, напруга і струм збудження. При збільшені напруги СГ під час зменшення навантаження процес проходить у зворотному порядку. Таким чином, реалізація запропонованого способу регулювання напруги СГ здійснюється трьома операціями: виміром тимчасового інтервалу кожного такту пульсацій випрямленої напруги СГ, перетворенням тимчасового інтервалу у величину, зворотну величині кута затримки по відношенню до початку кожного напівперіоду випрямленої напруги збудження і зміною кута затримки по відношенню до початку кожного напівперіоду випрямленої напруги збудження, що дає у порівнянні з прототипним методом зменшення перервності напруги збудження і відповідно зменшення спотворення синусоїди фазової напруги генератора. Реалізація запропонованого способу регулювання напруги СГ пояснюється на фіг.2. Вона здійснюється виміром тимчасового інтервалу t кожного такту п ульсацій миттєвої випрямленої напруги GM u по лінії порівняння з заданою опорною напругою Uon на вимірювальному пристрої ВП. Далі здійснюється перетворення тимчасового інтервалу t у величину, зворотну величині кута a затримки по відношенню до початку кожного напівперіоду випрямленої напруги збудження з допомогою перетворювача П. Керуючі імпульси з кутом затримки a і частотою f2 збудника G, яка у декілька разів перевищує частоту f1 генератора GM, поступають на керований випрямлювач KB. Струм збудження і f від збудника G подається через керований випрямлювач на обмотку збудження L. У динамічних режимах, при значному зменшенні напруги GM від номінального, кут a » 0 , значення напруги живлення uf максимальне, струм збудження if швидко зростає, напруга GM відновлюється. Навпаки, при значному o збільшенні напруги GM від номінального, кут a » 90 C , значення напруги живлення мінімальне, практично рівне 0, струм збудження різко зменшується, напруга GM знову відновлюється. Достоїнствами способу є незначна перервність напруги живлення обмотки збудження, наслідком чого є значне зменшення спотворення синусоїди фазової напруги генератора.