Функціональна структура корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги

Функціональна структура корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги, що включає функціональну структуру f (Uвих ,Uвих ) для послідовність, яка відрізняється тим, що додатково введена функціональна структура аналого-цифрового перетворювача f1( АЦП) , функціональна структура логічного рахунку f (CT) , логічний елемент f1(&)  1 і функціональна     f1  0 Uj вих f2 Tэт   де f f (Uвих ,Uвих ) - функціональна структура перетворення напруги;   &1  - логічний елемент f1(&)  1;   C  f (CT )  - функціональна структура  R0   функціональні структури аналого-цифрового перетворення; f Demux     Uj f1T     Uf1T    f (d / dn)  ( U /  U)f1(d / dn)  f1()     [U ]f (d / dn) [Uj ]вих f2 (d / dn)  j 1 функціональна структура суматора;  ( U /  U)f1(d / dn)   U1.n (  tn1)  f (Demux) U2.n (  tn1) [Uj ]f1(d / dn)   U3.n (  tn1)  функціональна структура демультиплексора. (13)       U1.n (  tn 1)    U2.n (  tn 1) ,   U 3.n (  tn 1)    64993  Uвих  f  Uвих , Uвих    f1АЦП   U0     (11)   Ut f Uвих  0  f CT    Uвих  R0   Uj f1Tt   UA Uj t  C   &1   U /  U   (19)  Uf1Т  U структура суматора f1( ) , а функціональні зв'язки між структурами виконані у відповідності до математичної моделі вигляду перетворення вихідної напруги генератора Uвих логічного лічильника; Uвих     [Uj ]вих   [Uj ]   f1( АЦП)   f (d / dn)  Ut    СИНХРОННОГО 3 64993 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, зокрема до функціональної структури стабілізації напруги газо-дизель генератора шляхом корегування його напруги збудження і може бути використана для підвищення стабільності роботи синхронного генератора. Відомо про функціональну структуру автоматичного регулювання частоти і розподілу активної потужності генератора (Хомяков Н.М. и др. Судовые электроэнергетические установки. П.: Судостроение, 1966. - с. 175, рис 82), який містить датчик частоти вихідної напруги генератора, функціонально пов'язаний з первинним двигуном для виконання регулювання швидкості обертання первинного двигуна. Відома функціональна структура автоматичного регулювання вихідної напруги не забезпечує стабільність роботи генератора при зміні зовнішнього навантаження. Відомо також про функціональну структуру управління збудженням синхронного генератора 4 при зміні частоти вихідної напруги (Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи / за ред. проф. М.Г. Поповича та О.Ю. Лозинского. - Київ: „Лібідь", 2005. - с 247, рис. 4.17), який містить функціональну структуру порівняння аналогових сигналів f ( Uвих , Uвих ) , функціональну структуру f1[f (U0  Umax , Ti )] , що напругу, функціональну аналогових сигналів формує пилкоподібну структуру порівняння і f1(U0  Umax  Uj ) функціональну структуру демультиплексора f(Demux), за допомогою якого формують послідовні керуючі імпульси U1.n , U2.n і U3.n , де «n» - неперервна послідовність конкретних значень аналогових сигналів керуючих імпульсів для формування синхронізованої напруги і струму збудження синхронного генератора, а функціональні зв'язки виконані у відповідності з математичною моделлю вигляду  U1.n (  tn1) Uвих  f ( Uвих , Uвих )  f1[ t(U0  Umax , Ti )]      f1(U0  Umax  Uj )  Ut  f (Demux)  U2.n (  tn1)  U U j   3.n (  tn1)  Відома функціональна структура не забезпечує стабільність роботи генератора через зміну його частоти вихідної напруги при зміні навантаження. Стабільність роботи синхронного генератора з урахуванням слідкуючої зміни струму збудження генератора може бути отримана в межах 10-15 % від номінальної потужності генератора. Ставиться задача вдосконалення функціональної структури корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги, в якому шляхом зміни подачі напруг на обмотку збудження синхронного генератора забезпечують стабілізацію його реактивної потужності, що в подальшому призводить до економії палива на 5-10 %. Вирішується поставлена задача тим, що функціональна структура корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги, який включає функціональну структуру  Uвих  f  Uвих , Uвих    f1АЦП   U0    для перетворення вихідної напруги генератора Uвих в аналоговий сигнал Uвих функціональну структуру демультиплексора f(Demux), виходи якого підімкнено до обмоток збудження синхронного генератора для подачі керуючих сигналів U1.n , U2.n і U3.n , де «n» - неперервна їх послідовність, в який при цьому додатково введена функціональна структура аналогоцифрового перетворювача f1( АЦП) , функціональна структура логічного рахунку f (CT) , логічний елемент f1(&)  1 і функціональна структура суматора f1( ) а функціональні зв'язки між структурами виконані у відповідності до математичної моделі вигляду  Uf1Т  Uj t  C f (Uвих ,Uвих )   Ut f Uвих  0  f CT    Uвих  R0   Uj f1Tt     f1  Uj 0вих f2 Tэт     &1   U /  U   f Demux     Uj f1T     Uf1T        U1.n (  tn 1)    U2.n (  tn 1)   U 3.n (  tn 1)    5 64993 де функціональна f (Uвих ,Uвих ) структура перетворення напруги;      &1  - логічний елемент f1(&)  1; f (d / dn)  ( U /  U)f1(d / dn)  f1()     [U ]f (d / dn) [Uj ]вих f2 (d / dn)  j 1 функціональна структура суматора;  ( U /  U)f1(d / dn)   U1.n (  tn1)  f (Demux) U2.n (  tn1)  U [Uj ]f1(d / dn)   3.n (  tn1) функціональна структура демультиплексора. Реалізується запропонована функціональна структура корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги наступним чином. Якщо в найближчому аналогу виконати переміщення функціональної структури f1(U0  Umax  Uj )  C  f (CT )   R0   функціональна 6 структура логічного лічильника; Uвих    [Uj ]вих   - функціональні [Uj ]   f1( АЦП)    f (d / dn)  Ut   порівняння пилкоподібної напруги U0  Umax з структури аналого-цифрового перетворення; опорним u j у відповідності з графоаналітичним виразом (1), Uвих Uвих, f1[ Uвих Umax, Ti)] t(U0 f1(U0 Umax>Uk) =U t =f(Demux) Uk (1) то аналогова функціональна структура f1(U0  Umax  Uk ) , яка формує пилкоподібну напругу U0  Umax тривалістю t і періодом дотримання може бути замінена на Ti функціональну структуру логічного лічильника  Uвих  f  Uвих , Uвих    f1АЦП   U0    З аналізу аналітичного виразу (2) випливає, що вихідну напругу генератора Uвих за допомогою функціональної структури f (Uвих , Uвих ) перетворюють в аналоговий сигнал   U1.n (  tn1)   U2.n (  tn 1)  U 3.n (  tn 1)  що дозволить записати вхідну f (CT) , функціональну структуру процесу корегування струму збудження синхронного генератора у вигляді логіко-динамічного процесу перетворення аналогових сигналів (2). Uj t  C   Ut f Uвих  0  f CT    Uвих  R0   Uj f1Tt      (2) допомогою функціональної структури логічного лічильника f (CT) початок формування поточної аналогового сигналу Uвих в аналогові логічні структури аналогових сигналів [Ui ]f1(Tt ) , де «j» число інформаційних аналогових сигналів і аналогового сигналу Ut f (Uвих  0) знаку переходу через нульове значення. Потім, відповідно до функціональної структури (3) [Uj ]f1(Tt )   [Uj ]f1( T )  f1( )  (3) [Uj ]вих f2 (Тет)   Uf1( T )    сигнали знаку Uвих вхідної напруги Uвих . Потім, за допомогою неперервної послідовності аналогових сигналів [Uj ]t , які потрапляють на виконують логічне віднімання поточної структури аналогових сигналів [Uj ]f1(Tt ) і еталонною структурою аналогових сигналів [U j ]вих f2 (Тет) , лічильний вхід функціональної структури логічного лічильника f (CT) . При цьому аналогові яка відповідає контрольованому періоду Т вихідної напруги генератора Uвих за допомогою Uвих , який потім перетворюють шляхом порівняння його за допомогою функціональної структури аналого-цифрового перетворювача f1( АЦП) з позитивною і негативною напругами U0 логічні які розташовані сигнали знаку біля нульового Uвих рівня фіксують за 7 64993 функціональної структури суматора f1( ) і формують як структуру аналогових сигналів [Uj ]f1( T) величини відхилення поточного періоду 8 сигналів [Uj ]f1( T) величини відхилення поточного періоду напругу генератора дозволяють скорегувати початок формування послідовних керуючих імпульсів U1.n1 , U2.n1 і напруги генератора, так і аналоговий сигнал знаку Uf1(T)  . Після чого, в функціональній структурі (4)  Uf1( T )    &1  ( U /  U)  (4)  Ut f (Uвих  0)    поточний аналоговий сигнал  Ut f (Uвих  0) корегують з урахуванням U3.n1 в функціональній структурі демультиплексора f(Demux) з упередженням чи відставанням відносно початку формування попередньої послідовності керуючих імпульсів U1.n ( tn1) , U2.n (  tn1) і U3.n ( tn1) , які потім подають на силові тиристори для формування синхронізованої напруги і струму збудження синхронного генератора. Для формування математичної моделі функціонально закінченого логіко-динамічного процесу послідовного корегування струму збудження синхронного генератора для стабілізації його реактивної потужності виконаємо об'єднання функціональних структур (2) - (5) запишемо результуючий аналітичний вираз логіко-динамічного процесу перетворення аналогових сигналів (6). аналогового сигналу  Uf1(T) вихідного знаку за допомогою логічної функції f1(&)  I і формують аналоговий сигнал U /  U скорегованого знаку. В результаті, якщо записати аналітичний вираз (5) ( U /  U)   U1.n (  tn1)  f (Demux) U2.n (  tn1) (5) [Uj ]f1( T )   U3.n (  tn1)  Сформований аналоговий сигнал U /  U скорегованого знаку і структура аналогових  Uf1Т   Uвих  f  Uвих , Uвих    f1АЦП   U0    Uj t  C   Ut f Uвих  0  f CT    Uвих  R0   Uj f1Tt     Uj 0вих f2 Tэт  (6) Використання запропонованого технічного рішення корегування струму збудження синхронного генератора при зміні частоти Комп’ютерна верстка М. Мацело f1     &1   U /  U   f Demux     Uj f1T     Uf1T        U1.n (  tn 1)    U2.n (  tn 1)   U 3.n (  tn 1)    вихідної напруги дозволить підвищити стабільність і економічність пристрою на 5-10%. Підписне Тираж 23 прим. 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