Функціональна структура управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги

Функціональна структура управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги, що містить функціональну структуру f  Uвих , Uвих для перетворення вихідної 3 64995 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. Відома функціональна структура автоматичного регулювання частоти і розподілу активної потужності генератора [Хомяков Н.М. и др. Судовые электроэнергетические установки. - Л.: Судостроение, 1966. - с. 175, рис 82], яка 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 не забезпечує стабільність роботи генератора при зміні зовнішнього навантаження. Відома також функціональна структура управління збудженням синхронного генератора 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], яка містить функціональну структуру порівняння аналогових сигналів f  Uвих Uвих , функціональну      структуру f1 t U0  Umax, Ti , що формує пилкоподібну напругу, функціональну структуру порівняння аналогових сигналів f1 U0  Umax  Uj і   функціональну структуру демультиплексора f f Demux , за допомогою якого формують послідовні керуючі імпульси U1.n, U2.n, 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 Uk   Uвих  f  Uвих , Uвих       Uj   Ut 4     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 Uj    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 управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги, в якому шляхом зміни моменту 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 управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги містить функціональну структуру f  Uвих Uвих для перетворення вихідної напру   ги генератора Uвих в аналоговий сигнал Uвих ,   функціональну структуру f1 Uвих  Uk , другий вихід якого підключено до джерела опорної напруги Uk і функціональну структуру демультиплексора f Demux , виходи якого підключені до обмоток збудження синхронного генератора для подачі керуючих сигналів U1.n, U2.n, U3.n, де " n" - не перервна їх послідовність, при цьому додатково введена функціональна структура аналогоцифрового перетворювача f1АЦП , функціональна структура логічного диференціювання f d / dn і функціональна структура суматора f1  , а функціональні зв'язки між функціональними структурами виконані у відповідності з математичною моделлю вигляду    f1 Uвих  Uk  Ut           Uj вих    f1АЦП  f d / dn    0 Uj вих f2 d / dn f1    U /  Uf1d / dn  U1.n  tn1   f Demux   U2.n  tn1   U f d / dn  U   j 1  3.n  tn1   де Uk    f1 Uвих  Uk  Ut  - функціонаUвих     льна структура порівняння аналогових сигналів; 5 64995   Uвих    Uj вих   ) - функціональні Uj  f1АЦП  f d / dn  Ut       структури аналого-цифрового перетворення; f d / dn    U /  Uf1d / dn  f1   - функці0 Uj f2 d / dn   Uj f1d / dn  вих  ональна структура суматора;  U /  Uf1d / dn  U1.n  tn1  f Demux  U2.n  tn1 - функціоUj f1d / dn   U3.n  tn1  нальна структура демультиплексора. Реалізується запропонована функціональна структура управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги наступним чином. Заздалегідь у відповідності з аналітичним виразом (1) Uk    f1 Uвих  Uk  Ut               Uвих  f  Uвих , Uвих       f1АЦП  Uj вих  Uj    Ut   знака Uвих . Потім перетворений аналоговий " j" число інформаційних логічних анало гових сигналів і функціональну структуру порівняння f1 Uвих  Uk з опорним аналоговим сигналом Uk .  При цьому величино опорного аналогового сигналу Uk обирають не вище лінійної частини перетвореного аналогового сигналу Uвих синхронного генератора і активний вихідний аналоговий сигнал Ut  тривалістю t в функціональній структурі порівняння  f1 Uвих  Uk чого у відповідності з функціональною структурою (2)  Uj вих  f d / dn   U /  Uf1d / dn   f1  (2)  0 Uj f2 d / dn   Uj f j d / dn   вих  Формують структуру аналогових сигналів швидкості зміни структур аналогових сигналів  Uвих за допомогою функціональної структури       логічного диференціювання f d / dn і виконують логічне віднімання з наперед заданої еталонної структури аналогових сигналів 0 Uj вих f2 d / dn за допомогою функціональної структури суматора f1  для формування результуючого знаку U /  Uf1d / dn і величини Uj f1d / dn логічної похідної. Потім, у відповідності з функціональною структурою (3)   U /  Uf1d / dn   U1.n  tn1  f Demux (3)  U2.n  tn1  Uj f j d / dn   U3.n  tn1        вання структури аналогових сигналів Uj вих , Після сигнали  Uj f1d / dn і корегують початок форму сигнал одночасно подають на функціональну структуру f1АЦП з опорними аналоговими сигналами Uj  , де ють функціональну структуру f1АЦП для форму Аналізують сформований у виразі (2) логічний сигнал знаку  U /  Uf1d / dn і логічні аналогові вихідна напруга Uвих синхронного генератора перетворюють за допомогою функціональної структури f  Uвих , Uвих в аналоговий сигнал одного  ного аналогового сигналу Uвих , яким активізу       6  формують тільки в лінійній частині перетворюва вання послідовних керуючих імпульсів U1.n1, U2.n1 i 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 (1) - (3) запишемо результуючий аналітичний вираз логіко-динамічного процесу перетворення аналогових сигналів (14) 7 64995 Uk    f1 Uвих  Uk  Ut       f  Uвих , Uвих    Uj вих       f1АЦП  f d / dn    Uj   Uвих 8         Ut 0 Uj вих f2 d / dn f1    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     Використання запропонованого технічного рішення управління збудженням синхронного генератора при зміні частоти вихідної напруги дозволить підвищити стабільність і економічність пристрою на 5-10 %. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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