SU66346A1 - Устройство дл стабилизации напр жени синхронного генератора - Google Patents

Description

Известно, что синхрОННьи генератор с посто нными Магнитами имеет перед обычным синхронным генератором существениое /преимущество , заключающеес  в отсутствии возбудител , контактных колец и т. д.

Однако генератор с посто нными магнитами имеет резко падающую внещнюю характериснику. В то же врем , вследствие отсутстви  у генератора обмотки возбуждени , обычные регул торы напр жени  не .могут быть здесь применены.

Дл  -стабилизации напр жени  oHHXpoHBOirO генератора с посто нными магнитами (предлагалось включать параллельно с генератором трансформатор с насыщенной магнитной цепью,i

Применение одного насыщенного трансформатора, присоединенного к генератору параллельно, позвол ет уменьшить диапазон колебани  напр жени  за счет резкого увеличени  тока намагничивани  при уменьщении нагрузки и увеличении напр жени  и, наоборот, уменьщени  тока намагничивани  при увеличении нагрузки и уменьщении напр жени  на зажимах генератора.

Однако в этом случае уменьщение колебани  напр жени  или, вернее , стабилизаци  напр жени  в нужных пределах достигаетс  тем, что генератор должен быть рассчитан на большой балластный реактивный ток и, следовательно, рассчитан на знач.ительно больщую мощность, чем1 полезна  .мощность нагрузки. При ПОЛНОЙ нагрузке в обмотке  кор  будет проходить ток. величина которого будет определ тьс  величиной тока нагрузки плюс величина нам.агничивающего тока трансформатора, котора  у трансформатора с насыщенным сердечником будет достаточ1но больщой . При этом. чем1 больща  требуетс  точность стабилизации, тем величина тока намагничивани  будет больше.

Далее предлагалось дл  той же цели включать последовательно с генератором емкость; однако такое включение емкости (может стабилизировать напр жение на зажимах нагрузки при условии, что л:,, ла, r/CAd - полный продольный реактанс генератора, а Хе - реактивное сопротивление емкости.

Предлагались также схемы стабилизаторов , в которых в комбинации фигурируют оба элемента: и последовательно включенный конденсатор , и параллельно включенный насыщенный трансформатор. Однако така  схема ие обеспечивает стабилизации; npHMeHeHiHe конденсаторов, включенных последовательно в цепь, 1пде имеютс  элементы с насыщенной железной магнитной цепью, в частности, трансформатор с насыщенным сердечником, приводит к большим ослож1нени м: а) в виде многократного увеличени  тока намагничивани , искажени  криво й тока намагничивани  и искажени  кривой напр жени  во вторичной обмотке трансформатора, которое приводит ,к перенапр жени м во вторичной цепи трансформатора, б) к  влени м резонанса напр жени . Оба эти  влени  ири.вод т не к стабилизации, а к нарушению работы системы, т. -е. к аварийному режиму.

Наконец, предлагалась схема стабилизатора , В которой к зажимам генератора параллельно приключег трансформатор (с ненасыщенным сердечником), ко вторичной цепи которого приключены конденсаторы . Эта схема также не может обеопечить стабилизации напр жени . Здесь трансформатор служит лишь, дл  того, чтобы повысить напр жение на конденсаторах (дл  уиМеньшени  их емкости) и в процессе стабилизации не участвует; схема замещени  -этого стабилизатора будет состо ть лишь из конденсаторов , присоединенных к генератору . Така  схема не может обеспечить стабилизацию, так как при уменьшении напр жени  ток в конденсаторах уменьшаетс , в то врем  как необходимо, чтобы эта величина возрастала. Если же дл  регулировки напр ж€1ни  применить контактор дл  иэменени  числа витков трансформатора, то тогда тер ютс  все преимущества бесконтактной регулировки..

Данное изобретение основываетс  на использовании, в щел х стабилизации напр жени  синхронного генератора с посто нными магнитами, стабилизатора, состо щего - в эквивалентной схеме-из параллельно соединенных индуктивности с насыщенным сердечником и емкости 1И включаемо го йараллельно на зажимы стабилизируемого генератора. Емкость и индуктивно сть подбираютс  так, чтобы номинальном напр жении машины при холостом ходе в цепи стабилизатора имел место резонанс тока и, следовательно , ток индуктивности был полностью скомпепсирован емкостным током конденсаторов. Прц р-еЖй1М е нагрузки на зажимах генератора . ПОД вли нием внутреннего реактанса, напр жение будет стремитьс  к уменьШению. Но при небольшом у.меньшении напр жени  на зажимах тенератора ток в дросселе , под вли нием уменьшени  насыщени , .нагчнет резко уменьшатьс , а ток конденсаторов останетс  почти без изменени . В результате , суммарный ток стабилизатора , будучи чисто емкостньим, начнет значительно возрастать, тем самым компенсиру  реактивное падение напр жени  генератора и стабилизиру  на его зажим ах напр жение .

Этот основной принцип, согласно изобретению, осуществл етс  в усовершенствованной форл1е -выполнени : дл  уменьшени  емкости конденсаторОВ стабилизатора цоследние включаютс  через трансформатор и в.место независимо-й индуктивности с -насыщенным сердечнико .м используетс  этот же повысительный трансфор матор,. который выполн етс  с насыщенны сердечником .

Дл  того случа , когда напр жение холостого хода генератора н-есколько отличаетс  от заданного ном инального напр жени , первична  обмотка трансформатора может иметь дополнительные витки и отводы , подобно автотрансформатору, чтобы на зажимах нагрузки было бы возможно установить необхОДИмое напр жение.

Изложенное по сн етс  чертежом, на фиг. 1 которого показан.а электрическа  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - та же схема дл  трехфазного генератора. На чертеже обозначено: Г-генератор переменнопо тока -с возбуждением от посто нных 1магн.итов, Т - трансформатор с насыщенной

мапнитной цепью, К -конденсаторы , Д - дроссели. Я - зажимы нагрузим.

Эквивалентна  схема (или схема замещени ) системы Т - Д - К. нр€дставл ет собой контур, состо щий из параллельных емкости и индуктивности, имеющий насыщенный магнитопровод и включенный на генератор Г параллельно. Указанное выше замечание о резонансе токов, наступающем ири холостом ходе генератора с посто нными магнитами, касалось именно схемы замещени . В действительности, в схемах фиг. 1 и 2 резонанс токов наступает в первичной обмотке трансформатора Т, причем в резонанс вступают намагничивающий ток трансформатора и приведениый к первичвой обмотке ток конденсаторов . При условии такого резонанса трансформатор при холостом ходе генератора .потребл ет лищь незначительный активный ток, соответствующий потер м трансформатора и конденсаторов.

При. нагрузкеГенератора, три незначительном падении напр жени  (2-4%), трансформатор начинает потребл ть опережающий (емкостный ) ток тем больше, чем 1бо.льше падение напр жени . Именно наличие этого тока и позвол ет удержать напр жение па должном уровне. Таким образом :в предложенной схеме трансформатор и коиденсапоры обеспечивают автоматическое изменение емкостного тока, т. е. автоматическую ко мпенсацию реактивного тока нагрузки. Очевидно дл  получени  указанной автоматичности паралютры трансформатора и конденсаторов должны быть выбраны в жестком соответствии с параметрами генератора

(э. д. с. холостого хода, ток короткого замыкани , продольный и поперечный реактансы и т. д.).

Ненасыщенные дроссели Д согласно данной схеме подбираютс  так, чтобы наступал резонанс напр жений дл  5-й и 7-й гармонической , т. е. дл  п тикратной и семикратной частоты {по отнощению к основной частоте), что необходимо дл  обеспечени  фильтрующего действи  фильтрдросселеч. При таком выборе дросселей исключаетс  вс ка  возможность резсьнанса напр жений основной частоты, нежелательность которого была указана выше.

Предмет изобретени 

Устройство дл  . стабилизации напр жени  синхронного генерЯтора с возбуждением посто нными, магнитами , состо щее из трансформатора с насыщениьш сердечником, приключенного к генератору параллельно , отличающеес  тем, что во вторичную цепь трансформатора включены соединенные последовательно конденсаторы и дроссели , так соразмеренные, чтобы при номинальном напр жении генератора (во врем  холостого хода) в цепи трансформатора имел место резонанс токов и ток в первичной обмотке трансформатора был минимальных . а при уменьшении напр жени , вызываемом нагрузкой, означенный резонанс нарушалс  вс,1едствие уменьшени  насыщени  и в первичной обмотке трансформатора по вл лс  емкостный ток, компенсирующий реактивное падение напр жени  в генераторе и тем самым стабилизирующий напр жение на зажимах последнего.

№ 66346

I Т Г

Шл