РЕГУЛЯТОР ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ

РЕГУЛЯТОР ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ


RU (11) 2311723 (13) C1

(51) МПК
H02P 9/12 (2006.01)
H02P 1/50 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006123103/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.06.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.06.29 
(45) Опубликовано: 2007.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 873468 A1, 15.10.1981. RU 2211527 C2, 27.08.2003. RU 38253 U1, 27.05.2004. RU 2084075 С1, 10.07.1997. SU 983966 A1, 23.12.1982. SU 1674344, 30.08.1991. GB 1217564 А, 31.12.1970. US 4038589 А, 26.07.1977. DE 2433619 А, 29.01.1976. ЕР 0152719 A1, 28.08.1985. WO 93/20614 A1, 14.10.1993. 
(72) Автор(ы): Ашрапов Фархат Умарович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Ашрапов Фархат Умарович (RU) 
Адрес для переписки: 141090, Московская обл., г. Юбилейный, ул. Соколова, 7/4, кв.131, А.А.Андрианову 

(54) РЕГУЛЯТОР ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления током возбуждения преимущественно электрических машин. Техническим результатом является упрощение, уменьшение массы и габаритов, повышение надежности регулирования тока возбуждения в условиях выхода рабочих характеристик электрической машины за пределы номинальных. В регуляторе тока возбуждения использованы две управляемые ключевые схемы и разрядник, выполненный на двух диодах и конденсаторе. На конденсаторе обеспечивается гашение поля развозбужнения при подаче управляющих сигналов. Управляющие сигналы формируются при выходе измеряемых величин параметров электрических машин за пределы номинальных значений с датчиков, например, выходного напряжения, мощности, скорости вращения, момента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах управления током возбуждения преимущественно электрических машин.

Известны регуляторы в системах возбуждения электрических машин (Авт. св. СССР №714602, Н02р 9/14, 1978 [1] и Авт. св. СССР №873368, Н02р 9/14, 1976 [2]).

Недостатком известных регуляторов является сложность их реализации и недостаточно высокое быстродействие.

Наиболее близким к заявляемому объекту по совокупности существенных признаков является регулятор тока возбуждения с защитой от перенапряжения, например, в системе возбуждения синхронных электрических машин (см. Авт. св. СССР №1259466, Н02р 9/14, 1984) [3], включающий возбудитель, подключенный положительным выводом к первому выводу обмотки возбуждения синхронной машины, а отрицательным выводом через автомат гашения поля - ко второму выводу обмотки возбуждения, разрядник, включенный между первым и вторым выводами обмотки возбуждения, первую цепь управления разрядником, соединенную вторым выводом с выводом одного из пороговых элементов второй цепи управления разрядником, а управляющий пороговый элемент включен между анодом и управляющим электродом второго тиристора.

Недостатком данного объекта является то, что разрядник выключается только при снятии напряжения с обмотки возбуждения, что ограничивает область применения данного устройства.

Целью изобретения является упрощение регулятора возбуждения в установках, имеющих обмотку возбуждения, преимущественно в электрических машинах, уменьшение его массы и габаритов, повышение надежности регулирования тока возбуждения в условиях выхода рабочих характеристик установки за пределы номинальных.

Сущность изобретения заключается в том, что решение поставленных задач достигается путем применения двух управляемых ключевых схем и разрядника, выполненного на двух диодах и конденсаторе путем гашения поля развозбуждения на конденсаторе.

Возможность достижения поставленной цели достигается за счет того, что энергия, накапливаемая в обмотке возбуждения, через концы обмотки поступает в схему и подзаряжает конденсатор. Для работы регулятора необходимо выполнение следующего условия:



где

L - индуктивность обмотки возбуждения;

I - ток в обмотке возбуждения;

С - емкость конденсатора;

U - напряжение на выходе возбудителя;

U - допустимое приращение напряжения на конденсаторе.

Регулятор тока возбуждения представлен на фиг.1 и содержит конденсатор, обкладки которого 1 и 2 подключены к выводам «+» 3 и «-» 4 возбудителя соответственно, «+»-й вывод 3 возбудителя через ключевую схему 5 подключен к первому входу 6 обмотки возбуждения 12, второй вход 8 которой через ключевую схему 7 подключен к «-»-му выводу 4 возбудителя, выход ключевой схемы 5 подключен к катоду диода 11, анод которого подключен к «-»-му выводу 4 возбудителя, а вход ключевой схемы 7 - к аноду диода 10, катод которого подключен к «+»-му выводу 3 возбудителя, ввод 9 управляющего сигнала регулятора подведен к управляющим входам ключевых схем 5 и 7. При этом ключевые схемы 5 и 7 проводят электрический ток при подаче на их управляющие входы управляющего сигнала с ввода 9, который поступает на ключевые схемы 5 и 7 при выходе электрической машины за пределы рабочего режима. Ключевые схемы 5 и 7 могут быть выполнены на силовых транзисторах, а управляющий сигнал может формироваться при выходе измеряемых величин параметров электрических машин за пределы номинальных значений с датчиков, например, выходного напряжения, мощности, скорости вращения, момента.

Регулятор работает следующим образом.

Возбуждение электрических машин с использованием предлагаемого регулятора начинается при подаче сигнала управления (в t 1 на фиг.2) с контролирующего режим работы электрической машины датчика через ввод 9 на управляющие входы ключевых схем 5 и 7. При этом ключевые схемы 5 и 7 открываются и начинают проводить электрический ток. Ток от возбудителя через ввод 3 и ключевую схему 5 поступает на первый вход 6 обмотки 12 возбуждения электрической машины. Ток через входы 6 и 8 обмотки 12 возбуждения нарастает (t1-t2 на фиг.2) со скоростью, пропорциональной приложенному к входам 6 и 8 обмотки 12 возбуждения напряжению и обратно пропорциональной индуктивности обмотки 12 возбуждения электрической машины.

Когда ток через входы 6 и 8 обмотки 12 возбуждения достигнет значения, при котором электрическая машина выходит в рабочий режим (в t 2 на фиг.2), с контролирующего режим работы электрической машины датчика прекращается поступление управляющего сигнала через ввод 9 на управляющие входы ключевых схем 5 и 7. Ключевые схемы 5 и 7 закрываются и перестают проводить электрический ток. Ток через входы 6 и 8 обмотки возбуждения 12 уменьшается, напряжение на этих входах меняет полярность на обратную.

Когда напряжение на входах 6 и 8 обмотки 12 возбуждения превысит напряжение на обкладках 1 и 2 конденсатора, диоды 10 и 11 становятся проводящими, а ток через входы 6 и 8 обмотки 12 возбуждения уменьшается. При снижении тока через входы 6 и 8 обмотки возбуждения 12 до значения, при котором электрическая машина начинает выходить из рабочего режима, на управляющие входы ключевых схем 5 и 7 через ввод 9 снова поступит управляющий сигнал с контролирующего режим работы электрической машины датчика. Ключевые схемы 5 и 7 снова открываются и процесс регулирования тока возбуждения электрической машины повторяется (t2-t3 на фиг.2), поддерживая среднее значение тока через концы 6 и 8 обмотки 12 возбуждения.

Величина колебаний тока через входы 6 и 8 обмотки возбуждения 12 зависит от длительности включения и выключения ключевых схем 5 и 7. С уменьшением длительности этих переключений амплитуда колебаний тока в обмотке возбуждения 12 уменьшается. При использовании в качестве ключевых схем силовых транзисторов могут быть обеспечены минимально допустимые колебания тока через входы 6 и 8 обмотки 12 возбуждения.

При аварийном выходе электрических машин из рабочего режима, например при сбросе нагрузки, когда электрическая машина работает в режиме генератора, развозбуждение электрической машины достигается путем прекращения подачи управляющего сигнала с ввода 9 на управляющие вводы ключевых схем 5 и 7 (в t3 на фиг.2).

Для эффективной работы системы ограничения обратных напряжений на входах 6 и 8 обмотки 12 возбуждения необходимо, чтобы энергия, накопленная в этой обмотке, при ее уменьшении (уменьшении тока в обмотке возбуждения) на входах 6 и 8 не приводила к увеличению напряжения U на обкладках конденсатора 1 и 2 на недопустимую величину U, в соответствии с соотношением (1).

Литература

1. Авт. св. СССР №714602 Н02р 9/14, 1978.

2. Авт. св. СССР №873368 Н02р 9/14, 1976.

3. Авт. св. СССР №1259466 Н02р 9/14, 1984.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Регулятор тока возбуждения, содержащий положительный и отрицательный вводы возбудителя, разрядник, подключенный одним и другим своими выводами к первому и второму входам обмотки возбуждения, второй вход которой подключен ко входу автомата гашения поля, выход которого соединен с отрицательным вводом возбудителя, отличающийся тем, что разрядник выполнен в виде диода, катод которого является первым выводом разрядника, а анод соединен с отрицательным выводом возбудителя и соответствующей обкладкой конденсатора, другая обкладка которого соединена с положительным вводом возбудителя и катодом другого диода, анод которого является другим выводом разрядника, а автомат гашения поля выполнен в виде ключевой схемы, вход которой подключен к положительному вводу возбудителя, а выход соединен с первым входом обмотки возбуждения, второй вход которой подключен ко входу в другую ключевую схему, выход которой соединен с отрицательным выводом возбудителя, а управляющие входы ключевых схем соединены со входом управляющего сигнала регулятора.

2. Регулятор тока возбуждения по п.1, отличающийся тем, что в качестве ключевых схем применены силовые транзисторы.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru