Регулятор знакопеременного возбуждения.

Основной особенностью автоматического регулятора знакопеременного возбуждения, обусловленной задачей обеспечения искусственной устойчивости СК в режиме потребления реактивной мощности, является его быстродействие и необходимость формирования сигнала по отклонению угла δ от значения, близкого к π/2 [9]. Он применяется на СК с тиристорным бесщеточным возбуждением [10]. Реверсивный возбудитель состоит из двух встречно включенных тиристорных преобразователей. При безщеточном возбуждении обмотка ротора состоит из двух параллельных ветвей LG1, LG2 (рис. 3.1), каждая из которых подключена к вращающимся диодным выпрямителям VS1, VS 2, питаемым от двух обращенных синхронных генераторов GE1, GE2. Генераторы имеют тиристорное возбуждение — тиристорные преобразователи VST1, VST2, подключенные через трансформатор Т к выводам СК. Тиристорные преобразователи в режиме выпрямления через устройства управления УУ1, УУ2 — формирователи импульсов токов i_и.у включения тиристоров управляются положительным и отрицательным напряжением ±U_рег реверсивного автоматического регулятора.

В режиме генерирования реактивной мощности напряжение U_регположительно, возбуждение создается первым возбудителем — GEl, VS1, VST1. Оно пропорционально положительному отклонению напряжения U_шот предписанного ∆U = U_ш.пр — U_ши его производной в соответствии с характеристикой измерительного органа напряжения ИОН регулятора - f(U_ш) (рис. 3.2,а).

При напряжении U _ш > U _ш._пр регулирующее воздействие U_per отрицательно. При этом VST1 закрывается и вступает в действие второй возбудитель — GE2, VS2, VST2, создающий отрицательное возбуждение. После достижения граничного режима по потребляемой реактивной мощности СК стремится к выпадению из синхронизма — его внутренний угол δ увеличивается. При достижении им значения δ > π/4 начинается формирование сигнала измерительным органом угла ИОУ, характеристика которого U_∆δ=f(U_ш) показана на рис. 3.2,б.

Рис.3.1. Функциональная схема автоматической системы регулирования возбуждения синхронного компенсатора с реверсивным безщеточным возбуждением

Рис.3.2. Характеристики измерительных органов:

а — напряжения; б — угла; в — суммарная характеристика измерительной части; г — графики, иллюстрирующие формирование выходного напряжения измерительного органа угла автоматического регулятора знакопеременного возбуждения

При этом напряжение U_perпропорционально сумме сигналов измерительных органов U_∑= -U_∆u/max+ U_∆δ(рис. 3.2,в). После достижения углом значения δ = π/3 положительное напряжение U_∆δстановится равным ограниченному абсолютному значению отрицательного напряжения | — U_∆u/max |, суммарное напряжение U_∑=0 (рис. 3.2,в). Соответственно снижается до нуля и регулирующее воздействие ( U_per = 0). Синхронный компенсатор работает при отсутствии возбуждения с углом δ = π/3. Потребляемая реактивная мощность согласно характеристике на рис. 2.1,в практически равна Q_ск.гр. Дальнейшее нарастание угла δ по мере выпадения СК из синхронизма обусловливает положительные напряжения U_∑и U_per (рис. 3,2,в). Снова вступает в действие первый возбудитель, создающий положительное возбуждение: выпадение из синхронизма СК прекращается, угол δ уменьшается. Но при δ = π/3 напряжение U_per снижается до нуля и при дальнейшем уменьшении угла становится отрицательным. Начинает работать второй возбудитель, создающий отрицательное возбуждение, что приводит к возрастанию угла δ. Таким образом, благодаря знакопеременному возбуждению, компенсатор искусственно удерживается в синхронизме при угле δ ≈ π/3 и потребляет реактивную мощность — Q_ск.гр.

Быстродействие измерительного органа угла обеспечивается принципом его действия. Напряжение U_∆δформируется запоминанием мгновенного значения синусоидального напряжения, например фазы А, статора и_а путем заряда конденсатора в момент появления импульса и_ш от индукционного измерительного преобразователя (датчика) угла ИПУ (рис. 3.2,г).

Датчик угла положения ротора СК состоит из постоянного магнита с обмоткой (см. рис. 3.1), расположенного на статоре СК у торца вала ротора. На торце вала размещена пластина из магнитного материала, перекрывающая зазор между полюсами постоянного магнита в момент времени, смещающийся относительно момента перехода через нуль мгновенным значением напряжения и_а с изменением угла δ. В момент перекрытия зазора между полюсами постоянного магнита в обмотке индуцируется импульс напряжения u _и, положение которого на оси времени (в пределах первой четверти периода и_а) определяется углом δ. Соответственно 1 раз за период изменяется напряжение U_∆δна запоминающем конденсаторе (рис. 3,2,г).

Измерительные органы напряжения ИОН, токов статора НОТ и возбуждения И0ТВ1, И0ТВ2 (регулятор не допускает длительной перегрузки СК) в полупроводниковом регуляторе выполнены на диодных элементах сравнения с 12-фазными выпрямителями и поэтому не содержат частотных фильтров.

Дата добавления: 2015-07-11