Блок коррекции напряжения бкн 1 схема

Корректор напряжения

Корректор напряжения на полупроводниках является релейно-импульс­ным регулятором напряжения на тиристоре (рис. 1.2). На вход корректора (на клеммы 1, 3) с выхода генератора подается напряжение через трансформатор напряже­ния и выпрямитель. Затем это напряжение через Г-образный ФНЧ ( С3, R2) поступает на делитель напряжения

( R1, R7, RP1, RP2). Когда напряжение, снимаемое с делителя, достигнет напряжения пробоя стабилитрона, стабилитрон пробьет­ся и откроется транзистор VT1. Падение напряжения на резисторе R8 откроет транзистор VT2. На управляющем электроде тринистора VS появится поло­жительный потенциал относительно катода за счет падения напряжения на ре­зисторе R12. Тринистор откроется и подаст питание на обмотку управления дросселя отбора. Обмотка управления подсоединена к клеммам 4 и 5. Чем больше напряжение на выходе генератора, тем раньше пробьется стабили­трон и тем больше будет ток в обмотке управления.

Напряжение, снимаемое с делителя, через ФНЧ С1-R3, конденсатор С2 и потенциометр R14 поступает на обмотку возбуждения генератора, подсоеди­ненную к клеммам 1 и 2. По этой цепочке осуществляется гибкая отрицательная обратная связь, которая позволяет бороться с перерегулирова­нием в замкнутой САР и повышает качество переходного процесса.

Потенциометры RP1 и RP2 подсоединены к трансформатору параллель­ной работы (ТПР). Сигнал, снимаемый с этих потенциометров, пропорциона­лен току нагрузки генератора. Поэтому положение движка потенциометра бу­дет влиять на статизм характеристики АРН. Выравнивание статизма парал­лельно работающих генераторов необходимо для того, чтобы реактивная на­грузка между генераторами распределялась поровну или пропорционально их номинальной мощности.

При автономной работе генератора цепь вторичной обмотки ТПР шунтируется и генератор выходит на самую жесткую характе­ристику. С помощью резистора R1 можно изменять уставку генератора, с помо­щью резистора R14 – коэффициент обратной связи. Диод VD1 не допускает встречную полярность на управляющем электроде тринистора, встречная по­лярность вызывает разрушение тринистора. Диод VD6 закорачивает обмотку управления дросселя при изменении полярности на ее входе. Изменение на­правления тока в обмотке управления дросселя вызовет его перемагничива­ние, что приведет к неуправляемым колебаниям напряжения на выходе гене­ратора. Диод VD7 ограничивает встречное напряжение в анодной цепи три­нистора до величины падения напряжения на диоде в прямом включении и тем самым защищает тринистор по анодной цепи от перенапряжения при встречной полярности.

1.3. Автоматический регулятор напряжения генераторов серии МСК завода «Электросила»

Данная система (рис. 1.3) разработана применительно к генераторам с привод­ными высокооборотными дизельными двигателями и паровыми турбинами. В основу АРН положен принцип комбинированного регулятора.

Напряжение поддерживается со статической погрешностью регулирова­ния ±1 % при изменении коэффициента мощности от 0,6 до 1, 0 и колебаниях скорости вращения не более ±2 % в диапазоне нагрузок от 0 до 100 % по отно­шению к номинальным значениям. При параллельной работе в установивших­ся режимах с генераторами разной мощности предусмотрено автомати­ческое распределение реактивных нагрузок с точностью ±10 % от номиналь­ного значения мощности наименее мощного генератора.

При параллельной работе генераторов равномерное распределение реактивных нагрузок осуществляется за счет установки одинакового статизма. Изменение статизма характеристик регулирования напряжения в этой системе преду­смотрено в пределах от 0 до 3 %, изменение уставки – в пределах ±5 % от но­минального напряжения.

Схема включает трансформатор фазового компаундирования с магнит­ным шунтом ТФК, блок силовых выпрямителей VD1…..VD6, корректор на­пряжения КН и блок параллельной работы (добавочное устройство ДУ). Трансформатор ТФК имеет пять обмоток: токовую обмотку LТА , об­мотку напряжения LTV, обмотку питания дросселя отбора LLO, обмотку питания магнитного усилителя и нелинейного узла LA1 и суммирующую обмотку L2. Обмотки LTV и LA1 расположены на общем участке магнитопровода сердечника (до магнитного шунта) и являются обычными обмотками пони­жающего трансформатора. Вторичная обмотка L2 и обмотка LLO расположе­ны на трансформаторе за магнитным шунтом (по отношению к обмотке напря­жения). Обмотка L2 осуществляет питание цепи возбуждения генера­тора, а обмотка LA1 – питание магнитного усилителя и нелинейного узла кор­ректора напряжения. Обмотка LLO с подключенными к ней блоком конденса­торов и дросселем LO обеспечивает надежное самовозбуждение генератора и корректирующее воздействие при отклонениях напряжения.

Самовозбуждение синхронного генератора при холостом ходе произво­дится за счет остаточного подмагничивания. Однако ввиду небольшого значе­ния остаточного напряжения сила тока в цепи обмотки напряжения при срав­нительно большом ее сопротивлении мала и может оказаться недостаточной для самовозбуждения генератора.

Надежное самовозбуждение обеспечивается резонансным контуром, обра­зуемым емкостью конденсаторов С1 и индуктивным сопротивлением об­мотки трансформатора ТФК. Индуктивное сопротивление можно менять путем изменения зазора между магнитным шунтом и сердечником ТФК.

Контур настраивается на резонансную частоту, равную 70-80 % от номинальной часто­ты напряжения на выходе генератора. Внешней нагрузкой на этот контур яв­ляется обмотка возбуждения генератора. При достижении генератором резонансной частоты ток в контуре, а, сле­довательно, и в обмотке L2 резко возрастает, благодаря чему напряжение в обмотке возбуждения генератора становится достаточным для надежного са­мовозбуждения. После достижения номинального напряжения генератора вступает в действие корректор напряжения.

Разомкнутый контур регулирования по возмущению выполнен на базе трансформатора фазового компаундирования. В качестве компаундирующего элемента используется магнитный шунт. Магнитный шунт значительно повы­шает магнитную проницаемость среды, в которой находится обмотка напря­жения ТФК, что приводит к увеличению индуктивного сопротивления этой обмотки. Благодаря этому ток в этой обмотке отстает от напряжения на угол, близкий к 90 0 , что обеспечивает увеличение суммарного магнитного потока в ТФК и, следовательно, тока возбуждения генератора при уменьше­нии коэффициента мощности генератора, т.е. выполняется принцип фазового компаундирования.

Замкнутый контур регулирования по отклонению напряжения выполнен на базе корректора напряжения КН. который содержит из­мерительное устройство, магнитный усилитель, дроссель отбора L0. При ма­лых напряжениях генератора магнитный усилитель А1 независимо от величины тока управления не работает, так как напряжение на рабочих обмотках также мало. Только при напряжении, равном 0,8…0,9 номинального значения, усилитель А1 вступает в действие. Отсутствие тока в цепи его выхода до указанного мо­мента обеспечивает надежное и быстрое самовозбуждение генератора.

Измерительное устройство корректора напряжения состоит из линейной и нелинейной частей.

В линейную часть входит линейный трансформатор TL1, ток выхода которого пропорционален напряжению генератора, и выпря­митель VD25…VD28. Первичная обмотка трансформатора включена на на­пряжение генератора через регулировочный резистор R1 и дополнительное устройство ДУ. После выпрямителя в цепь включен резистор с переменным сопротивлением R2. ВАХ линейного элемента показана на

рис. 1.4, (кривая 1). Нелинейная часть образована сочетанием линейного TL2 и нелинейного TL3 трансформаторов с выпрямителем VD19…VD24. Такое сочетание позво­ляет получить неизменный ток на выходе цепи этой нелинейной части при ко­лебаниях напряжения в широких пределах.

ВАХ нелинейного элемента пока­зана на рис.1.4, (кривая 2). В состав нелинейного элемента входит также дроссель частотной коррекции LK, обеспечивающий постоянство тока на выходе при изменении частоты. В цепь включены регулировочный резистор R2 и резистор термокомпенсации R8. Токи линейной и нелинейной частей измери­тельного устройства на выходе направлены навстречу друг другу и в обмотке управления магнитного усилителя А1 вычитаются. Зависимость тока в об­мотке управления магнитного усилителя А1 от напряжения на выходе генера­тора показана на рис.1.4 (кривая 3). Точка пересечения кривой 3 с осью напряжения соответствует напряжению уставки на выходе генератора.

При отклонении напряжения на выходе генератора от напряжения уставки появляется ток в обмотке управления магнитного усилителя.

В зависимости от того, в какую сторону отклоняется напряжение от уставки (уменьшается или увеличивается), ток в обмотке управления магнитного усилителя будет иметь разное направ­ление. Усилитель будет либо подмагничиваться, либо размагничиваться, что в итоге скажется на величине тока возбуждения генератора, и при этом произойдет стаби­лизация напряжения. Обмотки LOC1, LOC2 магнитного усилителя осуществляют отрицатель­ную обратную связь по выходу корректора напряжения, что позволяет бороть­ся с автоколебаниями в замкнутой САР и обеспечивать устойчивую работу сис­темы. После приближения к номинальному напряжению на выходе генератора всту­пает в действие корректор напряжения.

Нагрузкой на корректор КН является обмотка управления магнитного усилителя А1. При увеличении напряжения ток в этой обмотке будет возрастать. Магнитная проницаемость сердечника усилителя будет уменьшаться, что приведет к уменьшению индуктивного со­противления рабочих обмоток усилителя и увеличению его выходного тока. Магнитный усилитель в свою очередь через выпрямитель VD13…VD18 пи­тает обмотку управления дросселя отбора L0, ток в которой, в связи с этим, возрастает. Это приводит к уменьшению магнитной проницаемости сердечника дросселя от­бора и, следовательно, к уменьшению индуктивного сопротивления рабочих обмоток дросселя. Рабочие обмотки дросселя включены последовательно с обмоткой LLO в ТФК. Поэтому при уменьшении сопротивлений рабочих об­моток дросселя ток в обмотке LLO ТФК увеличится. Обмотка LLO в ТФК намо­тана так, что ее магнитный поток направлен встречно по отношению к маг­нитным потокам обмоток LTV и LTA, т.е. она размагничивает ТФК. Следова­тельно, при увеличении магнитного потока обмотки LLO суммарный магнит­ный поток ТФК будет уменьшаться, что приведет к уменьшению тока возбу­ждения генератора и к стабилизации напряжения на его зажимах.

При умень­шении напряжения на выходе генератора описанный процесс будет проходить в противоположном направлении. Уменьшение напряжения генератора вызо­вет увеличение тока возбуждения, благодаря чему будет восстановлено номи­нальное напряжение генератора.

У дросселя отбора одна и та же обмотка является одновременно рабо­чей обмоткой, и обмоткой управления. Изменение уставки работы генератора можно выполнить с помощью рези­стора R3, изменение статизма – с помощью резистора R2 в блоке ДУ, изменение коэффициента отрицательной обратной связи – с помощью резистора R4.

Источник

Энергооборудование судов

Генераторы синхронные с самовозбуждением. Описание работы корректора напряжения. Принцип действия электродвигателя постоянного тока типа ПГ1500/225.ОМ4. Предназначение и состав электроэнергетической системы. Устройство и работа рулевой машины.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Генераторы синхронные типа МСК с самовозбуждением

Тип генератора: МСК 375 — 1000. Мощность при tC окружающего воздуха t=50С и охлаждающей воды t=32°С при замкнутом цикле вентиляции P=260 кВт (такая же и при разомкнутом цикле вентиляции).

Генераторы допускают эпизодически (до 5 периодов за год) кратковременную до 2 ч работу с номинальной мощностью при tС окружающей среды до плюс 60°С.

Через 30 минут после прогрева в номинальном режиме при изменении нагрузки генератора от 0 до 100, частоты вращения генератора на 2, коэффициента мощности от 0.6 до 1.0 установившееся отклонение напряжения от номинального значения не должно превышать 1 как при одиночной, так и при параллельной работе генераторов с уравнительными соединениями.

Коэффициент амплитудной модуляции напряжения на выводах генератора, обусловленной генератором и его системой возбуждения, не должен превышать 0,4.

При любом тепловом состоянии генератора при нагрузке, лежащей в пределах от 0 до 100 и коэффициенте мощности от 0,6 до 1,0 система самовозбуждения обеспечивает плавное изменение уставки напряжения в пределах 5 от номинального.

В качестве выносного резистора для дистанционного изменения уставки напряжения можно использовать любой переменный резистор на 1000 Ом, 15 Вт.

Система самовозбуждения (ССВ) обеспечивает надежное самовозбуждение генераторов при вращении на холостом ходу с частотой 95 от номинальной в том случае, если остаточная Э.Д.С. генератора при номинальной частоте вращения составляет не менее 1 от номинального напряжения.

ССВ обеспечивает величину установившегося трехфазного тока короткого замыкания не менее трехкратной от номинального тока.

Генераторы с ССВ выдерживают без повреждений трехфазное короткое замыкание в течение 5 сек.

Генераторы при номинальных значениях напряжения и частоты при любом тепловом состоянии выдерживают следующие возникающие эпизодически перегрузки по току:

25 в течение 30 мин cos = 0,7

50 в течение 5 мин cos = 0,7

Примечание: при cos свыше 0,8 допускается работа генераторов в течение 2 ч при 10 перегрузке по току.

Превышение температуры в перегрузочных режимах не нормируется. После режима перегрузки генераторы остаются пригодными для дальнейшей работы, как в номинальном, так и в последующих перегрузочных режимах, в течение оставшегося ресурса. При перегрузках свыше 10 установившееся отклонение напряжения не нормируется.

Генераторы обеспечивают длительную работу при несимметричной нагрузке фаз с коэффициентом небаланса токов до 25 при условии, что ни в одной из фаз генератора ток не превысит номинального значения. Коэффициент небаланса напряжений при этом не должен превышать 5.

Допускается включение генераторов на параллельную работу методом самосинхронизации при скольжении 5 и замкнутом аппарате гашения поля.

Генераторы предназначаются для параллельной работы с другими генераторами по схеме с уравнительными соединениями и без них.

Параллельная работа генератора по схеме с уравнительными соединениями возможна и с генераторами других типов только при наличии у последних аналогичных систем регулирования напряжения.

Параллельная работа генератора без уравнительных соединений возможна с генераторами других типов, имеющими идентичные характеристики регулирования напряжения.

При параллельной работе двух и более генераторов при изменении нагрузки наиболее нагруженного генератора от холостого хода до 100 при работе с уравнительными соединениями неравномерность распределения реактивной нагрузки не более 10 от номинальной реактивной мощности меньшего генератора при соотношении мощностей 3:1.

При работе без уравнительных соединений указанная неравномерность должна быть не более 12.

Необходимо обеспечить неравномерность распределения активных мощностей генераторов не более 10 от мощности меньшего генератора.

При параллельной работе генератора без уравнительных соединений система регулирования напряжения обеспечивают статическую характеристику регулирования.

Плавное изменение величины статизма обеспечивается в пределах от 0 до 3.

Отклонение напряжения от принятой статической характеристики должно составлять не более 1.

Распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами, обеспечивается при одинаковом статизме характеристик систем регулирования напряжения генератора величиной 3. Указанный статизм устанавливается на предприятии — изготовителе.

Параллельная работа генераторов с сетью большой мощности производится без уравнительных соединений по статической характеристике регулирования напряжения.

При этом возможен плавный переход реактивной нагрузки с генератора на сеть и обратно путем изменения величины сопротивления уставки (СУ).

Генератор допускает автономную и параллельную работу при статизме механических характеристик первичных двигателей от 0 до 4.

1.1 Устройство и работа составных частей генератора (Системы самовозбуждения с корректором напряжения)

Вся аппаратура системы самовозбуждения и регулирования напряжения выполнена в виде отдельных блоков. Трансформатор (ТКШ), отсасывающий дроссель (ДО), силовой выпрямитель (СВ), блок сопротивлений (БС), шунт (Ш), и конденсаторы защиты радиоприема (1КЗ, 2КЗ) установлены внутри сварного металлического каркаса, снабженного съемными боковыми стенками, а также крышкой для обеспечения легкого доступа ко всем блокам.

Каркас с встроенными элементами называется блоком системы самовозбуждения (БСВ). Блок конденсаторов устанавливается отдельно в любом свободном месте. Блок корректора напряжения устанавливается на распределительном щите генератора.

1.2 Описание работы системы самовозбуждения

Генераторы МСК выполнены с самовозбуждением. В них часть электрической энергии переменного тока, вырабатываемой генератором, преобразуется в электрическую энергию постоянного тока, которая используется для возбуждения генератора. Преобразование энергии осуществляется с помощью статической системы возбуждения. Постоянный ток, протекая по обмотке возбуждения генератора, создает основной магнитный поток, индуктирующий в обмотке статора ЭДС.

Для того, чтобы напряжение генератора при любой нагрузке оставалось неизменным, необходимо, чтобы его ток возбуждения менялся в соответствии с величиной и характером нагрузки. Такое изменение тока возбуждения генератора обеспечивается системой возбуждения. Для этого в статической системе генератора МСК использован принцип фазового компаундирования, заключающийся в электромагнитном сложении двух составляющих тока возбуждения: составляющей — по напряжению генератора, и составляющей, пропорциональной току генератора, сдвинутых друг относительно друга од углом, зависящим от характера нагрузки. Процесс электромагнитного сложения составляющих тока возбуждения, а также выпрямления тока осуществляется силовой частью статической системы возбуждения, включающей в себя компаундирующий трансформатор ТКШ и силовой выпрямитель СВ. Точность поддержания напряжения обеспечивается совместной работой схемы фазового компаундирования и корректора напряжения (БКН-6Б), воздействующего на управление дросселем отсоса ДО, который служит для перераспределения размагничивающей МДС трансформатора между его обмотками.

Начальное возбуждение генератора осуществляется от остаточного напряжения через систему самовозбуждения.

Для обеспечения начального самовозбуждения генератора в системе применен резонансный контур, образованный из конденсаторов БК и индуктивности трансформатора, обусловленный наличием магнитного шунта и настроенный на резонанс при частоте, близкой к номинальной.

Из схемы видно, что токовые обмотки ОТ трансформатора ТКШ включены в цепь статора последовательно с нагрузкой. Обмотки напряжения ОН соединены в треугольник и подключены на шины генератора.

На соединенные в звезду обмотки ОДО трансформатора подключены дроссель отсоса и блок конденсаторов.

Обмотка возбуждения генератора питается от обмотки ОСВ через трехфазный выпрямительный мост.

Блок корректора напряжения БКН-6Б включен на обмотки трансформатора ОК.

Ток возбуждения генератора пропорционален потокосцеплению обмотки ОСВ трансформатора ТКШ. Потокосцепление обмотки ОСВ определяется суммарной МДС, создаваемой всеми обмотками трансформатора. При этом МДС, обмоток напряжения и токовой, складываются геометрически под углом 90 при активной нагрузке генератора и являются намагничивающими.

МДС обмотки питания силового выпрямителя (ОСВ) и обмотки питания конденсатора и отсасывающих дросселей (ОДО) также складываются геометрически и являются размагничивающими.

При отсутствии корректора схема действует следующим образом.

При холостом ходе генератора намагничивающая МДС обмотки ОТ отсутствует.

При изменении величины нагрузки МДС обмотки ОН изменяется незначительно, а МДС обмотки ОТ, совпадая по фазе с током нагрузки, изменяется пропорционально с током нагрузки.

Из диаграммы видно, что при неизменном токе в обмотках напряжения ОН и токи нагрузки в обмотках ОТ с уменьшением коэффициента мощности (Cos2 Cos1) ток вторичной обмотки ОСВ (IОСВ) возрастает (IОСВ2 IОСВ1), при этом возрастает и ток ротора.

Таким образом, суммарная МДС изменяется в зависимости от величины нагрузки и коэффициента мощности. Однако схема фазового компаундирования не обеспечивает требуемой точности поддержания напряжения. Для обеспечения требуемой точности поддержания напряжения предусмотрен корректор напряжения.

При изменении напряжения генератора изменяется ток выхода корректора, что вызывает изменение тока дросселя отсоса ДО.

В результате этого изменяется размагничивающая МДС обмоток ОДО ОСВ, что приводит к изменению напряжения и тока обмотки возбуждения и к восстановлению напряжения генератора.

1.3 Описание работы корректора напряжения

Корректор напряжения является релейно-импульсным регулятором с усилителем мощности на тиристоре.

Функциональная схема корректора напряжения БКН-6Б приведена в приложении 3. Измерительный орган обеспечивает измерение каждой полуволны напряжения генератора. Силовой тиристор работает в релейном режиме с постоянным углом регулирования, что обеспечивается определенным включением корректора.

Основными элементами измерительного органа являются переключающий триггер (полупроводниковое реле, срабатывающее при подаче на его вход определенного по величине напряжения), выполненный на транзисторах Т1 и Т2 (тип п-р-п и р-п-р), и источник эталонного напряжения — стабилитрон В3.

На вход триггера и в цепь его питания через диод В1 подается напряжение, пропорциональное И 1-3 (см. рис. 3). Тиристор В4 включается на напряжение U 1-5 последовательно с цепью управления дросселя отсоса. Точка «1» является общей для катода тиристора В4 и управляющей схемы. Если амплитуда измеряемого напряжения U 1-3 превышает напряжение установленное, то напряжение на резисторе R1 превышает напряжение стабилизации стабилитрона В3 и переключающий триггер открывается. В этом режиме импульсы управления, образующиеся в момент, соответствующий амплитудному значению напряжения U 1-3, каждый положительный полупериод подаются в цепь управляющего электрода тиристора В4. Тиристор будет открыт в течение времени -, где — угол регулирования (см. рис. 3).При этом по обмоткам дросселя отсоса протекает ток, приводящий к уменьшению возбуждения генератора.

В режиме снижения напряжения триоды переключателя закрываются, и тиристор отключит обмотки ДО. Ток управления уменьшается с постоянной времени, определяемой значениями L, R дросселя отсоса и параметрами обратного диода В7.

В замкнутой системе регулирования среднее значение тока в обмотке ДО зависит от отношения количества полупериодов открытого и закрытого состояния тиристора на протяжении одного цикла регулирования. Температурная стабилизация порога срабатывания триггера обеспечивается за счет последовательного включения стабилитрона В3 в цепь эмиттера триода Т1.

Величина необходимого сигнала для срабатывания и отпускания триггерного переключателя определяется сопротивлениями резисторов R6 и R11. Для ограничения амплитуды тока, проходящего через управляющий электрод тиристора В4, в схему встраивается резистор R13. Сопротивление резистора R8 определяет максимальный коллекторный ток триода Т1 и совместно с сопротивлением резистора R10 (сопротивление прямой связи между триодами Т1 и Т2) обеспечивает надежное запирание Т2 в процессе регулирования напряжения.

Сопротивление резистора R9 обеспечивает требуемое смещение стабилитрона В3.

Диод В2 ограничивает величину обратного напряжения на эммитер-базовом переходе Т1. Соотношение сопротивлений резисторов R12 и R13 выбирается таким, чтобы обеспечивать надежное включение тиристора и ограничить величину обратного напряжения на переходе катод-управляющий электрод тиристора.

Неуправляемые диоды В5 и В7 позволяет снять с перехода анод-катод тиристора обратную полуволну напряжения, что значительно уменьшает вероятность выхода его из строя.

Измеряемое напряжение на схему измерительного органа подается через низкочастотный фильтр, состоящий из резисторов R5 (резистор точной уставки напряжения), R2 и конденсатора С3, фильтр обеспечивает выделение первой гармонической измеряемого напряжения, пропорциональной напряжению синхронного генератора.

На резисторы R7, RП 1 и RП 2, включенные последовательно с резистором грубой уставки R 1, подается напряжение обратной связи. Это напряжение формируется низкочастотным фильтром на конденсаторах С1, С2 и резисторе R3. Цепь обратной связи подключается к ротору генератора через резистор R15 и к аноду тиристора В4 через резисторы R4 и R14. Элементы обратной связи служат для обеспечения устойчивого регулирования в статических и динамических режимах. Диод В8 обеспечивает защиту электролитического конденсатора С1 при неправильном подключении цепи обратной связи к ротору.

Источник

Оцените статью
REMNABOR
Adblock
detector