Регуляторы напряжения на магнитных усилителях

Страницы работы

3 страницы (Word-файл)

Содержание работы

3.4.  Регуляторы напряжения на магнитных усилителях

Для регулирования напряжения бесконтактных трехфазных синхронных генераторов используют бесконтактные регуляторы, в которых исполнительным устройством, является магнитный уси­литель (рис. 3.6). Измерительное устройство выполнено с электри­ческим эталоном на нелинейной мостовой схеме с двумя стабилитро­нами. Питание его осуществляется от понижающего трансформа­тора Т1, и трехфазного двухполупериодного выпрямителя. На вы­ходе измерительного устройства включена обмотка управления ωу1, входного однофазного магнитного усилителя AM1. Вторым (выходным) каскадом усиления является трехфазный магнитный усилитель АМ2, нагрузкой которого служит обмотка возбуждения ωвв возбудителя.

Каждый из магнитных усилителей выполнен с внутренней поло­жительной обратной связью. Питаются усилители от подвозбудителя генератора, частота тока которого обычно выше частоты тока генератора(800 Гц вместо 400 Гц). Входной магнитный усилитель, кроме обмотки управления ωу1, имеет также уравнительную обмотку ωур, предназначенную для выравнивания реактивных токов па­раллельно работающих генераторов.

Рис. 3.6.  Принципиальная  электрическая схема регулятора напряжения на магнитных носителях.

Выходной каскад усилителя, помимо обмотки управления ωу2, имеет еще обмотку смещения ωсм, питание которой подводится от трехфазного выпрямителя. Ре­зистором R4, включенным последовательно с обмоткой, устанавли­вается режим работы. Магнитодвижущая сила (м. д. с.) обмотки управления ωу2 и обмотки смещения ωсм противоположны по знаку.

Принцип действия регулятора состоит в следующем. При уве­личении напряжения на зажимах генератора м. д. с. Fу1, создавае­мая обмоткой управления ωу1 первого каскада магнитного усилите­ля, также увеличивается. Вследствие этого снижается ток IУ2, а следовательно, и м. д. с. Fy2 управляющей обмотки второго каскада (рис. 3.7. а). При практически неизменной м.д.с. обмотки смещения рабочая точка второго магнитного усилителя, положение которой определяется разностью м. д. с. обмоток смещения и управления, сдвигается влево. Ток в цепи возбуждения возбудителя Iвв (рис. 3.7, б) уменьшается, и напряжение генератора возвращается к первоначальному значению.

Измерительное устройство регулятора напряжения можно счи­тать безынерционным, рассматривая его как пропорциональное звено, В относительных приращениях его уравнение имеет вид uи,у = kи,уu, где uи,у — относительное приращение напряжения на выходе измерительного устройства; u — относительное прираще­ние среднего значения линейных напряжений синхронного генера­тора; kи,у — коэффициент усиления измерительного устройства с блоком питания.

Магнитные усилители по своим динамическим свойствам экви­валентны апериодическому звену:

                                                    (3.2)

где uвхi — относительные   приращения напряжений на управляющих обмотках магнитного усилителя;    uвых1 — относительное приращение напряжения на   выходе    магнитного     усилителя; ТуА1— постоянная времени магнитного усилителя; kуА1i — коэффициент    усиления магнитного   усилителя   по   i-му входному сигналу.

Рис. 3.7. Выходные характеристики маг­нитных усилителей первого каскада AM1 (а) и второго каскада АМ2 (б)

На вход   первого   каскада магнитного усилителя,  кроме напряжения   от   измеритель­ного устройства uи,у подводится также напряжение uур от измерителя   рассогласова­ния реактивной нагрузки ге­нераторов — к обмотке ωур. Сигнал гибкой обратной связи по току в обмотке возбуждения воз­будителя подводится к стабилизирующей обмотке ωст. В соответ­ствии с (3.2) уравнение регулятора в относительных приращениях примет вид

где kyA1i, kуА1o.c, kyA1yp —  коэффициенты усиления первого каскада соот­ветственно по сигналу от измерительного устройства uи.у, сигналу обратной связи uо.с и сигналу по цепи выравнивания реактивных мощностей uур.

Знак « — », стоящий перед правой частью уравнения, указывает, что увеличение напряжения на управляющей обмотке ведет к умень­шению напряжения на выходе магнитного усилителя. Для второго каскада усилителя АМ2 в относительных приращениях справедли­во уравнение

где uвых2 — напряжение на выходе второго каскада магнитного усилителя;     kуА2 — коэффициент усиления второго каскада магнитного усилителя; ТуА2 — постоянная времени второго каскада магнитного усилителя.

Таким образом, в первом каскаде магнитного усилителя осуще­ствляется усиление напряжения от измерительного устройства и до­полнительно вводимых в систему регулирования сигналов управ­ления. Выходное напряжение первого каскада используется для управления вторым каскадом, рабочие обмотки которого через вы­прямители включены в цепь питания обмотки возбуждения возбу­дителя бесконтактного генератора.

По основному сигналу управления (напряжение от измеритель­ного элемента) передаточная функция регулятора представляет со­бой произведение передаточных функций двух инерционных звень­ев:

Однако, как показывают исследования и расчеты, с достаточной степенью точности два каскада усиления можно заменить одним - эквивалентным инерционным звеном:

                                        (3.3)

где ТуА = ТуА1 + ТуА2 — постоянная    времени  эквивалентного усилителя его    коэффициент   усиления.

Похожие материалы

Информация о работе