RU95920U1 - SYNCHRONOUS GENERATOR VOLTAGE REGULATOR - Google Patents

Abstract

Регулятор напряжения синхронного генератора, содержащий трансформаторно-выпрямительный блок, вход которого подключен к основной обмотке синхронного генератора, а выход - к входу измерительного органа напряжения, выход которого соединен с входом модулятора ширины импульсов, выход которого через блок усиления и полупроводниковый ключ подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, отличающийся тем, что в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а также введены датчик тока, датчик измерения коэффициента мощности, подключенные к основной обмотке синхронного генератора, и блок измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами. The voltage regulator of a synchronous generator, containing a transformer-rectifier unit, the input of which is connected to the main winding of the synchronous generator, and the output is to the input of the measuring voltage organ, the output of which is connected to the input of the pulse width modulator, the output of which is connected to the field winding through the amplification unit and the semiconductor switch synchronous generator, characterized in that a neural network pulse width modulator is used as a pulse width modulator, and a current sensor, a sensor are also introduced IR power factor measurements connected to the main winding of the synchronous generator, and a unit for measuring the rate of change of the excitation current connected to the field winding of the synchronous generator, the outputs of the current sensor, the sensor for measuring the power factor and the unit for measuring the rate of change of the excitation current of the synchronous generator are connected to the inputs of the neural network modulator width pulses with four input parameters.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для создания автоматических регуляторов напряжения синхронных генераторов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to create automatic voltage regulators of synchronous generators.

Известен регулятор напряжения синхронного генератора (патент РФ №2095937, кл. Н02Р 9/30, 1997), состоящий из измерительного органа напряжения, усилителя мощности. Работа регулятора напряжения заключается в том, что измеряется напряжение синхронного генератора, и подается на обмотку возбуждения генератора, величина которого определяется в зависимости от измеренных величин.Known voltage regulator of a synchronous generator (RF patent No. 2095937, CL H2R 9/30, 1997), consisting of a measuring voltage organ, power amplifier. The work of the voltage regulator is that the voltage of the synchronous generator is measured, and fed to the excitation winding of the generator, the value of which is determined depending on the measured values.

Существенным недостатком данного регулятора является невысокая точность поддержания постоянства напряжения синхронного генератора в динамических режимах работы.A significant drawback of this regulator is the low accuracy of maintaining a constant voltage of the synchronous generator in dynamic operating modes.

Известен регулятор напряжения синхронного генератора (патент РФ №66871, кл. Н02Р 9/30, 2007), состоящий из измерительного органа напряжения, подключенного к основной обмотке синхронного генератора, блока вычисления скорости изменения напряжения, вход которого подключен к выходу измерительного органа напряжения, выходы которых подключены к входам нечеткого контроллера, выход которого подключен к обмотке возбуждения через усилитель мощности.Known voltage regulator of a synchronous generator (RF patent No. 66871, class Н02Р 9/30, 2007), consisting of a voltage measuring organ connected to the main winding of a synchronous generator, a voltage change rate calculation unit, the input of which is connected to the output of the voltage measuring organ, outputs which are connected to the inputs of a fuzzy controller, the output of which is connected to the field winding through a power amplifier.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому и является регулятор напряжения генератора РНТ-115 (Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов, в двух томах / под ред. С.А.Грузкова, том 1, стр.290), состоящий из измерительного органа напряжения, подключенный к основной обмотки синхронного генератора через трансформаторно-выпрямительный блок, блока усиления, модулятора ширины импульсов, полупроводникового ключа. Работа регулятора напряжения заключается в том, что измеряется напряжение синхронного генератора, которое сравнивается с эталонным и подается на модулятор ширины импульсов, в котором формируется импульс, отпирающий полупроводниковый ключ, питающий обмотку возбуждения возбудителя.The closest in technical essence and the achieved results to the claimed one is the voltage regulator of the RNT-115 generator (Aircraft electrical equipment: a textbook for high schools, in two volumes / edited by S. A. Gruzkov, volume 1, p. 290), consisting of voltage measuring organ connected to the main winding of the synchronous generator through a transformer-rectifier unit, an amplification unit, a pulse width modulator, a semiconductor key. The work of the voltage regulator is that the voltage of the synchronous generator is measured, which is compared with the reference one and is supplied to the pulse width modulator, in which a pulse is generated, which unlocks the semiconductor switch that feeds the excitation winding of the exciter.

Известны недостатки данного регулятора: длительное время регулирования напряжения и провалы напряжения генератора в динамических режимах работы.The disadvantages of this controller are known: a long time of voltage regulation and voltage dips of the generator in dynamic modes of operation.

Задача предлагаемой полезной модели - повышение качества регулирования напряжения путем увеличения быстродействия регулирования напряжения при изменении тока нагрузки синхронного генератора.The objective of the proposed utility model is to improve the quality of voltage regulation by increasing the speed of voltage regulation when the load current of a synchronous generator changes.

Поставленная задача достигается тем, что в регуляторе напряжения синхронного генератора, содержащем трансформаторно-выпрямительный блок, вход которого подключен к основной обмотке синхронного генератора, а выход - к входу измерительного органа напряжения, выход которого соединен с входом модулятора ширины импульсов, выход которого через блок усиления и полупроводниковый ключ подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, в отличии от прототипа, в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а так же введены датчик тока, датчик измерения коэффициента мощности, подключенные к основной обмотке синхронного генератора, и блок измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами.The task is achieved in that in the voltage regulator of a synchronous generator containing a transformer-rectifier unit, the input of which is connected to the main winding of the synchronous generator, and the output is to the input of the measuring voltage organ, the output of which is connected to the input of the pulse width modulator, the output of which is through the amplification unit and a semiconductor switch is connected to the excitation winding of a synchronous generator, in contrast to the prototype, a neural network modulator of width is used as a pulse width modulator s of pulses, as well as a current sensor, a power factor measurement sensor connected to the main winding of the synchronous generator, and an excitation current change rate measuring unit connected to the excitation winding of the synchronous generator, outputs of the current sensor, power factor measurement sensor, and change rate measuring unit the excitation current of the synchronous generator is connected to the inputs of the neural network modulator of the pulse width with four input parameters.

Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. приведена функциональная схема регулятора напряжения.The essence of the claimed utility model is illustrated in the drawing. In FIG. The functional diagram of the voltage regulator is shown.

Регулятор напряжения содержит обмотку синхронного генератора 1, подключенного к входу трансформаторно-выпрямительного блока 2, выход которого подключен к входу измерительного органа напряжения 3, выход которого подключен к второму входу нейросетевого модулятора ширины импульсов, так же к системе подключены датчик тока 4, датчик измерения коэффициента мощности 5 и датчик измерения скорости изменения тока возбуждения 6. Выходы которых подключены к первому, третьему и четвертому входам нейросетевого модулятора ширины импульсов 7, который подключен к входу блока усиления 8. Блок усиления подключен к входу полупроводникового ключа 9, включенного последовательно с обмоткой возбуждения 10.The voltage regulator contains a winding of a synchronous generator 1 connected to the input of the transformer-rectifier unit 2, the output of which is connected to the input of the voltage measuring organ 3, the output of which is connected to the second input of the neural network pulse width modulator, the current sensor 4, the coefficient measurement sensor are also connected to the system power 5 and a sensor for measuring the rate of change of the excitation current 6. The outputs of which are connected to the first, third and fourth inputs of the neural network modulator of the pulse width 7, which It is connected to the input of the amplification unit 8. The amplification unit is connected to the input of the semiconductor switch 9, connected in series with the field winding 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При изменении величины и характера нагрузки изменяется напряжение основной обмотки синхронного генератора 1, изменяются значения выходных сигналов измерительного органа напряжения 3, датчика тока 4 и датчика измерения коэффициента мощности 5, что вызывает изменение сигнала на выходе нейросетевого контроллера 7, который через блок усиления 8 воздействует на полупроводниковый ключ 9, тем самым изменяется воздействие на обмотку возбуждения синхронного генератора 10, а также изменяется значение на выходе блока измерения скорости изменения тока возбуждения 6 (при изменении сигнала на обмотке возбуждения 10) в результате чего на основной обмотке синхронного генератора 1 устанавливается номинальное значение напряжения.When the magnitude and nature of the load changes, the voltage of the main winding of the synchronous generator 1 changes, the values of the output signals of the voltage measuring element 3, the current sensor 4 and the power factor measurement sensor 5 change, which causes a change in the signal at the output of the neural network controller 7, which acts on the amplification unit 8 a semiconductor switch 9, thereby changing the effect on the excitation winding of the synchronous generator 10, and also changing the value at the output of the measuring unit of the rate of change t excitation eye 6 (when the signal changes on the excitation winding 10) as a result of which the nominal voltage value is set on the main winding of the synchronous generator 1.

Измерительный орган напряжения 3 обеспечивает регулирование напряжения по отклонению. Блок измерения скорости изменения тока возбуждения 6 выполняет функцию гибкой отрицательной обратной связи. Введение датчика тока 4 обеспечивает регулирование напряжения по возмущению, поскольку в зависимости от изменения тока нагрузки нейросетевой контроллер 7 формирует импульс определенной ширины, который направлен на компенсацию влияния изменения тока нагрузки на изменение напряжения синхронного генератора. Таким образом, предлагаемый регулятор напряжения является комбинированной системой регулирования, так как одновременно реализуются принципы регулирования по отклонению (напряжение синхронного генератора, скорость изменения тока возбуждения) и по возмущению (ток нагрузки), что приводит к повышению быстродействия и обеспечению требуемой точности регулирования напряжения синхронного генератора 6.The measuring organ voltage 3 provides voltage regulation for deviation. The unit for measuring the rate of change of the excitation current 6 performs the function of a flexible negative feedback. The introduction of the current sensor 4 provides voltage control according to the perturbation, since depending on the change in the load current, the neural network controller 7 generates a pulse of a certain width, which is aimed at compensating for the effect of the change in the load current on the change in the voltage of the synchronous generator. Thus, the proposed voltage regulator is a combined control system, since at the same time the principles of regulation are implemented according to deviation (voltage of the synchronous generator, rate of change of the excitation current) and perturbation (load current), which leads to increased speed and the required accuracy of voltage regulation of the synchronous generator 6.

Итак, заявляемая полезная модель повышает качество регулирования напряжения путем увеличения быстродействия регулирования напряжения при изменении тока нагрузки синхронного генератора.So, the claimed utility model improves the quality of voltage regulation by increasing the speed of voltage regulation when the load current of a synchronous generator changes.

Claims (1)

Регулятор напряжения синхронного генератора, содержащий трансформаторно-выпрямительный блок, вход которого подключен к основной обмотке синхронного генератора, а выход - к входу измерительного органа напряжения, выход которого соединен с входом модулятора ширины импульсов, выход которого через блок усиления и полупроводниковый ключ подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, отличающийся тем, что в качестве модулятора ширины импульсов использован нейросетевой модулятор ширины импульсов, а также введены датчик тока, датчик измерения коэффициента мощности, подключенные к основной обмотке синхронного генератора, и блок измерения скорости изменения тока возбуждения, подключенный к обмотке возбуждения синхронного генератора, выходы датчика тока, датчика измерения коэффициента мощности и блока измерения скорости изменения тока возбуждения синхронного генератора подключены к входам нейросетевого модулятора ширины импульсов с четырьмя входными параметрами.

The voltage regulator of a synchronous generator, containing a transformer-rectifier unit, the input of which is connected to the main winding of the synchronous generator, and the output is to the input of the measuring voltage organ, the output of which is connected to the input of the pulse width modulator, the output of which is connected to the field winding through the amplification unit and the semiconductor switch synchronous generator, characterized in that a neural network pulse width modulator is used as a pulse width modulator, and a current sensor, a sensor are also introduced IR power factor measurements connected to the main winding of the synchronous generator, and a unit for measuring the rate of change of the excitation current connected to the field winding of the synchronous generator, the outputs of the current sensor, the sensor for measuring the power factor and the unit for measuring the rate of change of the excitation current of the synchronous generator are connected to the inputs of the neural network modulator width pulses with four input parameters.