SU699648A1 - Device for limiting magnetizing current of electric machine - Google Patents

Description

на снижение уставки напр жени  АРВ. При достижении границы области ограничени  задержки на срабатывание реле осуществл етс  с помощью конденсатора , включенного параллельнообмотке реле. Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие быстрого возврата указанного элемента задержки в исходное состо ние (отсутствие цепи быстрого разр да конденсатора ) при отходе рабочей точки от границы области ограничени . Вследствие этого при периодическом характере отхода рабочей точки, (например при асинхронном режиме в энергосистеме ) необходима  отстройка по времени от колебаний частоты и напр жени  не будет осуществл тьс , т.е. устройство имеет низкую помехоустойчивость и избирательность. to decrease the setting of the ARV voltage. Upon reaching the limit of the limitation zone for the operation of the relay, the capacitor is connected in parallel with the relay. A disadvantage of the known device is the lack of a quick return of the indicated delay element to the initial state (absence of a fast discharge circuit of a capacitor) when the operating point moves away from the boundary of the limiting region. As a result, with the periodic nature of the working point departure (for example, asynchronous operation in the power system), the time adjustment from the frequency and voltage fluctuations will not occur, i.e. The device has low noise immunity and selectivity.

Недостатком известного устройства  вл етс  также зависимость характеристики намагничивани  дроссел  от внешних магнитных полей, температуры , .естественного старени , что приводит к снижению тЬчности.A disadvantage of the known device is also the dependence of the characteristic of the magnetisation of the throttles on the external magnetic fields, temperature, and natural aging, which leads to a decrease in the density.

Целью изобретени   вл ютс  повыщение точности, помехоустойчивости и избирательности.The aim of the invention is to increase accuracy, noise immunity and selectivity.

Дл  этого устройство дл  ограничени  тока намагничивание электрических машин снабжено последователь .но соединенными импульсным компаратором и расширителем импульсов, причем вход импульсного компаратора соединен с выходом измерительного элемента , а выход расширител  импульсов подключен к входу релейного элемента Повышение точности и помехоустойчивости достигаетс  применением в качестве измерительного элемента конденсатора , включенного на измер емое напр жение через резистор, сопротивление которого выбираетс  не мене чем на пор док большим сопротивлени  конденсатора в заданном диапазоне частот.For this purpose, the device for limiting the current magnetization of electric machines is equipped with a series connected by a pulse comparator and a pulse expander, the input of the pulse comparator is connected to the output of the measuring element, and the output of the pulse extender is connected to the input of the relay element. connected to the measured voltage through a resistor whose resistance is chosen not less than the order of greater resistance of the capacitor in a given frequency range.

Измер емым параметром  вл етс  напр жение на конденсаторе, пр мо пропорциональное величине измер емого напр жени  и обратно пропорциональное частоте. Величина этого напр жени , равна  напр жению открыти  однопереходного транзистора, соответствует характеристике ограничени  трка намагничивани  в координатах частота-напр жение. Так как от1 рытие однопереходного транзистора области ограничени  происходит оди раз в период,.коэффициент возврата устройства повышаетс , .что также, способствует .повышению точности работы. Повышение избирательности достигаетс  применением в элементе задержки компаратора, на входе которого установлена RC-цепь с дополнительным диодом, имеюща  посто нную времени зар да конденсатора, определ емуюThe measured parameter is the voltage across the capacitor, which is directly proportional to the magnitude of the voltage being measured and inversely proportional to the frequency. The magnitude of this voltage, equal to the opening voltage of the unijunction transistor, corresponds to the characteristic of the limitation of the magnetization cable in the coordinates of the frequency-voltage. Since the opening of the single junction transistor of the limiting region occurs once in a period, the return coefficient of the device increases, which also contributes to an increase in the accuracy of operation. Increased selectivity is achieved by using a comparator in the delay element, at the input of which an RC circuit with an additional diode is installed, having a constant charge time of the capacitor

требуемой величиной задержки, и обеспечивающа  быстрый разр д конденсатора при возврате элемента задержки в исходное состо ние.the required amount of delay, and providing a quick discharge of the capacitor when the delay element returns to its original state.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, блок-схема; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема .FIG. 1 shows the proposed device, a block diagram; in fig. 2 - circuit diagram in principle.

Устройство дл  ограничени  тока Намагничивани  электрических машин содержит соединенные последовательно между собой измерительный элемент 1, импульсный компаратор 2, расширитель 3,. импульсов, элемент 4 задержки и релейный элемент 5, выход которого соедин етс  со входом блока снижени  уставки регул тора напр жени .A device for limiting the current. Magnetization of electric machines contains a measuring element 1 connected in series with one another, a pulse comparator 2, an expander 3 ,. pulses, delay element 4 and relay element 5, the output of which is connected to the input of the voltage regulator setpoint lowering unit.

Измерительный элемент 1 (фиг. 1) подключаетс  ко вторичной .обмотке разделительного трансформатора 6 (фиг. 2) Измер емое напр жение поступает на вход КС-цепочки, образованной резистором 7 и конденсатором 8. С выхода измерительного элемента напр жение через параллельно соединенные между собой резистор 9 и конденсатор 10 поступает на эмиттер однопереходного транзистора 11, перва  база которого через резистор 12 под ключена к минусу источника питани , а втора  база через последовательно соединенные резисторы 13 и 14 подсоедин етс  к плюсу источника: питани . Между общей точкой соединени  резисторов 13 и 14 и минусом включен стабилитрон 15, эти элементы образуют параметрический стабилиза-. тор, служащий дл  устранени  вли ни  изменени  питающего напр жени  и окружающей температуры на--характеристики импульсного компаратора 2.The measuring element 1 (Fig. 1) is connected to the secondary winding of the isolation transformer 6 (Fig. 2). The measured voltage is fed to the input of the CS circuit formed by the resistor 7 and the capacitor 8. From the output of the measuring element, the voltage is connected in parallel to each other the resistor 9 and the capacitor 10 are supplied to the emitter of the unijunction transistor 11, the first base of which is connected to the minus of the power source through the resistor 12, and the second base is connected to the positive source through the series-connected resistors 13 and 14 ika: Power. Between the common connection point of resistors 13 and 14 and the minus Zener diode 15 is turned on, these elements form a parametric stabilization. The torus that serves to eliminate the effect of changes in the supply voltage and the ambient temperature on the characteristics of a pulse comparator 2.

Расширитель 3 импульсов выполнен на двух одновибраторах 16 и 17. Одновибратор 16 образован транзисторами 18 и 19, а одновибратор 17 транзисторами 20 и 21. Дл  получени  требуемой выходной характеристики база транзистора 18 через диод 22 соединена с коллектором транзистора 20 Выходной сигнал импульсного компаратра 2 подаетс  на базу транзистора 21 через конденсатор 23. Элемент 4 задержки образован компаратором 24, в состав- которого входит операционный , усилитель 25, неинвертирующий вход которого через резистор 26 соединен с минусом питающего источника, а через резистор 27 подключен к выходу врем  задающей цепи, состо щей из резистора 28, диода 29 и конденсатора 30. Вход врем задающей цепочки соединен с выходом расширител  3 импульсов. Выход операционного усилител  25 соедин етс  со входом релейного- элемента 5. Релейный элемент 5 образован транзистором 31, базова  цепь которого через резистор 32 соедин етс  с выходом элемента 4 задержки , а в коллекторную цепь транзисто ра 31 включена обмотка реле 33, шунтированна  диодом 34. Выходом релейного элемента  вл ютс  нормально разомкнутые контакты 35, которые подключаютс  к блоку снижени  уставки регул тора возбуждени .The pulse expander 3 is provided on two single vibrators 16 and 17. The single vibrator 16 is formed by transistors 18 and 19, and the single vibrator 17 by transistors 20 and 21. To obtain the desired output characteristic, the base of transistor 18 is connected via diode 22 to the collector of transistor 20 the base of the transistor 21 through the capacitor 23. The delay element 4 is formed by a comparator 24, which includes an operational amplifier 25, the non-inverting input of which through a resistor 26 is connected to the minus of the supply source a, and through a resistor 27 a master circuit time consisting of a resistor 28, a diode 29 and a capacitor 30 is connected to the output. The input time of the master circuit is connected to the output of the 3 pulse extender. The output of the operational amplifier 25 is connected to the input of the relay element 5. The relay element 5 is formed by a transistor 31, the base circuit of which is connected via a resistor 32 to the output of the delay element 4, and a relay 33 connected by the diode 34 is connected to the collector circuit of transistor 31. The output of the relay element is normally open contacts 35, which are connected to the set-down block of the field control setpoint.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

.На вход устройства ограничени  Через измерительный трансформатор . поступает напр жение электрической машины, например, силового трансформатора электростанции. При достижении границы ограничени  на выходе импульсного компаратора 3 образуетс  импульс, поступающий через конденсатор 22 на базу транзистора 21. Длительность выдержки одновибратора 17 выбираетс  равной примерно половине периода измер емого напр жени  с тем чтобы этот одновибратор к приходу следующего импульса находилс  в исходном состо нии. Длительность выдер ки одновибратора 16 выбираетс  равно примерно полутора периодам измер емого напр жени  дл  того, чтобы не происходил сброс элемента задержки 4 от периода к периоду. Запуск одновибратора 17 производитс  закрытием транзистора 21 задним фронтом импульса на выходе компаратора 2.To the input of the limiting device Through a measuring transformer. The voltage of an electrical machine, such as a power transformer of a power plant, is applied. When the limit of the limit of the output of the pulse comparator 3 is reached, a pulse is generated through the capacitor 22 to the base of the transistor 21. The dwell time of the single vibrator 17 is chosen to be approximately half the period of the measured voltage so that the single vibrator is in the initial state. The duration of the shutdown of the single vibrator 16 is chosen to be approximately one and a half periods of the measured voltage in order to prevent the delay element 4 from being reset from period to period. The one-shot 17 is triggered by closing the transistor 21 with a falling edge at the output of comparator 2.

Транзистор ,20 открываетс  и через диод 22 запирает транзистор 18, при этом на выходе расширител  3 импульсов по вл етс  напр жение. В момент закрыти  транзистора 20 начинаетс  рабочий цикл одновибратора 16, который заканчиваетс  открытием транзистора 18 и исчезновением напр жени  на выходе расширител  3 импульсов, если рабоча  точка электрической машины в координатах частота-напр -, жение отойдет от границы области ограничени  и одновибратор 17 не будет запущен.The transistor 20 opens and the transistor 18 closes through the diode 22, and a voltage appears at the output of the expander 3 pulses. At the moment of closing of the transistor 20, the operating cycle of the one-shot 16 begins, which ends with the opening of the transistor 18 and the disappearance of the voltage at the output of the expander 3 pulses, if the operating point of the electric machine in the frequency-voltage coordinates is, the output will go off .

Длительность задержки элемента 4 определ етс  посто нной времени цепи зар да конденсатора 30 с момента закрыти  транзистора 18. Открытие транзистора 18 приводит к быстрому разр ду конденсатора 30 через диод 29 и, тем самым, к возврату элемента 4 задержки в исходное состо ние. The delay time of the element 4 is determined by the time constant of the charge circuit of the capacitor 30 from the moment the transistor 18 closes. Opening the transistor 18 causes the capacitor 30 to quickly discharge through the diode 29 and thereby return the delay element 4 to its original state.

Транзистор 31 открываетс  при срабатывании элемента 4 задержки, реле 33 воздействует на снижение уставки регул тора возбуждени  электрической машины.The transistor 31 opens when a delay element 4 is triggered, the relay 33 acts to lower the set point of the excitation controller of the electric machine.

Использование в устройстве ограни чени  в качестве измерительного элемента конденсатора в сочетании с однопереходным транзистором позвол ет повысить точность и помехоустойчивость , а применение расширител  импу The use of a capacitor in the device as a measuring element in combination with a single junction transistor allows an increase in accuracy and noise immunity, and the use of an impedance extender

0 льсов с элементом задержки - избирательность устройства.0 times with a delay element - device selectivity.

В результате по вл етс  возможность более жесткого ограничени  тока намагничивани  и дополнительного As a result, it becomes possible to more severely limit the magnetizing current and additional

5 снижени  потерь в электрических машинах , в частности, силовых трансформаторах электростанций.5 reducing losses in electric machines, in particular, power transformers of power plants.

Claims (3)

1.Патент США 3521148, кл. 322-28, 1970.1. US patent 3521148, cl. 322-28, 1970. 2.Патент ClJA 3617856, кл. 322-24, 1971.2. Patent ClJA 3617856, cl. 322-24, 1971. 3.Отчет НИР Теоретические и экспериментальные исследовани  и разработка аппаратуры регулировани , управлени  и повышени  устойчивости, руководитель темы Любарский В. Г., номер гос.регистрации № 70000448, 1971, с. 4-5, рис. 1-1. .28 I 7 i3.Research Report Theoretical and experimental research and development of equipment for regulating, managing and improving sustainability, topic director VG Lyubarsky, state registration number No. 70000448, 1971, p. 4-5, fig. 1-1. .28 I 7 i