SU764088A1 - Excitation controller for electric machines - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах дл  регулировани  тока возбуждени  в электрических машинах.The invention relates to electrical engineering and can be used in devices for regulating the excitation current in electric machines.

Известны регул торы возбуждени  дл  электрических машин, которые содержат измерительный оргаи, промежуточный усилитель и выходной транзистор, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждени  I.Field excitation controllers for electrical machines are known, which comprise a measuring organ, an intermediate amplifier, and an output transistor connected in series to the field of the field winding I.

Недостатком таких регул торов  вл етс  больша  мощность, выдел ема  в регул торе из-за плохих фронтов переключени  транзистора, и низка  устойчивость.The disadvantage of such regulators is the large power output of the regulator due to the poor switching fronts of the transistor, and low stability.

Известны регул торы напр жени , в которых дл  повышени  устойчивости введены демпфируюш.ие устройства, гибкие обратные св зи R-C или L-R-C (конденсатор С служит дл  того, чтобы через цепь обратной св зи не проходила посто нна  составл юща , т. е. обратна  св зь действовала бы только в динамических режимах; |2.Known voltage regulators are known in which damping devices are introduced for increasing stability, flexible feedbacks RC or LRC (capacitor C serves to prevent a constant component through the feedback circuit, i.e. b would act only in dynamic modes; | 2.

В этих регул торах обратна  св зь беретс  или с выхода магнитного усилител , или с выхода обмотки возбуждени  и заводитс  на вход модул тора.In these controllers, feedback is taken either from the output of the magnetic amplifier or from the output of the field winding and is fed to the input of the modulator.

Така  обратна  св зь дл  объектов регулировани , наход ща с  в широком температурном диапазоне, недостаточно эффективна , так как посто нна  времени обмотки возбуждени  измен етс  при изменении 5 температуры, а в системе регул тор-обмотка возбуждени  ее значение превалирует над значением посто нной времени регул тора.Such a feedback for control objects, which is in a wide temperature range, is not effective enough, since the time constant of the excitation winding changes with a change in temperature 5, and in the system the control winding excitation winds its value over the time constant of the control Torah.

Нанболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  регул тор возбуждени  дл  электрических машин, содержащий последовательно соединенные между собой измерительный орган, модул тор щирины импульсов и выходной транзистор с токовой трансформаторной положительной обратной св зью, включенный впоследовательной в цепь обмотки возбуждени  электрической машины |3}.The closest technical solution to the invention is an excitation controller for electric machines, comprising a measuring element connected in series, a pulse width modulator and an output transistor with positive current transformer feedback, connected in series in the excitation winding of the electrical machine | 3}.

Недостатком этого регул тора  вл етс  низка  устойчивость, что снижает надежность регул тора и точность регулировани .The disadvantage of this regulator is low stability, which reduces the reliability of the regulator and the accuracy of regulation.

Цель изобретени  - повышение иадеж20 ности и точности регулировани .The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of regulation.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемый регул тор введены дополнительна  обмотка токового трансформатора, выпр митель, резистор и последовательна  RC-цепь,. причем дополнительна  обмотка через выпр митель подключена к резистору, а между. плюсом выпр мител  и входом модул тора ширины импульсов включена указанна  RC-цепь. На чертеже представлена прннципиаль на  электрическа  схема регул тора. РегУл тЬр состоит из измерительного органа 1. подключенного к входу модул тора 2 ширины импульсов, который управл ет выходным транзистором 3, в коллектор которогр включена обмотка 4 токового трансформатора положительной обратной св зи, базова  обмотка 5 которого подключена своим началом к базе транзистора 3. В цепь эмиттера трайзистора 3 вклк)чена обмбтка возбуждени  6 электрической машины. Дл  запирани  транзистора 3 служит снстема запирани  7. Обмотка 8 размагничивани  токового трансформатора включена в цепь диода 9, и1унтирующего обмотку возбужденн  6. Дополнительна  обмотка 10 расположена на том же токовом трансформаторе, что и обмотки 4, 5 и 8. К выходу обмотки 10 подключена RC-цепочка 11 через диод 12, 1к выходу которого подключено сопротивление 13, Диод 14 включен между концом базовой обмотки 5 и эмиттером транзистора 3.ч Регул тор работает следующим образом. При уменьшении входного напр жени  сигнал с измерительного органа 1 поступает на модул тор ширины импульсов (магнитный усилитель) 2, магнитный усилитель насыщаетс  и ток поступает в базу транзистора 3. Транзистор 3 приоткрываетс  и на коллекторной обмотке 4 токового трансформатора наводитс  ЭДС, котора , трансформиру сь в базовую обмотку 5, насыщает транзистор, и на обмотке возбуждени  6 вйЖел етс  напр жение питани , так как ток возбуждени  увеличиваетс , а значит и напр жение возвращаетс  к исходному состо нию. При Лбдаче тактового импульса от системы запирани  7 транзистор 3 запираетс , на обмотке возбуждени  возникает ЭДС самоиндукции, котора  размагничивает токовый трансформатор за счет обмотки 8 размагничивани , а ток возбуждени  замыка (етс  через шунтнрующий диод 9. Токовый трансформатор тем самым подготовлен дл  следующего такта. Так tipbHtходит Ж)р,тока натрЖёние не ст:анбвитс  равным заданной величине. При увеличении напрЖжёйй  процесс происходит идентично, но при этом запираетс  транзистор 3. При возникновении автоколебаний сигнал с дополнительной обмотки 10 токового трансфор1|afбра , выдел  сь на сопротивление 13 в противофазе, через НС-цепочку 11 поступает на вход модул тора 2 и успокаивает систему регулировани . При статическом режиме из-за наличи  RC-цепочки 1I ток в измерительный орган не поступает. Величина напр жени  на базовой обмотке токового трансформатора при открытом состо нии транзистора 3 определ етс  суммой падений напр жений на диоде 12 и переходе эмиттер-база транзистора 3 Uwj UDH + и, -,, где Uvs напр жение на базовой обмотке; I)DH. - падение напр жени  в диоде; -падение напр жени  в переходе эмиттер-база. При пс1нижении температуры напр жение на базовой обмотке 5 возрастает, так как увеличиваетс  Up -f U.r,, поэтому и напр жение на дополнительной обмотке 10 Также возрастает, что в свою очередь, резко усиливает действие отрицательной гибкой св зи при пониженных температурах, что Очень важно, так как посто нна  времени обмотки возбуждени  возрастает при минусовых температурах. При повышенных температурах действие гибкой отрицательной св зи ослабевает, так как уменьшаетс  напр жение на дополнительной обмотке 10, и переходный процесс проходит без перерегулировани . Форм1 ла изобретени  Регул тор возбуждени  дл  электрических машин, содержащий последовательно соединенные между собой измерительный орган, модул тор ширины импульсов и выходной транзистор с токовой трансформаторной .положительной обратной св зью, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждени  электрической машины, огличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и точиости регулировани , введены дополнительна  обмотка токового трансформатора , выпр митель, резистор и последовательна  RC-цепь, причем дополнительна  обмотка через выпр митель подключена к резистору, а между плюсом выпр мител  н входом модул тора ширины импульсов включена указанна  RC-цепь. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 379042, кл. Н 02 Р 9/30, 1970. 2.Бунаков В. Л. и др. Полупроводнико вые регул торы напр жени  и чactoты электрических машин. М., «Энерги , 1966 с. 103. 3.Авторское свидетельство СССР Ко 322843, кл. Н 02 Р 9/14, 1970.This is achieved by introducing an additional winding of the current transformer, rectifier, resistor and RC circuit, into the proposed controller. moreover, the additional winding through the rectifier is connected to the resistor, and between. A rectifier plus and an input of the pulse width modulator are included in the indicated RC circuit. The drawing shows the principle of the electrical circuit of the controller. The regulator consists of a measuring unit 1. a pulse width connected to the input of the modulator 2, which controls the output transistor 3, the collector of which includes the winding 4 of a positive feedback current transformer, whose base winding 5 is connected to the base of the transistor 3. V The emitter circuit of the 3 resistor on) is located in the excitation field 6 of the electric machine. For locking the transistor 3 serves as a locking system 7. The winding 8 demagnetizing the current transformer is connected to the circuit of the diode 9, which pushes the excited winding 6. Additional winding 10 is located on the same current transformer as windings 4, 5 and 8. RC is connected to the output winding 10 -chain 11 through the diode 12, 1k to the output of which the resistance 13 is connected, the diode 14 is connected between the end of the base winding 5 and the emitter of the transistor 3.ch The regulator works as follows. When the input voltage decreases, the signal from the measuring unit 1 goes to the pulse width modulator (magnetic amplifier) 2, the magnetic amplifier is saturated and the current goes to the base of transistor 3. The transistor 3 opens slightly and an electromotive voltage is induced on the collector winding 4 of the current transformer, which transforms into the base winding 5, saturates the transistor, and the excitation winding 6 enters the supply voltage, as the excitation current increases, and hence the voltage returns to its original state. When the clock pulse from the locking system 7 is locked, transistor 3 is locked, self-induction EMF occurs on the excitation winding, which demagnetizes the current transformer by degaussing winding 8, and the excitation current is closed (the shunt diode 9 is prepared for the next clock. So tipbHt comes G) p, the current is not stationary: anbits equal to the specified value. As the voltage increases, the process occurs identically, but the transistor 3 closes. When self-oscillations occur, the signal from the additional winding 10 of the current transformer | afra, is separated by resistance 13 in antiphase, through the HC-chain 11 enters the input of the modulator 2 and soothes the control system . In static mode, due to the presence of the RC-chain 1I, no current flows to the measuring unit. The voltage across the base winding of the current transformer in the open state of transistor 3 is determined by the sum of the voltage drops across diode 12 and the emitter-base junction of transistor 3 Uwj UDH + and, -, where Uvs is the voltage across the base winding; I) DH. - voltage drop in the diode; - voltage drop in the emitter-base transition. When the temperature decreases, the voltage on the base winding 5 increases as Up –f Ur increases, so the voltage on the additional winding 10 also increases, which in turn dramatically increases the effect of the negative flexible coupling at lower temperatures, which is very important since the time constant of the excitation winding increases at sub-zero temperatures. At elevated temperatures, the effect of a flexible negative connection weakens, as the voltage on the additional winding 10 decreases, and the transient process passes without overshoot. Form 1 of the invention: Excitation regulator for electric machines, containing a measuring body connected in series, a pulse width modulator and an output transistor with a current transformer. Positive feedback connected in series to the excitation winding of an electric machine, because to increase the reliability and accuracy of regulation, the additional winding of the current transformer, the rectifier, the resistor and the RC circuit are introduced, with the additional volt TCA through a rectifier connected to the resistor, and between plus rectifier n input pulse width modulation is enabled torus said RC-circuit. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 379042, cl. H 02 R 9/30, 1970. 2. Bunakov VL, et al. Semiconductor voltage regulators and frequency of electric machines. M., “Energie, 1966 p. 103. 3. USSR author's certificate Co 322843, cl. H 02 R 9/14, 1970.

Claims (3)

Формула изобретенияClaim Регулятор возбуждения для электрических машин, содержащий последовательно соединенные между собой измерительный орган, модулятор ширины импульсов и выходной транзистор с токовой трансформаторной положительной обратной связью, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждения электрической машины, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, введены дополнительная обмотка токового трансформатора, выпрямитель, резистор и последовательная RC-цепь, причем дополнительная обмотка через выпрямитель подключена к резистору, а между плюсом выпрямителя и входом модулятора ширины импульсов включена указанная RC-цепь.The excitation regulator for electric machines, containing a measuring body connected in series with each other, a pulse width modulator and an output transistor with current transformer positive feedback, connected in series to the excitation winding circuit of an electric machine, characterized in that, in order to increase the reliability and accuracy of regulation, additional winding of the current transformer, a rectifier, a resistor and a serial RC circuit, and an additional winding through a rectifier It is connected to the resistor, and the indicated RC circuit is connected between the rectifier plus and the pulse width modulator input. ' Источники информации, принятые во внимание при экспертизе'' Sources of information taken into account in the examination 1. Авторское свидетельство СССР № 379042, кл. Н 02 Р 9/30, 1970.1. USSR Copyright Certificate No. 379042, cl. H 02 P 9/30, 1970. 2. Бунаков В. Л. и др. Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин. М., «Энергия», 1966, с. 103.2. Bunakov V. L. et al. Semiconductor voltage and frequency regulators of electric machines. M., "Energy", 1966, p. 103. 3. Авторское свидетельство СССР № 322843, кл. Н 02 Р 9/14, 1970.3. Copyright certificate of the USSR No. 322843, cl. H 02 P 9/14, 1970. 'Составитель А. Лебедев'Compiled by A. Lebedev