SU792477A1 - System for electric power supply of load - Google Patents

Description

Союз СоветскихUnion of Soviet

СоциалистическихSocialist

Республик (п)792477Republic (s) 792477

Государственный комитетState Committee

СССР по делам изобретений и открытийUSSR for inventions and discoveries

ОПИСАНИЕDESCRIPTION

ИЗОБРЕТЕНИЯInventions

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) 3аявлено27.01.78 (21 )2576216/24-07 с присоединением заявки № - (23) Приоригет -TO AUTHOR'S CERTIFICATE (61) Additional to author. certificate-wu - (22) 3 stated on 01.27.78 (21) 2576216 / 24-07 with the addition of application No. - (23) Priority -

Опубликовано 30.12.80 . Бюллетень №48Published 12/30/80. Bulletin No. 48

Дата опубликования описания 30.12.80 (51 )М.Date of publication of the description 30.12.80 (51) M.

Н 02 J 3/00 (53) УДК621.316.H 02 J 3/00 (53) UDK621.316.

. 14.072.2(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель. 14.072.2 (088.8) (72) Authors of the invention (71) Applicant

В. А. Алешечкин, В. В. Бочаров, О. Б. Резникова и А. И. КнязевV. A. Aleshechkin, V. V. Bocharov, O. B. Reznikova, and A. I. Knyazev

Московский ордена Ленина авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НАГРУЗКИ !Moscow Order of Lenin Aviation Institute named after Sergo Ordzhonikidze (54) LOAD POWER SUPPLY SYSTEM!

Система электропитания относится к электроэнергетике и предназначена преимущественно для транспортных энергосистем.The power supply system refers to the electric power industry and is intended primarily for transport power systems.

Известна система электропитания нагрузки, содержащая синхронный генератор с якорной обмоткой, распределительные устройства, подключенные посредством кабелей к генератору,и аккумуляторную батарею, подключенную к выходу зарядного выпрямителя £17. 'A known load power system comprising a synchronous generator with an anchor winding, switchgears connected via cables to the generator, and a battery connected to the output of the charging rectifier £ 17. ''

Сцнако это устройство не позволяет существенно уменьшить амплитуду и время колебаний напряжения при коммутации или изменении нагрузок вследствие большой .постоянной времени обмотки возбуждения генератора.However, this device does not significantly reduce the amplitude and time of voltage fluctuations when switching or changing loads due to the large constant time of the excitation winding of the generator.

Цель изобретения - уменьшение амплитуды и времени колебаний напряжения.The purpose of the invention is to reduce the amplitude and time of voltage fluctuations.

Цель достигается в системе электропитания нагрузки, содержащей синхронный генератор с якорной обмоткой, распределительные устройства, подключенные посредством кабелей к генератору,и ак2 [кумуляторную батарею, подключенную к 'выходу зарядного выпрямителя.The goal is achieved in a load power supply system containing a synchronous generator with an armature winding, switchgears connected via cables to the generator, and ak2 [cumulative battery connected to the output of the charging rectifier.

Новым является то, что система снабжена управляемыми вентилями, например, симисторами, якорная обмотка выполнена секционированной _л а генератор снабжен дополнительной якорной обмоткой с отпайками, причем секции якорной обмотки соединены последовательно через симисторы, а на входы зарядного выпрямителя подключены через симисторы концы и отпайки дополнительной якорной обмотки .What is new is that the system is provided with controllable valves, such as triacs, armature winding is partitioned _l and the generator is provided with additional armature winding with taps, wherein the section of the armature winding are connected in series across the triacs, and to the inputs of the charging rectifier ends and tap additional anchor connected via triacs windings.

Кроме того, с целью повышения точности стабилизации напряжения, система сйабжена конденсаторными батареями и выпрямителем, причем конденсаторные батареи через выпрямители подключены к·' распределительным устройствам.In addition, in order to improve the accuracy of voltage stabilization, the system is equipped with capacitor banks and a rectifier, and the capacitor batteries are connected through rectifiers to · 'distribution devices.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства для стабилизации напряжения.In FIG. 1 shows a circuit diagram of a device for voltage stabilization.

На фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства согласно изобретению.In FIG. 2 is a circuit diagram of a device according to the invention.

Компенсирующее устройство для стабилизации напряжения состоит из синхронного генератора 1 с секционированными якорными обмотками 2, распределительных устройств 3, подключенных ₅ посредством соединительных кабелей 4 к генератору, коммутаторов, например, симисторов, схемы управления коммутаторами 5 и подкл юченной к выходу зарядного выпрямителя 6 аккумуляторной батареи щCompensating device for voltage stabilization consists of a synchronous generator 1 with partitioned armature windings 2, switchgears 3 connected ₅ by connecting cables 4 to the generator, switches, for example triacs, control circuit of switches 5 and connected to the output of the charging rectifier 6 of the battery

7. Схема управления коммутаторами 5 содержит в себе известные устройства синхронизации, формирования и передачи управляющих импульсов. Секции якорной обмотки каждой фазы генератора соеди-' и йены последовательно через симисторы 8,начала и концы всех секций, соединенные соответственно между собой через симисторы 9 и 10, образуют выводы фазной обмотки. Якорь содержит также дополнитель- го ную обмотку 11, подключенную своими концами и отпайками через симисторы 12 и 13 к входу зарядного выпрямителя. Кроме того, к распределительным устрой ствам подключены через выпрямители 14 25 конденсаторные батареи 15.7. The control circuit of the switches 5 contains known devices for synchronizing, generating and transmitting control pulses. The sections of the anchor winding of each phase of the generator of the junction are connected sequentially through triacs 8, the beginnings and ends of all sections, connected together respectively through triacs 9 and 10, form the conclusions of the phase winding. The armature also contains an additional winding 11, connected at its ends and tap through triacs 12 and 13 to the input of the charging rectifier. In addition, capacitor banks 15 are connected to the switchgear via rectifiers 14 25.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При коммутации и изменении нагрузок ₃₀ в системе возникают переходные процес сы, представляющие опасность для всего электрооборудования.When switching and changing loads ₃₀ in the system there are transient processes that are dangerous for all electrical equipment.

В исходном состоянии симисторы 9, 10 и 12 включены, а симисторы 8 отключены, т.е. все секции якорной обмотки соединены параллельно.In the initial state, triacs 9, 10 and 12 are turned on, and triacs 8 are turned off, i.e. all sections of the anchor winding are connected in parallel.

Пусть в результате отключения некоторых потребителей 16 в системе возникают всплески напряжения. Вследствие того, что к дополнительной обмотке 11 через симисторы 13 и зарядный выпрямитель 6 подключена аккумуляторная батарея 7, напряжение на зажи мах дополнительной обмотки 11 не может увеличиться выше уровня напряжения аккумуляторной батареи 7, так как обмотка якоря генератора и дополнительная обмотка имеют общий магнитопровод, то напряжение на зажимах якорной обмотки повышается лишь до величины, равной произведению напряжения ⁵⁰ аккумуляторной батареи и коэффициента трансформации.'Suppose that as a result of disconnecting some consumers 16, voltage surges occur in the system. Due to the fact that the battery 7 is connected to the additional winding 11 through the triacs 13 and the charging rectifier 6, the voltage at the terminals of the additional winding 11 cannot increase above the voltage level of the battery 7, since the generator armature winding and the additional winding have a common magnetic circuit, then the voltage at the terminals of the anchor winding rises only to a value equal to the product of the voltage ^{50 of the} battery and the transformation ratio. '

Предположим· далее, что в некоторый момент времени происходит включение (наброс) нагрузки 16. При этом в сети возникает провал напряжения. Схек<д управления 5, получив сигнал о снижении напряжения ниже контролируемого уров35 ня, снимает сигнал управления с управляющих электродов симисторов 9 и 10 и подает сигнал управления на симисторыSuppose further that, at some point in time, load 16 is switched on (surge). In this case, a voltage dip occurs in the network. Scheme <d of control 5, having received a signal of a decrease in voltage below a controlled level of 35 ns, removes the control signal from the control electrodes of the triacs 9 and 10 and supplies a control signal to the triacs

8. В результате секции якорной обмотки 2 переключаются из параллельного соединения в последовательное,. и ЭДС генератора умножается в число раз, равное числу секций обмотки. Одновременно схема управления снимает управляющие импульсы с симисторов 13 и включает симисторы 12, сохраняя тем самым коэффициент трансфор мадии между дополнительной и якорной обмотками, т.е. сохраняя уровень ограничения напряжения. В это же время с помощью регулятора напряжения начинает увеличиваться ток возбуждения генератора до нового уровня, соответствующего установившемуся режиму при увеличившейся нагрузке. После окончания начальной стадии переходного процесса и возрастания тока возбуждения до необходимой величины или несколько ее превышающей; схема управления 5, возвращает систему в исходное состояние, после чего ток о8. As a result, the sections of the armature winding 2 are switched from parallel to serial connection. and the EMF of the generator is multiplied by the number of times equal to the number of sections of the winding. At the same time, the control circuit removes the control pulses from the triacs 13 and turns on the triacs 12, thereby preserving the transform coefficient between the additional and anchor windings, i.e. maintaining the level of voltage limitation. At the same time, using the voltage regulator, the excitation current of the generator begins to increase to a new level corresponding to the steady state with an increased load. After the end of the initial stage of the transient process and the increase in the excitation current to the required value or slightly higher than it; control circuit 5, returns the system to its original state, after which the current is about

возбуждения окончательно устанавливается на уровне, соответствующем новой нагрузке. Все это время происходит ограничение напряжения якорной обмотки аккумуляторной батареей.excitation is finally set at the level corresponding to the new load. All this time, the voltage of the anchor winding is limited by the battery.

Подключение к распределительным устройствам 3 через выпрямители 14 конденсаторных батарей 15 связано с тем, что ограничение напряжения производится трансформаторно и, следовательно, невозможно О1'раничение падения напряжения на сопротивлении рассеяния якорной обмотки генератора и в соединительных кабелях.The connection to the switchgear 3 through the rectifiers 14 of the capacitor banks 15 is due to the fact that the voltage is limited by transformer and, therefore, it is impossible to cut the voltage drop across the scattering resistance of the generator armature winding and in the connecting cables.

Таким образом, соединение секций якорной обмотки каждой фазы генератора последовательно через симисторы, соединение начал и концов всех секций через соответствующие симисторы и введение в якорь генератора дополнительной обмотки, подключенной своими концами и отпайка- ми через симисторы к входу зарядного выпрямителя, позволяют уменьшить амплитуду и время колебаний напряжения, а подключение к распределительным устройствам через выпрямители конденсаторных батарей позволяет повысить точность стабилизации напряжения.Thus, the connection of the sections of the armature windings of each phase of the generator in series through triacs, the connection of the beginnings and ends of all sections through the corresponding triacs and the introduction of an additional winding connected to its ends and tap through the triacs to the input of the charging rectifier by its ends and tapes allow reducing the amplitude and time voltage fluctuations, and connection to switchgears through rectifiers of capacitor banks can improve the accuracy of voltage stabilization.

Claims (1)

Система электропитани  относитс  к электроэнергетике и предназначена преимущественно дл  транспортных энергосистем . Известна система электропитани  нагрузки , содержаща  синхронный генерато с  корной обмоткой, распределительные устройства, подключенные посредством кабелей к генератору и аккумул торную батарею, подключенную к выходу зар дного зыпр  мител  tlJ. Однако это устройство не позвол ет существенно уменьшить амплитуду и врем  колебаний напр жени  при коммут ции или изменении нагрузок вследствие большой лостойнной времени обмотки возбуждени  генератора. Цель изобретени  - уменьшение амплитуды и времени колебаний напр жени Цель достигаетс  в системе электропитани  нагрузки, содержащей синхронны генератор с  корной обмоткой, распреде лительные устройства, подключе 1ые посредством кабелей к генератору.и аккумул торную батарею, подключенную к выходу зар дного выпр мител . Новым  вл етс  то, что система снабжена управл емыми вентил ми, например, симисторами,  корна  обмотка выполнена секционщзованной а генератор снабжен дополнительной  корной обмоткой с отпайками , причем секции  корной обмотки соединены последовательно через симисторы , а на входы зар дного выпр мител  подключены через симисторы концы и отпайки дополнительной  корной обмотки . Кроме того, с целью повышени  точности стабилизации напр жени , система сйабжена конденсаторными батаре ми и вьшр мителем, причем конденсаторные батареи через выпр мители подключены к- распределител ьны м устройства м. На фиг. 1 изображена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  стабилизации напр жени . На фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема устройства согласно изобретению . Компенсирующее устройство дл  стабилизации напр жени  состоит .на синхронного генератора 1 с секционированными  корными обмотками 2, распределительных устройств 3, подключенных посредством соединительных кабелей 4 к генератору, коммутаторов, например, симисторов, схемы управлени  коммутатора ми 5 и подключенной к выходу зар дного выпр мител  6 аккумул торной батареи 7. Схема управлени  коммутаторами 5 содержит в себе известные устройства синхронизации, фqpмиpoвaш   и передачи управл ющих импульсов. Секции  корной обмотки каждой фазы генератора соединены последовательно через симисторы 8 начала и концы всех секций, соединенные соответственно между собой через симист ры 9 и 10, образуют выводы фазной обмотки . Якорь содержит также дополнител ную обмотку 11, подключенную своими концами и отпайками через симисторы 1 и 13 к входу зар дного выпр мител . Кроме того, к распределительным устрой ствам подключены через выпр мители 14 конденсаторные батареи 15. Устройство работает следующим образом . При коммутации и изменении нагрузок в системе возникают переходные процессы , представл ющие опасность дл  всего электрооборудовани . В исходном состо нии симисторы 9, 10 и 12 включены, а симисторы 8 откл чены, т.е. все секции  корной обмотки соединены параллельно. Пусть в результате отключени  некоторых потребителей 16 в системе возникают всплески напр жени . Вследстви того, что к дополнительной обмотке 11 через симисторы 13 и зар дный выпр ми тель 6 подключена аккумул торна  батаре  7 напр жение на зажимах дополнительной обмотки 11 не может увеличитьс  выше уровн  напр жени  аккумул торной батар 7, так как обмотка  кор  генератора и дополнительна  обмотка :имеют общий магнитопровод, то напр жение на зажима  корной обмотки дзовыщаетс  лишь до величины , равной произведению напр жени  аккумул торной батареи и коэффициента трансформации. Предположимдалее, что в некоторый момент времени происходит включение (наброс) нагрузки 16. При этом в сети возникает провал напр жени , упр лени  5, получив сигнал о снижении напр жени  ниже контролируемого уровн , снимает сигнал управлени  с управл ющих электродов симисторов 9 и 1О и подает сигнал управлени  на симисторы 8. В результате секции  корной обмотки 2 переключаютс  из параллельного соединени  в последовательное,. и ЭДС генератора умножаетс  в число раз, равное числу секций обмотки. Одновременно схема управлени  снимает управл ющие импульсы с симисторов 13 и включает симисторы 12, сохран   тем самым коэффициент трансформации между дополнительной и  корной обмотками, т.е. сохран   уровень ограничени  напр жени . В это же врем  с помощью регул тора напр жени  начинает увеличиватьс  ток возбуждени  генератора до нового уровн , соответствующего установивщемус  режиму при увеличивщейс  нагрузке. После окончани  начальной стадии переходно1 о процесса и возрастание .тока возбужденил до необходимой величины или несколько ео провыщающей; схема управлени  5, возвращает сн(;тему в исходное состо ние, поело чего ток возбуждени  окончательно устанавливаетс  на уровне, соответствующем 11овой нагрузке. Все это врем  гфоисходит ограничение напр жени   корной обмотки аккумул торной батареей. Подключение к распределительным устройствам 3 через выпр мители 14 конденсаторных батарей 15 св зано с тем, что ограничение напр жени  производитс  трансфер маторно и, следовательно, невозможно ограничение падени  напр жени  на сопротивлении рассе ни   корной обмотки генератора и в соединительных кабел х. Таким образом, соедии-эиие секций  корной обмотки каждой фазы генератора последовательно через симисторы, соединение начал и концов всех секций через соответствующие симисторы и введение в  корь генератора дополнительной обмотки, подключенной своими концами и отпайка- ми через симисторы к входу зар дного выпр мител , позвол ют уменьшить амплитуду и врем  колебаний напр жени , а подключение К распределительным устройствам через выпр мители ко1;денсаторных батарей позвол ет повысить точность стабилизации напр жени . Формула изобретени  1. Система электропитани  нагрузки, содержаща  синхронный генератор с  корной обмоткой, распреде.г1итель«ыеThe power supply system refers to the power industry and is intended primarily for transport power systems. A known power supply system for a load, comprising a synchronous generator with a crust winding, switchgear, connected via cables to a generator, and a battery connected to the output of a charging circuit tlJ. However, this device does not significantly reduce the amplitude and time of voltage oscillations when switching or changing loads due to the long life-time generator excitation winding. The purpose of the invention is to reduce the amplitude and time of voltage oscillations. The goal is achieved in a power supply system that contains a synchronous generator with a corona winding, switchgear devices that are connected through cables to the generator and a battery connected to the output of the rectifier. New is that the system is equipped with controllable valves, for example, triacs, the main winding is made sectionalized and the generator is equipped with an additional main winding with taps, the main winding sections are connected in series through the triacs, and the inputs of the rectifier are connected through the triacs and tap off additional root winding. In addition, in order to improve the accuracy of voltage stabilization, the system is fitted with capacitor banks and an expander, with the capacitor banks connected via a rectifier to a distributor of the device m. In FIG. 1 shows a circuit diagram of a device for voltage stabilization. FIG. 2 is a circuit diagram of a device according to the invention. A compensating device for voltage stabilization consists of a synchronous generator 1 with partitioned crust windings 2, switchgear 3 connected via connecting cables 4 to the generator, switches, for example, triacs, switch control circuit 5 and connected to the output of the charging rectifier 6 battery 7. The control circuit of the switches 5 comprises the known synchronization devices, the form of the transmission and the transmission of control pulses. The sections of the core winding of each phase of the generator are connected in series through the triacs 8 and the beginnings and ends of all sections, connected respectively to each other through the triacs 9 and 10, form the conclusions of the phase winding. The armature also contains an additional winding 11 connected at its ends and tap-offs through triacs 1 and 13 to the input of the rectifier. In addition, the capacitor banks 15 are connected to the switchgear through the rectifiers 14. The device operates as follows. When switching and changing loads in the system, transients occur, which are dangerous for all electrical equipment. In the initial state, the triacs 9, 10, and 12 are turned on, and the triacs 8 are turned off, i.e. all sections of the root winding are connected in parallel. Suppose that as a result of switching off some consumers 16 voltage surges occur in the system. Due to the additional winding 11 through the triacs 13 and the charging rectifier 6, the battery 7 is connected, the voltage at the terminals of the additional winding 11 cannot increase above the battery voltage of the battery 7, since the generator core winding and the additional winding : have a common magnetic core, the voltage across the crust winding is dusable only to a value equal to the product of the battery voltage and transformation ratio. Suppose further that the load 16 is switched on at some point in time. In this case, a voltage failure occurs in the network, control 5, receiving a signal that the voltage drops below the monitored level, removes the control signal from the control electrodes of the triacs 9 and 1O and supplies a control signal to the triacs 8. As a result, the core-winding 2 sections are switched from a parallel connection to a serial one. and the generator EMF is multiplied by the number of times equal to the number of winding sections. At the same time, the control circuit removes the control pulses from the triacs 13 and turns on the triacs 12, thereby maintaining the transformation ratio between the secondary and the main windings, i.e. Maintain voltage limiting level. At the same time, with the help of a voltage regulator, the generator excitation current begins to increase to a new level, corresponding to a steady state with increasing load. After the end of the initial stage of the transition, the process and the increase in the current are excited to the required value or a few of them; The control circuit 5 returns cn (; the topic to its original state, which eaten up, the excitation current is finally set at a level corresponding to the load 11. All this time, the voltage of the core winding of the battery is limited by the battery. of batteries 15 is due to the fact that the voltage is limited to transferring is matorno and, therefore, it is impossible to limit the voltage drop across the resistance of the generator to the crust of the generator Thus, the connections of the main winding sections of each generator phase in series through the triacs, the connection of the beginnings and ends of all sections through the corresponding triacs and the introduction into the bore of the additional winding generator connected to the charging input the rectifier allows to reduce the amplitude and time of the voltage oscillations, and the connection to the switchgear through co1 rectifiers; the capacitor batteries can improve the accuracy of voltage stabilization no. Claim 1. Power supply system, containing synchronous generator with the main winding, distribution box.