Устройство возбуждения синхронного генератора
Изобретение относится к электромеханике, в частности к устройствам автоматического регулирования синхронных машин, и может быть использовано для автоматического регулирования тока возбуждения синхронного генератора, работающего параллельно с сетью. Статический тиристорный возбудитель синхронного генератора содержит устройство автоматического регулирования возбуждения по внутреннему углу синхронного генератора, который состоит из управляющей машины, установленной на валу синхронного генератора и формирующей сигнал управления выпрямителем. Начальное положение индуктора управляющей машины относительно якорных обмоток выбрано так, чтобы обеспечить требуемый угол управления и ток возбуждения синхронного генератора в режиме холостого хода. Техническим результатом является упрощение схемы регулирования и возможность корректировки законов автоматического регулирования. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к электромеханике, в частности к устройствам автоматического регулирования синхронных машин, и может быть использовано для автоматического регулирования тока возбуждения синхронного генератора, работающего параллельно с сетью.
Известные статические системы возбуждения синхронных машин с применением Пендель-машины, которая представляет из себя машину переменного тока, по фазе напряжения якорной обмотки которой судят по угловому положению ротора генератора. Сопоставляя векторы напряжения сети и вектор ЭДС якоря Пендель-машины, определяют внутренний угол, который затем используют при формировании законов автоматического регулирования тока возбуждения. Устройство отличается сложностью.
Существуют бесконтактные системы возбуждения синхронных генераторов, содержащие синхронные возбудители обращенного типа, якорные обмотки которых через вращающиеся тиристорные выпрямители подключены к обмотке возбуждения синхронного генератора. Управление тиристорами осуществляется с помощью управляющей машины, две продольно-поперечные обмотки которой находятся на статоре, а якорные обмотки подключены к тиристорному выпрямителю. Изменение угла управления производится за счет сдвига векторов намагничивающих сил управляющей машины (Кильдинив В.С. и др. «Работы в области тиристорных бесщеточных систем возбуждения турбогенераторов». Тезисы докладов всесоюзного научно-технического семинара «Освоение вентильных систем возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов», Старобенивская ГРЭС. 1979 г.).
Недостатком использования управляющей машины в системах возбуждения по данной схеме является подключение обмотки возбуждения управляющей машины к сложной системе автоматического регулирования.
Наиболее близким к заявленному решению является устройство для возбуждения синхронного генератора (авт.свид. СССР N 1566228, H 02 K 19/36, 1962 г. ), в котором на валу синхронного генератора установлена вспомогательная управляемая машина, с помощью которой формируются сигналы управления ключами выпрямителя, посредством которого обмотка возбуждения через согласующий трансформатор подключена к сети, параллельно с которой работает синхронный генератор. Недостатком этого устройства является то, что данная система работает только на поддержание угла 
в заданных пределах, используя косвенные методы передачи сигнала управления.
Целью настоящего изобретения является упрощение схемы регулирования синхронного генератора по внутреннему углу и плавное применение и корректировка законов автоматического регулирования.
Это достигается тем, что в устройстве для возбуждения синхронного генератора, в котором на валу синхронного генератора установлена управляющая машина, якорные обмотки управляющей машины через формирователь сигналов управления подключены на управляющие электроды тиристорного выпрямителя, а начальное положение индуктора управляющей машины относительно ее якорных обмоток выбрано таким образом, чтобы обеспечить требуемый угол управления и ток возбуждения синхронного генератора в режиме холостого хода. Дополнительно, с целью плавного изменения и корректировки законов автоматического регулирования индуктор управляющей машины может иметь две и более обмотки, а якорные обмотки могут подключаться к управляющим электродам через фазовращатель или дроссель-трансформатор.
На фиг. 1 приведена схема устройства возбуждения синхронного генератора, на фиг. 2 — потенциальные диаграммы элементов устройства возбуждения синхронного генератора, на фиг. 3 — регулировочные характеристики тиристорного возбудителя и синхронного генератора, на фиг. 4 — векторные диаграммы, объясняющие принцип работы устройства, на фиг. 5 — схема возбуждения синхронного генератора, в которой индуктор управляющей машины имеет 2 обмотки, на фиг. 6 -схема возбуждения синхронного генератора, в которой якорные обмотки управляющей машины подключены к управляющим электродам тиристорного выпрямителя через фазовращатель, на фиг. 7 — схема возбуждения синхронного генератора, в которой обмотки якоря управляющей машины подключены к управляющим электродам тиристорного выпрямителя через дроссель-трансформатор.
Устройство возбуждения синхронного генератора 1, содержащего обмотку на статоре 2 и обмотку возбуждения 3, работающего параллельно с сетью A, B, C включает согласующий трансформатор, первичная обмотка 4 которого также подключена к сети A, B, C, в вторичная обмотка 5 согласующего трансформатора через тиристорный выпрямитель 6 подключена к обмотке возбуждения 3 синхронного генератора. На валу синхронного генератора установлена управляющая машина, индуктор 7 который вращается вместе с обмоткой возбуждения 3, а якорные обмотки 8 через формирователь управляющих сигналов 9 подключены непосредственно на управляющие электроды тиристорного выпрямителя 6. Параллельно якорным обмоткам управляющей машины подключено защитное токоограничивающее сопротивление 10.
Устройство возбуждения синхронного генератора работает следующим образом.
Начальное положение индуктора 7 управляющей машины, относительно ее якорных обмоток 8, выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемый угол управления и ток возбуждения синхронного генератора 1, в режиме холостого хода необходимый угол устанавливается путем поворота якоря управляющей машины относительно индуктора и фиксацией его в заданном положении.
Работу устройства возбуждения отражают потенциальные и векторные диаграммы, а также регулировочные характеристики асинхронного генератора.
На фиг. 2: а) показаны потенциальные диаграммы фазных напряжений eCy, eAy, eBy якорных обмоток управляющей машины; б) IyA, UyB, IyC — сигналы на управляющих электродах тиристоров выпрямителя 6; в) eAy, eBy, eCy — потенциальные диаграммы фазных напряжений якорных обмоток управляющей машины при другом угле управления; г) сигналы управления; д) UA, UB, UC — напряжение на вторичной обмотке согласующего трансформатора; е) eA, eB, eC — выпрямленное напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения 3 синхронного генератора.
Положение якоря управляющей машины таково, что в режиме холостого хода обеспечивается требуемый ток возбуждения If0 генератора (фиг. 3), т.е. в режиме холостого хода угол управления тиристорами равен 
0. Управляющие сигналы на соответствующие тиристоры выпрямителя (в согласующем трансформаторе) подаются при наличии тока на соответствующих диодах формирователя управляющих импульсов 9 в управляющей машине. Ток же проводит вентиль или диод той фазы, у которого наибольший положительный потенциал, что видно из диаграммы (фиг. 2).
В режиме холостого хода угол между осью q (вектором Ef) (фиг. 4) и вектором U равен 0.
При нагрузке генератора ось q (вектор Ef) смещается (или опережает вектор U, противоположный вектору напряжения сети U0) на угол Следовательно, на угол смещается и вектор ЭДС якорной обмотки управляющей машины, т.к. индуктор связан непосредственно с положением ротора синхронного генератора.
Т. е. при повороте вектора Ef относительно U (или U0) на угол вектор ЭДС обмотки якоря повернется относительно вектора U0 на . Это равносильно сдвигу фазных ЭДС управляющей машины относительно фазных ЭДС вторичных обмоток согласующего трансформатора (связанных жестко с фазным напряжением сети).
Регулировочная характеристика тиристорного возбудителя 9 (фиг. 3) описывается выражением If = Ifmax cos. Начальное положение угла управления 0 соответствует внутреннему углу генератора 0 и току возбуждения If0.
При изменении 0 на угол , получаем ном и соответственно ном и Ifном для номинального режима. 0 задаем каким угодно.
1. Устройство для возбуждения синхронного генератора, содержащее согласующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети, а вторичная через выпрямитель — к обмотке возбуждения синхронного генератора, на валу которого установлена управляющая машина, формирующая сигналы управления выпрямителем, отличающееся тем, что выпрямитель выполнен тиристорным, якорные обмотки управляющей машины через формирователь импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров выпрямителя, а начальное положение индуктора управляющей машины относительно якорных обмоток выбрано так, чтобы обеспечить требуемый угол управления и ток возбуждения синхронного генератора в режиме холостого хода.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что якорные обмотки соединены с управляющими электродами тиристоров выпрямителя дополнительно через фазовращатель.
Источник
Новости Челябинск
01.09.2021
Новости , Кратко , Популярное , Анонсы , Интервью , Экспертиза , Спецпроекты
Волшебный пендель. Спецпроект РИА «Новый День» Язычник
После многозначительной паузы Язычник снова готов «открыть рот», ну, или взяться за перо (в этом качестве выступает клавиатура лэптопа). И начать новый цикл вместе с филологом Эммой Прусс решили с темы мотивирующей:
«Волшебным пенделем, придавшим ускорение мне, ленивой, по- летнему расслабленной, стало лингвонаблюдение. Дама – инженер, извиняясь за свое незнание некоего исторического события, сказала собеседнице буквально следующее: «Вот я невежа, совсем забыла элементарные факты». «Да не невежа – невежда Вы, – расстроилась я, – то есть, человек непросвещенный, а невежа – это грубиян!» Но вслух этого не произнесла, потому что, как тот кролик из отечественной адаптации историй про Винни-Пуха, «была очень воспитанной», то есть не невежа. И решила подбросить дровишек в топку борьбы с невеждами – поболтать о неких простых знаниях в мире слов. Знаниях из разряда «занимательные». Типа, появления идиомы «волшебный пендель» и вообще о приключениях пенделя в русском языке.
Фонема пендель встречается и в орфографии пендоль, и пендаль. Но это уже редукция «правильной» формы – графики на кириллице немецкого слова Pendel.
В современном разговорном русском пендель и его модификации в большинстве случаев употребляются со значением «пинок», «удар ногой по ягодицам». У советских литераторов рассыпано по страницам великое множество «изумительных» пенделей. Но так было не всегда, да и сейчас в разных местностях, у слова есть другие значения.
А я впервые заинтересовалась этим словом (уже зная его «пинательное» значение) в самом конце 1970-х. На экскурсии в Исаакиевском соборе Ленинграда, где в советские времена достопримечательностью был «изумительный» маятник Фуко (тот, с длиной нити 98 метров(!), что со второй половины 1980-х томится в подвалах Исакия), моё еще детское, но уже «фонематическое» ухо, зацепило, что немецким туристам гид обозначает его как что-то вроде «пендел Фуко». Разумеется, тогда я еще не знала, что приблизительно также Маятник Фуко будет звучать и на итальянском, ибо романа знаменитого Умберто Эко не читала, да и написан «Il pendolo di Foucault» будет только через десять лет после того знакового случая в Исакии.
Тогда же, моя умная мама, знавшая немецкий, объяснила, что, таки да, на языке Шиллера и Гёте маятник – это Pendel (и Perpendicle), а заодно (как технарь) заметила: так пинок – это же движение недружественной ноги, аналогичное колебанию металлического шара, что французский физик и астроном Леон Фуко подвесил на тросе. Только ученый демонстрировал столь просто и наглядно суточное вращение Земли, а цели пинающегося, фу, как неблагородны.
Однако вернемся к пенделю. Слово Pendel известно с XVIII века, в его основе латинский глагол pendere – «висеть». В русский пендель в значении «удар, толчок» немецкий Pendel в начале XX века. И в этом значении слово стало техническим термином. Например, были «пендель-динамо» (электромашинный динамометр) и «пендель-генератор».
Но и до использования слова в технике и, кстати, до эксперимента Леона Фуко, пендель имелся в русском языке. Но, видно, пришел не из немецкого и латыни, а «другим путём», судя по совершенно иной семантике. В 1840-е (и ранее) так называли короткую кофту с длинными рукавами и инструмент для вышивания – заострённую палочку, с помощью которой делали отверстия в ткани. Пендель (вместе с пяльцами, конечно) имелся и у «гения чистой красоты» – супруги императора Николая I – знатной вышивальщицы.
Однако снова возвращаемся к пенделю – пинку, ибо фразеологизм «волшебный пендель», то есть «сильное мотивирующее воздействие», конечно, растёт из семантики старого доброго «пинка под зад».
Есть мнение, и во многом оно базируется на таком источнике, как произведения Набокова, что слово стало активно употребляться в речи благодаря футбольным болельщикам. Из романа Владимира Н «Подвиг» (1932 год): «В футбол петербуржцы играли на твердой земле, а не на дерне, и штрафной удар обозначался неизвестным в Англии словом «пендель».
Пенделем пенальти называли и позднее – в СССР. Почему? Лингвисты чешут репу. Версии пересекаются, и, скорее всего, все верны в определенной части. Сложное английское penalty-kick соотнесли с профессиональным термином пендель/аль – и у слова появился дополнительный смысл. И этому «пинательному» смыслу мы обязаны и рождением идиомы «волшебный пендель». Кстати, лингвисты (некоторые) уверяют, что фразеологизм распространён по всей России, но почему-то не слишком популярен в столице: в Москве чаще говорят «волшебный пинок».
Кстати, Pendel – «маятник» вошел в современную российскую жизнь и русский язык еще одним словом – пендельтюр. Собственно, слово это совсем не новое. Так, с момента изобретения, называли дверь, которая открывалась в обе стороны и закрывалась сама. Была очень популярна у американцев – да, и вы видели её, качающуюся на петлях, во всех вестернах. Слово немецкое – пренемецкое, к маятнику еще приплюсовано целиком слово Tür – «дверь».
Сегодня пендельтюры – это так называемые стеклянные двери (например, на входе – выходе метро), которые в Петербурге вам обязательно придержит даже самый опустившийся типчик, а в Москве отпустит даже самый интеллигентный «вьюнош», и вы легко можете получить как удар по носу, так и ощутимый пендель…
P.S. И маленькое отступление от темы про «исконные» пендели, то есть маятники. Судьба Маятника Фуко из Исакия, после возвращения храмов церкви сосланного в подвалы собора (на публику с тех пор выходил лишь раз – в День космонавтики в 2016, правда, в сложенном виде и в коробке), странным образом проводит параллель с первым маятником от его французского создателя, запущенного ровно за восемьдесят лет до установки МФ в Исаакиевском соборе Ленинграда. Леон Фуко впервые поставил эксперимент январской ночью 1851 года в погребе своего дома на углу улиц Асса и Вожирар в Париже. Правда, вскоре состоялась публичная демонстрация – уже в Пантеоне. И там математический Маятник Фуко качается до сих пор…
Конечно, маятники Ф есть и в России – но стальной трос маятника Фуко в питерском планетарии – 8 метров, в московском – 16 метров, это совсем не та демонстрация, что была в Исаакиевском – как дань уважения всем астро-физическим мозгам мира, начиная с Николая Коперника.
Кстати, у поляков, во фромборкской Башне Коперника тоже есть действующий маятник Фуко – говорят, увидеть его колебания – к большой личной удаче, когда «жизнь качнется вправо, качнувшись влево» или получит, выражаясь по-босяцки, волшебный пендель».
Москва. Другие новости 01.09.21
1 сентября ожидаются следующие события – Челябинск. / НМУ вернулись на Южный Урал сутки спустя. / Жители одного из районов Челябинска на неделю останутся без горячей воды. Читать дальше
Отправляйте свои новости, фото и видео на наш Whatsapp +7 (901) 454-34-42
Источник