Устройство распределения активной мощности типа УРМ-35

1.2.1 Устройство распределения активной мощности типа УРМ-35

Устройство типа УРМ-35 предназначено для автоматического пропорционального распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами судовых электроэнергетических установок переменного тока частотой 50 Гц. Устройство предназначено для работы в помещениях электростанций. Использование устройства УРМ-35 в составе электроэнергетической установки обеспечивает в статистических режимах точность распределения активных нагрузок между параллельно работающими генераторами в пределах 5 % при изменении суммарной нагрузки системы от 20 до 110% номинальной и изменении коэффициента мощности в пределах от 1,0 до 0,7.

Необходимым условием применения устройства УРМ-35 является возможность параллельного перемещения скоростных характеристик агрегата путем перестройки регуляторов частоты первичного двигателя с помощью серводвигателя в пределах от ± 10 % номинального значения. Соотношения мощностей параллельно работающих генераторов при использовании устройств УРМ-35 не должно быть более чем 1: 5. устройство содержит следующие блоки: датчик активного тока УРМ-35Д, формирователь импульсов УРМ-35Ф, усилитель УРМ-35У.

Блоки УРМ-35У имеют пять модификаций и предназначены для работы со следующими типами серводвигателей: УРМ-35У1 – с серводвигателем постоянного тока последовательного возбуждения напряжением 24В и током до 10А; УРМ-35У2 – с серводвигателем постоянного тока последовательного возбуждения напряжением 110В и током до 10А; УРМ-35У3 - с серводвигателем постоянного тока независимого возбуждения напряжением 27В и током до 2, 5А; УРМ-35У4 - с серводвигателем постоянного тока независимого возбуждения напряжением 110В и током до 2, 5А; УРМ-35У5 – с двухфазными и трехфазными асинхронными двигателями напряжением 127В и током до 2, 5А.

Конструктивно функциональные блоки устройства размещены в двух корпусах. В одном корпусе (индекс УРМ-35Д) находится датчик активного тока в другом (индекс УРМ-35ФУ) – формирователь и усилитель. Функциональный блок – усилитель – выполнен сменным, что позволяет применять тот или иной тип усилителя в зависимости от типа принятого серводвигателя.

Количество датчиков и усилителей, а также типы усилителей определяются составом оборудования, схемой генерирования и распределения электроэнергии судовой установки.

Датчик подключается к генератору через типовой измерительный трехфазный трансформатор напряжения со вторичным напряжением 1127В, частотой 50 Гц и через типовой измерительный трансформатор ток с номинальным вторичным током 5А.

Питание усилителей и преобразователя осуществляется от сети однофазного переменного тока напряжением 127В, частотой 50Гц.

На рис. 1.1 представлена функциональная схема устройства УРМ-35 для системы, состоящей из двух генераторов с воздействием только на один серводвигатель. Выходы датчиков соединены по дифференциальной схеме, в которую включен вход формирователя. Формирователь импульсов собран по схеме двухтактного широтно-импульсного модулятора и вместе с датчиком активного тока полностью определяет статистические и динамические характеристики всего устройства УРМ-35. поэтому для получения необходимых характеристик он должен иметь определенную крутизну и достаточно высокую линейность переходной характеристики.

Частота следования импульсам находится в пределах от 0,2 до 0,4 Гц; импульс наименьшей длительности, соответствующий наибольшему входящему напряжению, не превышает величины, определяемой по формуле t_max=1/ (2f_H).

Сигнал дифференциальной цепи, обуславливаемый разностью активных нагрузок ∆Р генераторов, поступает на входы полупроводниковых реле «больше», «меньше» КБ и КМ. На эти же входы реле подается «запирающее» напряжение от генератора пилообразного напряжения ГПН.

При разности активных нагрузок на генераторах, превышающей 5 %,на входы реле КБ и КМ кроме пилообразного напряжения с генератора ГПН поступит постоянный сигнал из дифференциальной цепи датчиков, достаточный для срабатывания одного из реле в зависимости от полярного сигнала дифференциальной цепи в момент уменьшения пилообразного напряжения. Этот сигнал усиливается вначале усилителем УМ или УБ, а затем выходным усилителем ВУБ или ВУМ. С выходного усилителя импульсное напряжение поступает на серводвигатель генераторного агрегата, воздействуя на первичный двигатель генератора таким образом, чтобы активные нагрузки генераторов выравнивались. При равенстве нагрузок генераторов ток в дифференциальной цепи уменьшится до нуля и формирователь прекратит выдавать импульсы напряжения. Длительность импульсов зависит от величины рассогласования нагрузок. На рис. 1.2. приведена схема включения устройства УРМ-35 для электростанции с тремя генераторами. На шины каждого генератора устанавливается датчик активного тока. Выходы датчиков соединяются по дифференциальной схеме. Коммутация дифференциальной цепи для случая параллельной работы двух или более генераторов производится контактами автоматов генераторов. Так как выходы датчиков соединены между собой встречно, то при равенстве нагрузок на генераторах напряжение на входах блоков УРМ-35ФУ равно нулю и напряжение на их выходах тоже равно нулю. При неравенстве нагрузок генераторов датчики дают разный по величине выходной сигнал, что обусловливает на входах блоков УРМ-35ФУ напряжение. На выходах последних появляется сигнал, подаваемый на серводвигатели, которые воздействуют на регуляторы первичных двигателей таким образом, что выравнивает нагрузки на параллельно работающих генераторах.

Датчик активного тока. Этот датчик представляет собой вектормерное устройство, позволяющее получить на выходе сигнал, пропорциональный активной мощности генератора.

Основными элементами датчика являются (рис. 1.4 ): тороидальный трансформатор напряжения TV, тороидальный согласующий трансформатор TLI, тороидальные промежуточные трансформаторы TL2, TL3, выпрямительные мосты, балластные сопротивления.

Трансформатор TV, соединенный по схеме (рис. 1.3 , а), позволяет получить во вторичных обмотках напряжения, ориентированные, как показано на рис. 1.4, б.

В режиме холостого хода генератора, когда ток нагрузки равен нулю, напряжения на вторичных обмотках трансформатора TV равны и приложены к первичным обмоткам одинаковых трансформаторов TL2 и TL3 (см. рис. 1.3). при этом сигнал на выходе датчика равен нулю

При активной нагрузке генератора в соответствие с рис. 1.5, а напряжение U_R2 на резисторе R2, поступающее с вторичной обмотки трансформатора TL1, совпадает с напряжением U₁, одной вторичной обмотки трансформатора TV и находится в противофазе с напряжением U₂ другой. В результате на первичной обмотке одного трансформатора напряжение увеличивается, а на первичной обмотке другого уменьшается. При чисто реактивной нагрузке генератора (рис. 1.5, б) напряжение U_R2 сдвинуто относительно напряжений U₁ и U₂ вторичных обмоток трансформатора TL2 и TL3 на 90⁰.

Напряжение U_TL2 U_TL3 оказываются равными и выход датчика в этом случае равен нулю. Таким образом, датчик, подключенный к шинам генератора трехфазного тока частотой 50 Гц, будет иметь на выходе сигнал постоянного напряжения, пропорциональный активной нагрузке генератора.

Формирователь импульсов УРМ-35Ф. Формирователь представляет собой полупроводниковое устройство, преобразующее сигнал постоянного тока в импульсный, с изменяющимися длительностями импульса и паузы в зависимости от величины входного сигнала. Он собран по схеме двухтактного широтно-импульсного модулятора и разделяется на две одинаковые части, аналогичные по своему построению (рис. 1.5).

В состав элементов формирования выходного импульса входят: несимметричный триггер на транзисторах VTI, VT3, (VT2, VT4), эммитерный повторитель на транзисторе VT5 (VT6), стабилитрон VT7 (VT8), триодный тиристор VS11 (VS12), выпрямительный мост VD14…VD17 (VD18…VD21). При поступлении на вход формирователя сигнала отрицательной полярности, большего, чем уровень срабатывания триггера, последний срабатывает и через эммитерный повторитель выдается сигнал на управляющий электрод тиристора VS11 (VS12). Тиристор открывается, замыкает выходную цепь формирователя и на усилитель поступает управляющий сигнал напряжением 25В, частотой 50 Гц.

Генератор пилообразного напряжения построен на основе симметричного триггера на транзисторах VT9,VT10. При подаче питания один из транзисторов триггера переходит в режим насыщения, а другой – в режим отсечки. В момент, когда напряжение на конденсаторе С9 достигает напряжения пробоя стабилитрон VD10 пробивается и на базу транзистора VT9 поступает импульс отрицательной полярности. Триггер VT9, VT10 срабатывает, VT9 переходит в режим насыщения, VT10 – в режим отсечки. Конденсатор С9 мгновенно разряжается через открывшийся транзистор VT9, а конденсатор С10 начинает заряжаться и по аналогичной схеме после пробоя стабилитрона VD13 триггер переходит в первоначальное состояние.

При одной полярности входного сигнала к базе одного из триггеров прикладывается минус, а к базе другого – плюс, а при другой полярности знаки изменяются.

Срабатывание того или другого триггера, а следовательно и появление сигнала на выходе формирователя, будет определяться суммарным действием на вход триггеров напряжения входного сигнала из дифференциальной цепи и пилообразного напряжения.

В зависимости от величины входного сигнала соотношение между длительностью импульса и паузой выходного сигнала формирователя меняется. Длительность импульса регулируется резистором R*29, а длительность паузы формирователем R*24.

Усилитель УРМ-35У. Схема каждого усилителя УРМ-35У1,УРМ-35У2, УРМ-35У3, УРМ-35У4, УРМ-35У5 (рис. 1.6, 1.6) включает в себя два переключающихся плеча на тиристорах с трансформаторами, выпрямителями, конденсаторами и резисторами. Усилитель предназначен для усиления сигналов, поступающих на его вход от формирователя.

При отсутствии входного сигнала на обоих входах усилителя тиристоры закрыты и напряжение на выходе схемы равно нулю. При подаче импульса на один из входов усилителя вентили одного плеча открываются и усилитель выдает импульс на выходе. Переключение импульса на другой вход вызывает изменение полярности или фазы выходного импульса.

Тиристоры зашунтированы резисторами для выравнивания напряжения на них и диодами для защиты от перенапряжения, обусловленного наличием против ЭДС якоря серводвигателя.

Питание схемы осуществляется двухполупериодным выпрямленным напряжением без сглаживания пульсаций.

Похожие работы

Устройства РВК

Скачать

106060

17

24

... ; 12+φг)+ 2|S11Г0|cos(φ2+2φ12+2φг+ φ11)], (5.6) а условием баланса будет:  (5.7) 6 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА РВК На рисунке 6.1 представлена структурная схема устройства, предназначенного для контроля электрической толщины радиопрозрачных диэлектрических стенок методом свободного пространства на отражение с использованием модулирующего ...

Скрытность и защита кораблей по физическим полям

Скачать

32332

0

0

... Л.С.Гуменюк, Б.А.Ткаченко, А.И.Карась, А.Ф.Барабанщиков, Г.А.Шевченко, А.В.Курленков, Я.И.Криворучко, А.В.Романенко, А.И.Игнатов, М.П.Гордяев, Н.Н.Демьяненко. Полигон сыграл значительную роль в совершенствовании защиты кораблей по физическим полям. Он был оснащен новейшими образцами измерительной техники. В его состав входили уникальные сооружения и в их числе магнитный стенд, построенный в конце ...

Модернизация двигателя мощностью 440 квт с целью повышения их технико-экономических показателей

Скачать

236533

25

764

... : мм2. Принимаем: – число сопловых отверстий. Диаметр сопла форсунки: мм. Заключение В соответствии с предложенной темой дипломного проекта “Модернизация главных двигателей мощностью 440 кВт с целью повышения их технико-экономических показателей” был спроектирован дизель 6ЧНСП18/22 с учётом современных технологий в дизелестроении и показана возможность его установки на судно проекта 14891. ...