Разработать лабораторный стенд для испытания устройств защиты судовых генераторов

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 соде

ржит 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 tmax=1/ (2fH).

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 UR2 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 UR2 сдвинуто относительно напряжений U1 и U2 вторичных обмоток трансформатора TL2 и TL3 на 900.

Напряжение UTL2 UTL3 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.

 Скачать реферат