Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf

Частные производные уравнения (II.63) могут быть просто опре­ делены из выражения (11.62):

Связь между отдельными составляющими уравнений электромаг­ нитных процессов в роторах двух параллельно работающих генера-

Рис. II.9. Структурная схема, составленная по уравнениям электромаг­ нитных процессов двух

параллельно работаю­ щих ГА

регулирования напряжения.

Уравнение регулятора напряжения синхронного генератора с ка­ налом амплитудно-фазового компаундирования и корректором на­ пряжения. В настоящее время основным регулятором напряжения судовых синхронных генераторов является регулятор напряжения с системой амплитудно-фазового компаундирования и корректором: напряжения.

58

Математическое описание такого регулятора имеется в ряде работ [15, 37]. Уравнения, приведенные в них, удобны для исследования переходных процессов при конечных возмущениях. Применение же этих уравнений для исследования колебательных явлений встречает определенные трудности, связанные с невозможностью использовать непосредственно снятые экспериментальные характеристики. Состав­ ление уравнений на основе экспериментальных характеристик позво­ ляет получить более точное математическое описание системы, так как при этом появляется возможность избежать погрешностей, связанных с необходимостью замены выпрямителя эквивалентным сопротивле­ нием, неучетом изменения коэффициента выпрямления по напряже­ нию и току при переходе от режима к режиму, неучетом искажения формы кривых напряжения и тока и т. д.

Рис. 11.10. Принципиальная схема регулятора возбуждения

Более удобны с точки зрения использования экспериментальных характеристик уравнения, приведенные в [46]. Прежде, чем на них остановиться, рассмотрим принципиальную схему системы автомати­ ческого регулирования напряжения применительно к параллельной работе двух генераторов, показанную на рис. II. 10.

В соответствии с этим рисунком, выход регулятора напряжения (т. е. напряжение мв, приложенное к обмотке возбуждения) в общем случае является функцией четырех переменных: тока статора /, на­ пряжения генератора и, угла ф между током / и напряжением и и тока управления на выходе корректора напряжения iy. Кроме того, этот выход зависит также от вынужденной составляющей тока воз­ буждения гв [15].

Таким образом,

Эта зависимость может быть с достаточной точностью для исследова­

59

ния колебательных явлений при работе генераторов заменена следую­ щей функциональной зависимостью [46]:

Сравним выражение (11.67) с линеаризованным уравнением сило­ вой части регулятора напряжения, приведенным в [46],

Д«в = [7?iA — Д*'в— Д^у]. (11.68)

Сравнивая коэффициенты при одноименных членах уравнений

Найдем значения коэффициентов в выражениях (11.68) и (11.69). Коэффициент, характеризующий отбор части тока, поступающего по каналу тока в канал напряжения и на

намагничивающую цепь, равен

где мтах — максимальное напряжение генератора на холостом ходу

при отключенном корректоре; iBmax — ток возбуждения, соответст­ вующий «тах.

Значения нтах и t'Bтах могут быть непосредственно замерены при

отключенном корректоре. Ток iBmax можно также определить по ха­ рактеристике холостого хода. Зная значение напряжения генератора при отключенном корректоре umax, находим по характеристике хо­

лостого хода (рис. 11.11) соответствующий ему ток возбуждения tBmax.

60

току статора. Он также может быть найден по экспериментально снятым зависимостям.

Для определения Д , необходимо иметь внешнюю характеристику генератора при cos ср = 0 и при отключенном корректоре напряже­ ния (рис. 11.12). Из этой характеристики при номинальном токе ста­

тора / ном = 1 о. е. находится нтах, а затем по формуле (11.73) — зна­ чение

в относительных единицах, при которых за базисное значение принят ток возбуждения, соответствующий номи­ нальному напряжению генератора и опре- иое деленный по касательной к начальному ц"ах

Учитывая, что в установившемся режиме гв = «в (в относительных единицах), a Id = / ном, получим

Определим далее значение тока управления корректора напряже­ ния. Ток гу есть функция напряжения генератора и (в случае парал­ лельной работы двух ГА) разности реактивных мощностей Qx и Q2 параллельно работающих генераторов.

Таким образом,

Линеаризуя это выражение, будем иметь

Подставив это выражение в формулы (II.67), получим для одного (например, первого) из двух параллельно работающих генераторов

зим Д (Qx—Q2) через принятые независимые переменные, остальные частные производные этого уравнения определяются соотношениями

тора напряжения и представляет собой зависимость тока управления корректора iy от напряжения на шинах генератора. В общем случае эта производная представляет собой временную зависимость, обус­ ловленную отставанием тока управления из-за наличия постоянных времени в канале управления.

Конкретный характер отставания тока управления определяется типом системы управления. Для системы управления с корректором напряжения и дросселем отбора эта зависимость может быть представ­

настройки корректора, он может быть определен экспериментально путем снятия зависимости iy = f (и) непосредственно на объекте.

Постоянные времени дросселя отбора и усилителя корректора Ту и Тк могут также быть получены экспериментально (например, Ту можно определить путем осциллографирования iy при скачкообразном приложении сигнала к обмотке управления дросселя отбора, Т к — путем осциллографирования выходного напряжения корректора при скачкообразном изменении напряжения и). Частная производная

——— является общей передаточной функцией корректора напря-

d(Qi—Q2)

жения при наличии уравнительных связей по реактивным нагруз­ кам, осуществляемых с помощью блока параллельной работы (БПР), и представляет собой зависимость тока управления корректора iy от разности реактивных мощностей. Для системы управления с корре­ ктором напряжения эта зависимость

где k6_п. р — коэффициент передачи БПР.

Произведение kK /гб п р может быть определено экспериментально замером тока управления /у при искусственном разведении реактив­ ных нагрузок путем изменений уставки по напряжению одного из ге­ нераторов.

62