автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Теория, методы расета систем управления и рабочие режимы судовых электроустновок с асинхронными генераторами

») ■ Я '"Государственная морская академия

•гх ^ . еш адю1рала с.о. макарова

УДК 621.313.332

На правах рукописи

випшевскии Леонид Викторович

ТЕОРИЯ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАБОЧИЕ РЕШЦ -СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С АСИНХРОННЫМ! ГЕНЕРАТОРАМИ .

Специальность 05.09.03 - Электротехнические кошлексы и системы, включая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на соискание ученсИ степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1991

Работа вшоянена в Государственной морской акадег<и мм.' адмирала С.О.Мака/рова

Научный консультант доктор технических наук, профессор :

Баранов Л.П.

Официальные оппонента: доктор технических наук, профессор,

лауреат Государственной премии СССР . Константинов'Н.В.1 доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии. СССР Радин В.И.

доктор технических нау;;,'профессор I Ясаков Г.С. .

Ведущее предприятие ЦНИИ судовой электротехники и технологии, . ; . ' г.Санкт-Петербург

' Защита соста» .'-я п а99:?т. на заседании снеил&л».-

зировашюго совета Д 101.02.01 по ррисухдешо. ученик слш&>сь доктора технических наук при Государственно.": терской им. адм. С.О. Макарова по адресу: 11\-СЕ6, Си.!кт-ПетсрсйР", линия, д. 14' й. ' . • '•

С диссертацией ¡южно сзнако.-,¡¡тъЫ « ноч горской' окюий км. адм. С.О. рсна

Ваш отзыв :: дотх'экземплярах, .эиаерешо^: гербовой начать», просим направлять в адрес Ученого совета ахштнии.

Автореферат разослан " А5" " О 1 г.

Учений секретарь специализированного со:>ста

д.т.н., проф. ОК^Хы. Н.Е. Падении

. - 3 -

| . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ •

- Актуальность проблеиы. Улучшение технико-экономических показа лей суповой энергетической установки (СЭУ) является основной тенденцией развития современного судостроения. В настоящее время на судах в качестве источника электроэнергии используются синхронные генераторы, что объясняется простотой . технических средств регулирования его напряжения. Созданы синхронные генераторные установки,практически исчерпавшие возможности дальнейшего повышения качества электроэнергии,, надежности и экономичности машины,, упрощения эксплуатации электростанции.

■Радикальный путь совершенствования электроэнергетических установок (ЭУ) - более широкое применеие асинхронных генераторов САР) с конденсаторным возбуждением. Асинхронная машина с к.з; ротором является самой массовой и надежной, она на 30...40 % легче сйнхронной. Наличие скольжения обеспечивает устойчивость параллельной работы, а статорное возбуждение позволяет создать инвариантную систему регулирования напряжения по нагрузке. Бесконтактное исполнение, болыгай КПД, лучшая форма генерируемого напряжения, безопасность короткого замыкания - все эти преимущества делают проблему внедрения асинхронных генераторных комплексов актуальной. Современные достижения конденсаторострсяния, силовой полупроводниковой техники и электроники создают предпосылки для разработки систем возбуждения АГ мощностью до 1000 кВт.

Внедрению АГ способствуют выполненные теоретические исследования. Большой вклад л развитие современной'теории асинхронных генераторов внесли советские ученые В. А. Балагуров; С. П. Бояр-СозоЯович, В. А. Винокуров, Ю.Д.Зубков, А.А.Иванов, С.И.Кицис, И.П.Копыло". М.Л.Костьрев, В.А.Лесник; А.И.Лищенко, А;В.Нетушил, А.В.Новико„, И.Н.Орлов, И.М.Постников. В.И.Радин, Г.А.Сипайлов, Н.Д.Торбпцев и другие. •

Наиболее изученными являются вопросы исследования причин и условий возникновения самовозбуждения, построения статических, характеристик, проектирования асинхронной машины для генераторного режима, получения переходных процессов аналитическими методами- и 'моделированием на ЭВМ. Предложен ряд схем регулирований напряжения и частоты. - -,

Однако весь круг решенных теоретических и практических задач • не позволяет приступить к инженерному проектированию ЭУ с АГ, т.к. не разработаны теоретические вопросы ее автоматизации, нет критериев и методов выборj наилучших технически;; средств регули,-

. рования, генератор не рассматривался как объект регулирования, не разработаны методы синтеза и анализа систем стабилизации параметров АГ, недостаточно полно изучены режимы работа автомата-, зированных АГ в составе судовых ЗУ, такие как коммутация нагрузки, синхронизация и параллельная работа, пуск электроприводов и короткие замыкания. • .

Це/ыэ работа является разработка теоретических основ создания Эффективного автоматизированного источника переменного тока на базе асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением, обеспечивающим высокое качество электроэнергии на основных эксплуатационных режимах. •

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи. 1. Математическое обеспечение методов расчета ЭУ с АГ, состоящее из разработки кошлекса математических, моделей и'программ расчета на ЦВМ.•специализированных для исследования основных ■ эксплуатационных режимов, а также описания асинхронного генератора как объекта управления передаточными функциями. .

I. Построение элективной системы емкостного возбуждения АГ, . включающее выбор и совершенствование технических средств системы' возбуждения путем анализа характеристик существующих и предложение новых устройств регулирования реактивного тока АГ, а также синтез дискрентых сц.стем управления напряжением АГ, обеспечивающих качественные переходные процессы и максимальное быстродействие системы.

3. Задача синтеза системы стабилизации частота электроустановок с переменной частотой вращения решается путем оптимизации структуры энергетических потоков валогенератора и параметрического синтеза системы регулирования частота с.требуемыми показателями качества. •

■ 4. Исследование основных рабочих' режимов ЭУ с АГ на ЦВМ, на экспериментальных установках и аналитическими методами и вы-'работка рекомендаций па их зссективноку осуществлению. Изучены следующие режимы: коммутация симметричной и несимметричной наг-, рузки при автономной работе;, синхронизация, обменные колебания активной мощности и распределение нагрузки при параллельной работе дизель-генераторов; пуск асинхронных двигателей и короткие замыкания. • . '

• Каучмя новизна работа, заключается в выносимых на защиту результатах. . ' • '

1., Разработан ряд математических моделей .эксплуатационных режимов ЭУ с АГ,. в которых выбор систем координат, формы ' записи

уравнений элементов, принятые допуаения и алгоритмы ресения виб-

рсп« 1} зависимости от »'сслсдуэ^^х рйли.'юз и р^'-^емхх ^¿¡яслч ■ прй—

длг-зна новая универсальная кедель генератора переменного тока и аналитическое описание кривой намагничивания функцией Ланжевена. "

2. Методами приближенного решения векторного характеристического уравнения АГ найдены его корни и постоянные времени процессов зозбухдения и рассеяния. Дифференцированием уточненных статических характеристик АГ определены выражения коэффициентов пере-ачн. Впервые АГ предстазлен передаточными функциями в режиме автономной и параллельной работы.

3. Разработаны методы синтеза импульсных систем стабилизации напряжения АГ з классах линейных, оптимальных и нелинейных регуляторов и законов конечной длительности.

4. Предложены методы расчета и сравнения регулировочных характеристик, выбора оптимальных соотношений параметров и новые способы травления наиболее распространенных систем возбуждения.

5.' Вшолнена классификация схем стабилизации частоты вало- ■ генераторов по распределению энергетических потоков. Для типовых структур определены технико-экономические характеристики и с помощь» разработанных методов оптимизированы режимы работы силовой части взлсгемератсриых установок.

6. Решена задача параметрической оптимизации линейной системы регулирования частоты,- удовлетворяюдей комплексу заданных показателей качества. Здесь использозано новое преобразование корней с ограниченной колебательностью в левут) полуплоскость комплексных чисел. " .

Т. Найдены аналитические выражения для тсков, потокосцепле-ний-и моментоз, возникавших при включении АГ на параллельную работу с невозбужлениым, с возбужденным АГ и с сетью, а также при коротких смыканиях. Изучено влияние начальных условий синхронизации,на параметры переходных процессов.

8. Исследования устойчивости параллельной работы асинхронных дизель-генератороз путем статистической обработки осциллограмм, моделирования на подробной цифровой модели и структурны:« методами позволили выявить параметры и причины, вйия'сдие на обменные колебания и предложить нсвыэ'способы их уменосеиия.

9. Разработан метод расчета пусковых сопротивлений и предложено нозое тиристорное устройство пуска от АГ асинхронных двигателей соизмеримой мощности.

Новизна предложенных систем травления подтверждена семьи изобретениями.

- б -

Практическая ценность. Математическое обеспечение, методы проектирования систем управления и исследования эксплуатационных ■ режимов позволяют создать Эффективные электороустяновки с АГ.

■ Описание АГ передаточными функциями дает возможность использовать для синтеза и анализа систем стабилизации теории .ав-■

• томатичгс<ого управления. Разработанными методами найдены оптимальные структуры и параметры дискретных регуляторов, обеспечивающих практическую инвариантность напряжения АГ от нагрузки.

Сравнением характеристик современных устройств возбуждения АГ определены возможности их совершенствования и обла'сти рационального использования.

Метод энергетической оптимизации структуры валогенератора позволяет из всего многообразия систем стабилизации частота'выбрать наиболее экономичную для конкретных условий эксплуатации, а метод параметрического синтеза регулятора частота - обеспечить 'комплекс требований Регистра СССР к качеству частота тока.

Из/чение режимов включения АГ на параллельную работу выявило допустимые расхождения его параметров для безопасной синхронизации и наилучшие условия проведения этого режима. Исследования

• устойчивости дают возможность принять меры по уменьшению обменных колебаний мощность» между асинхронными дизель-генераторами.

Использование предложенных устройств ограничения тока АГ повышает мощность пускаемых электродвигателей до 70 X от мощности генератора. Результата анализа коротких замыканий АГ обеспечивают Эффективное построение систем защит в .этом режиме.

Реализация работы. Результата работа внедрены в . разработки .Черноморского центрального проектно-конструктррского.бюрю (Одес- . са), НИИ систем связи и управления (Москва), Московского электромеханического завода им.Владимира Ильича, ЦКБ морской техники "Рубин" (Ленинград), ЦНИИ судовой электротехники и технологии ("Ленинград), ГО "Южзлектромаш" (Н.Каховка), КБ "Точность" (Тула), Черноморского морского пароходства и.ряда предприятий министерства .промышленных средств связи и министерства обороны. Результа-. ты исследований использованы при выполнении пяти НИР и ОКР, выполненных в 1979-19Э1 гг.,десять образцов асинхронных генераторных комплексов различного назначения успешно прошли межведомственные; испытания.

Апробация работы. Основные результата и положения диссертации доложены и одобрены на ВНГС по автоматическому регулированию теплоэнергетических установок (МВТУ им.Баумана,1983); отраслевой , НГК "Роль молодых ученых и специалистов в развитии научно-технического прогресса, на железнодорожном транспорте" (МИШДТ,1984);

2-й ВНТК "Состояние и перспективы развития экономичных судовых установок с утилизационными валогенераторами"(Севастополь,1986); ВНТК Малотоннажное судостроение - 87" (Николаев. 1987); 7-й ВНТК "Проблемы комплексной автоматизации судовых технических средств" (Ленинград, 1989); ВНГС по электромеханотронике (ЛЭТИ, 1989); заседании подсекции "Электромеханические преобразователи электрической энергии" отделения физико-технических проблем энергетики АН СССР (Пупшно, 1988); заседании Совета при НИЦ ГО "ЕКатскт-рсмаш" ¡Н.Каховка, 1990); семинарах научного Совета АН УССР по проблеме "Кибернетика" (Одесса,1984-1986); НТК профессорско-преподавательского состава ОВИМУ (1932-1989). В полном объеме работа рассмотрена и одобрена на расширенном заседании кафедры "Судовые автоматизированные электроэнергетические системы" Г?М ' 5 ноября 1991 г. / •■

Публикация. По теме диссертации опубликовано 42 печатные работы, В' том числе монография и 7 авторских свидетельств.

Объеи работы. Диссертация содержит 400 страниц,104 рисунка, 12 таблиц. Состоит из введения, семи глав', заключения, списка литературы из 129 наименований и приложений на 50 страницах.-

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит описание комплекса математических моделей и пакета программ для расчета на ЭВМ электроустановок с асинхронными генераторами (ЭУ с АГ), использованых в диссертации для исследования основных эксплуатационных режимов: звтоН' той и' параллельной работа при коммутации симметричной и несимметричной нагрузки, пуске электродвигателей, синхронизации генераторов- и коротких зг чканиях.

Исследование конкретных режимов работа ЭУ с АГ потребовало разработки специализированных моделей и программ с различной' степенью детализации процессов и принятых допущений. При этом структуры моделей одинаковы. Они содержат уравнения генератора, . нагрузки, приводного двигателя, а также регуляторов напряжения и частота вращенния. •

Основой для моделирования генератора являются уравнения обоб-' шейной электрической машины относительно изображающих векторов напряжений, потокосцепл.ений и токов статора и ротора, записанные в одной системе координат, в форме Ксзи. В зависимости от з.":дач моделирования использованы три общепринятые системы координат.

При изучении огибающих переодических процессов в снммстрич-

'ном генераторе испсяьзозана система координат (и, V), вращающаяся относительно статора с синхронной частотой. Изображала,.<2 век-тори в система (и, V) неподвижны в установившемся режиме, поэто-' му такая • запись уравнений генератора применена во второй главе • для получения передаточных функций АГ, а также для нахождения аналитических выражений процессов синхронизации в состой главе.

В системе координат (й. ч) , жестко связанной с ротором, записаны уравнения параллельно работающих генераторов, каждый из. которых имеет собственную частоту вращения ротора. Связь междугенераторами' осуществляется через токи общей нагрузки, представленные в система (п. р), неподвижной относительно статора. Поэтому в модели параллельной работа есть уравнения связи поеду переменными, записанными в разных системах координат.

Исследование автономной работы ■ генератора на симметричную нагрузку, анализ законов регулирования капряге.'.ия выполнялись на Модели уравнения которой записаны с осях (а,р>. Количество дифференциальных уравненийй здесь минимально.

При несимметричной нагрузке, наличии в статарных цепях нелинейных элементов используется одновременно две .неподвижные с;;с-

■ темы осей: (а, Ь, с) .jзнIJX обмотта, на которые раскладывается статорный ток, и (а, р) для проекций потокосцеплений ротора.

Разработана универсальная модель генератора переменного тока, позволяющая 'одной программой моделировать различные типы генераторов .как элементов более сложной электромеханической систе-. мы. Описан наиболее общий тип генератора - синхронный яыюпалюс-ный с демпферной об.-ютксл на роторе. Другие . типы генераторов рассматриваются как частные случаи этого списания: неяанополкс-л1ый синхронный генератор (СГ) отличается равенство:! параметров Л о осям АН! СГ без демпферной обмотки се "разрывом"; асинх-:Х)пный - "разрывом" обгатки возбуждения и уравнениями елкоспюй статорной нагрузки.

■Отличие модели заключается в форме записи токов Ач ^а^а^г"1 ЮгаЯ*-!,>^^(1-1^)1/4,,.

Аа = ьжа115<1(1-1гА)+21г<|1г-1г<1-1г-1: = КАс^сГ1^-

В системе токов введены переменные выбора типа генератора I . ' ь . ъ ^ . I.

»[1 aq ас! ■,aq

= 5. ^а - т .т ! V

. . 4 * V Аа

и обозначения

1 . =-; 1 -

*а Ь . 54 ъ

а<1 aq .

Где Ьза-Ь^АаАч" индуктивности рассеяния статорных и роторных обмоток: Ьаа.Ь - индуктивности контура, намагничивания

' и обмотки возбуждения.

Для задания типа г ¡ератора достаточно присвоить определенные знамения переменным выбора генератора. При симметричном роторе Кс= 1 ;• при разрыве "демпферной" обметай = <*>; 1ГЙ=.

при отсутствии обмотки возбуждения, т.е. для асинхронного гене-, рэтора, 1^=» »», О.

В уравнениях АГ индуктивность намагничивания описана аналитической функцией потокосцепления или тока намагничивания.' Впервые вид этой функции получен'на основании анализа намагничивания ферромагнитного материала как совместного проявления двух Физических явлений: спонтанного намагничивания под влиянием магнитных моментов атомов внутри доменов и ориентации суммарных моментов доменов относительно внешнего магнитного поля.

'К системе из п доменов с магнитными моментами Мд применена теорема Бсьцмана: в магнитном поле с напряженностью Н распределение направлений векторов моментов доменов будет отличаться от равномерного наличием экспоненциального множителя

йп = сдп е^соз0з1п9 <10, где сд= 7Н/(еТн- е~1н), 7= Мд/кТ.

1с - постоянная Больцмана, Т - температура материала; Э - угол, внутри .которого заключены направления векторов йп доменов.

Интегрируя по объему, включающему, п доменов, получаем, что намагничение ферромагнитного материала выражается функцией Лэн-. хевена 1ф= пМд(с№7Н - 1/7Н) . Тогда зависимость, связываюяая ЭДС или потокосцепление с током намагничивания может быть

записана в виде

иВ = и.® = йКа и- 1/я I "." ^ ф 1 (» 1

• - 10 -

где те, Шф, ш1- масштабные коэффициента. • • ".

Функция Ланжевена позволяет аппроксимировать кривую намагничивания в.широком диапазоне насыщений с погрешностью До 2 %.

Уравнения нагрузки генератора, содержащей активные, индук- ' тивные и ожостныэ элементы, записываются в виде системы,разрешенной относительно производных проекций напряжений и токов на оси выбранной системы координат в виде -

йи <11 и

где е. С, Ь - проводимость, емкость и индуктивность нагрузки.

В случае параллельной работы • п электроагрегатов в уравнениях нагрузки ток 15Х равен сумме статорных токов генераторов.

При моделировании ' режимов пуска асинхронного двигателя от АГ уравнения электродвигателя разрешаются относительно производных фаекых статорных токов и проекций потокосцеплений ротора на оси а и р и добавляются к уравнениям генератора.

Емкость возбуждения АГ рассматривается как управляющее воздействие, С=1(и5,г), задаваемое реализуемым законом регулирования напряжения. Подключение конденсаторов в технически рациональных регуляторах-происходит без ее перезаряда, поэтому переключению конденсаторов в модели соответствует-простое изменение емкости в момента согласованной коммутации ключевого элемента.

. Учет неодновременности коммутации конденсаторов по фазам практически не сказывается на огибающей переменного напряжения, т.е. при расчете систем регулирования этим фактором мргно пренебречь.

В разработанных моделях степень учета свЬйств приводного двигателя можно разделить на четыре уровня. В Первом'случае частота вращения принимается постоянной или задаваемой функцией времени. На втором уровне учитываются инерционные свойства агрегата уравнением <Ишд/йт: = Мд - Нг , здесь момент Нд зависит от частота шд и неравномерности частотной характеристики в : Ид = = (шр - шд)/0 . На третьем уровне детализации движущий момент рассматривается как функция частота й перемещения регулирующего органа регулятора частота.Двигатель моделируется уравнением первого, а регулятор - уравнением второго порядка. В четвертом случае,. для изучения влияния процессов в генераторе на дизель и учета его конструктивных особенностей использована детализиро-" ванная модель теплоэнергетических процессов дизеля.. Двиху-шт, момент здесь рассматривается как функция рабочего давления в цилиндрах'дизеля. . . '. ■" .. ' :

На.базе математических моделей разработан пакет из.семи

прикладных программ для расчета динамических процессов з типовых режимах ЭУ с АГ. Программы написаны на языке ПЛ/1 для ЕС ЭВМ к на ПАСКАЛЕ для.персональных компьютеров. В диссертации приведен обобп>гчный алгоритм расчета, назначение,краткое описание, тексты программ и Примеры моделирования, входные и выходные данные.

Вторая глава посвящена описанию АГ как объекта автоматического управления. Впервые АГ рассмотрен в випе многосвязного динамического звена, выходными величинами которого являются амплитуда (или огибавшая) Фазного напряжения и и частота генерируемого ток- Р, управляющими воздействиями - частота вращения ротора П и проводимость конденсаторов возбуждения Ьс, а возмущениями -проводимость нагрузки,.которая складывается из активной в и индуктивной проводимостей Ьь.

' Из-за сложности описания и существенной нелинейности характеристик 'АГ линеаризация его дифференциальных уравнений приводит к передаточным функциям 5-7 порядков с коэффициентами,существенно зависящими от напряжения. Поэтому динамические свойства АГ .'• анализируются по корням векторного характеристического уравнения АГ, его нагрузки и возбуждения, а статические коэффициенты передачи определены путем дифференцирования рабочих характеристик.

Векторное уравнение, связывающее ток статора с напряжением получаем, решая систему уравнений обобщенной асинхронной, машины в системе координат <и, V) . ^

_ . . ' - : ^(р^вц^) -1''' . (1) .

, 5 . н С ) (р+;|зи5)+ )<*;+ (р^зо>5 ¡(а^-к^а; ] '

где о", аё, а^ . с^, с^ - коэффициенты затухания обмоток.

Уравнение актавно-индуктивно-емкостной нагрузки в системе крординат (и, V): запишем в виде

1=т и =[8 +-1 + (р+3и) )СШ . (2) .

.Совместное решение уравнений (1) и (2) дает дифференциальное уравнение с комплексными коэффициентами . "

(У Й + 1 )й8 = О." ' (3) '

Уравнение (3) однородное, поэтому переходный процесс вызывается изменением "внутренних" параметров генератора, возбуждения, нагрузки или частота вращения.

Оператор в скобках представляет собой векторное харак¿ерис-■

' тическое уравнение,которое при активно-емкостной нагрузке (Ь= «О ' имеет третий порядок. В установившемся режиме свободный ч«ен и один из корней уравнения (3) р, равны нулю, система находится на границе устойчивости .В динамике корень р^ О и определяет интен- . сивность самовозбуждения АГ, причем при самом быстром процессе еТо действигельная и мнимая части на порядок меньше, чем у кор-. • ней Р2 и Рэ. Это позволило,применив теорему Виета, получить приближенные аналитические выражения корней уравнения (3)

' -Р." * гХ(Ьс-Ьг),

1 • " — (4)

1 ' .

Скорость самовозбуждения, как следует из (4),пропорциональна сопротивлению ротора г^ и разности проводи мое тей конденсаторов ьс и генератора Ьг с учетом размагничивающего действия нагрузки 8. Корни р2 и р, характеризуют изменение энергии в контурах рассеяния статора и ротора. Скорость этого процесса существенно зависит от нагрузки, т.к. ан>>аз'+с1г • где ^в^С. При отключении нагрузки его колебательность значительно выше,чем при включении. .Частота колебаний ик равна собственной частоте контура, образованного емкостью возбуждения и индуктивноетями рассеяния обмоток, которая на порядок больше частота вращения поля ч.. Этот процесс затухает за О,5...2 периода вращения основного поля,что приводит к искажению формы мгновенного напряжения и ступенчатому изменению его амплитуды в первом периоде после нанесения возмущения. В передаточной функции по огибающей напряжения процесс рассея- ■ ния можно представить пропорциональным звеном кд.

- При активно-индуктивной нагрузке (2) уравнение (3) имеет • четвертей порядок. Если коэффициент затухания индуктивной нагрузки <\= г А. примерно равен затуханию машины (с^-к^/г, то один из корней р4* -<\-Зш3 , а три других корня- определяются выражениями (4). Корень р4 характеризует рассеяние энергии в индуктивной нагрузке и приводит к апериодической составляющей в напряжении. АГ с постоянной времени

Пропорциональная зависимость скорости . самовозбуждения ' АГ • (Ш1/1П от разности-проводимостей АЪС-ДЪГ, а также возникающая в результате насыщения отрицательная обратная связь ДЪГ ■ АО/К^, при ступенчатом изменении проводимости АЪС приводят к апериодическому процессу возбуждения вблизи установившегося, режима с по- •

- 13 -

стоянной времени Тв= г^цУК^.

Передаточную функцию по частоте WF при синтезе систем управления частотой с инерционными исполнительными устройствами можно рассматривать как пропорциональное звенд. ; .

Для определения статических коэффициентов передачи АГ по каналам регулирования напряжения и частоты найдены аналитические функции вида U= <pt(g, bL, bc, Q) и P= <p2(g "2). Здесь при .записи уравнений баланса проводимостей АГ и его нагрузки использована Г-обрагная схема замещения AT. Вынесение контура намагничивания оыпольенр введением поправочного коэффициента сг= \+zt/zz. Учет комплексного характера а позволил уточнить аналитические зависимости "Р, и в области малых нагрузок.

Нелинейная характеристика намагничивания АГ описана гипербо-- лической функцией напряжения от произведения частоты ? на проводимость основного копту*""1 b0: U= (Fbo- d)/c?bo(1+rig). где c,.d-постоянные аппроксимации. Из условий баланса проводимостей най-найдены аналитические зависимости bo= X(F, g) и ф,.ф2-

Дифференцирование этих функций по переменным bc, g и Q дает аналитические выражения коэффициентов передачи по каналам управ- • лений и возмущений: К^, К^д, К,.д. К^д. Анализ зависимостей KL = T(g) показал существенную зависимость; от нагрузки коэгмадие-нтов Кцд и Кцд. Коэффициент ,КиЬ зависит от насыщения. Используя аппроксимацию кривой намагничивания функцией .Чанхевена найдена параметрическая зависимость КиЬ от Кц генератора.' \

Кроме передаточных функций АГ при автономной работе найдена . передаточная функция для режима параллельной работы АГ с сетью, связывающая изменение частоты вращения и момент сопротивления. Для этого проанализировано уравнение (1),определяющее .связь тока статора сс кольжением при постоянном напряжении и частоте сети.

Векторная передаточная функция W(p) определяется как отношение дифференциалов dls и <3з по выражению (1): Р = ISR - Us= О.

. ¿S(P) -<5?(р)/3з(р) и.'<Р>

Жр)=--- _ _- *-¿-7.

. a?(p)/ais(p)

где Т,!= 1/сС. Переходя к скалярной передаточной функции, считая-|US|= 1,'г^ в o.e.,- а^ получаем ff (р)= 1/зн(Т;р+1 )*.

Проверка обоснованности допущений, принятых при выводе Я(р), выполнена путем моделирования на цифровой модели' режима парал-

• дельной работа АГ.Построенные на модели амплитудно-частотные ха-■ рактеристики в дипазоне частот до 10 Гц совпадают с АЧХ подученной передаточной функции второго порядка с точностью до 10 Я.

В третьей главе рассмотрены дискретные законы стабилизации напряжения АГ. Управляющее и возмущающее воздействия подводятся >к статорной цепи, поэтому быстродействие системы стабилизации ограничивается инерционностью датчика действующего напряжения и тиристорного коммутатора конденсаторов, период срабатывания ко- ■

• ' тсрых не меньше периода (полупериода) напряжения Т0.'Для учета '

дискретности срабатывания элементов система рассматривается как импульсная. Изучены следующие ' законы управления: линейные "П", "ИП,"1Ш"-,,'ПД": конечной длительности; оптимальные и нелинейные. С учетом фиксатора нулевого порядка передаточные , функции

линейных регуляторов рассмотрены в виде: (1* е~рто)/р; Яи=

. = КуР' ,?пи=Ски+кпП-е~рТ°)3/р: *пд= (1 -е"рТо)[Кп+кд(1 -е"рто)]/р.

Непрерывная часть АГ представлена параллельно соединенными апериодическими звеньями., учитывающими возбуждение • ) и .

рассеяние К0/(10р+1). которое затухает за период, т.е. Т0>>Т0 . Применив дискретное. ~-преобразование, определены июульоше 'Передаточные функции разомкнутых Яр (г)« рег*г' и замкнутых систем Из=В/с=5У*/(1 -и?*), а также С(е)=0 - характеристические уравнения систем с рассмотренными регуляторами. Далее выполнен .анализ устойчивости, быстродействия и колебательности этих систем.

Условия устойчивости Гурвица, применённые к коэффициентам уравнения С(и)=0, получаемого из й(г)=0 заменой г=(ш-1 )/(и-1), дают систему неравенств, решение которых позволило выразить границы устойчивости через значения коэффициентов регуляторе® и параметры генератора. Для "П"-закона кп € 1(й) = (1+с1)/Скв(1-<1) +

+к(,(1+<1)1, где а = ехр(-Т0/Тв): для "И"- ки < 21 (й); для "Шн-

- 2кп+к„ « гий); для "1ЩИ- *п+2к1а '•.•''

. . Введение яД"-составляющей снижает устойчивость, данной системы, поэтому не рекомендуется для использования.

Для оценки быстродействия системы определены области параметров регуляторов, обеспечивающих заданную степень устойчивости т>= ш1л|йе р11. Для этого в характеристическом уравнении заменена' переменная р=р'-т)« 2= ехр(р,Т6)в1р(-т/Р0)=а,а, а из коэффициентов ск^енного уравнения записаны условия устойчивости. Увеличение Л) сводит область, в точку оптимальных по быстродействию настроек.. Для "И"-регулятора 'т^х= -1п|2коаЛЕ0-(1+а)/2|/Те(' при ки=

= 21(1+(1)к0- где к0=1^?+к1Э(1-«1).

Для "П"-закона ^х=1п№пкос1)/2То "Ри кл=с1/СквП-с1)+ка(1+сШ.

Колебательные свойства систем проанализированы по расположению годограаов корней характеристических уравнений в области р. и а. Система с "ГГ-регулятором обладает колебательностью, т.к. корни а(кп) всегда действительные и имеют разные знаки. При^оптимальном быстродействии ее колебательсть ,=21г/[1лк0-1п(кас1г)].

Расположение годограаов в системе с "И"-законом существенно завиг-т от соотношения параметров АГ. При выполнении условия.

*в< к^за-п/о-а1) (5)

годограф а Ос,, > расположен только в I и IV квадрантах, что обеспечивает монотонность процессов при оптимальном быстродействии.

Анализ годографа г(ки, кп) системы с "ШГ'-законом показал его Эффективность при невыполнении соотношения (5), в противном случае, целесообразнее "пользовать более простой "И"-регулятор, обладаюций большим быстродействием.

Синтез импульсных регуляторов, обеспечивающих конечную .длительность процессов у*(2) и оптимэльное управление, выполнен методами теории линейных полиномиальных уравнений.

Регулируемая величина импульсной замкнутой системы стабилизации рассмотрена в виде у* = 1*), где- И* = =Р~Р+/С|~0+- передаточная функция объекта, факторизации числителя и знаменателя которой для АГ дает Р~= г"1, Р+= ^-к^г"1, 0"'=1,. 0+=1 -(За"1. 1*= -кг/В~, изображение ступенчатого возмущения Г= -1(1). Б=1/В~-фиксатор нулевого порядка. ГС*- искомая передаточная функция дискретного регулятора,которая иыется в ви- . де отношения полиномов И*= в/Р+7С или в/%. В этом случае' , хРк- в ■ 1сРк-

у*=--у . или --^Г— . (б)

, Р"е + в сре ре + в аЧ

Чтобы переходный процесс У(кТ0), был конечным, его изображение должно описываться линейным полиномом оператора 'запаздывания г'', т.е. знаменатели (6) должны быть равны числу или положительному полиному ' Р+. Для этого параметры регулятора в(2) .и %{?•) определяются из полиномиального уравнения • р~е - 0+в"чс = с" или Р9 + 0+В~г = С+', где С+= 1 или С+= Р+. (7 )

Сужение класса функций регулятора 00+/иР+ включением в числитель устойчивых полюсов объекта не позволяет получить процессы конечной длительности, т.к. знаменатель (6) и полином Сь должены содержать множитель

Показано, что для возмущений, представляемых- суперпозицией

ступенчатах воздействий' Хх = • 1 (1;-1Г0)', могут быть получены конечные процессы у*= ■)сРКг/С+,где Кг=к0+к1»"1+..

Доказано, что система с выбранными И* является работоспо-.собной. Известно,что вариации су при малых вариациях 01 остаются таксе малыми,-если в знаменателях И*-и ее вариациях нет неустойчивых ко[. -Й. в нашем случае И*= т.В~Р/С+. ОИ*= (1Ш")1(ООР-РОа)/ /(С+)2. а содержит в знаменателе. (С+)"+1. После сепарации получаем (!?*)_=О - условие устойчивости, -(0iw*)_=0 для 1=1...п -. условие грубости системы. Анализ степеней полиномов бия мини- ' мального решения уравнения (7) показывает, что степень числителя И* равна 1п(1(0+), а знаменателя - 1Ш(Р)-1. Для АГ 1пс!(»*)=0, т.е. регулятор реализуем.

Рассмотрено„три вида конкретных регуляторов, обеспечивающих конечную длительность процесса.у'(а):

у?*=е/тсР+, С+=1 (¡8); И*=е/1СР+, С+=?+ (9); С+=1 (10).

Срязнение управляших программ подтверждает их одинаковую структур/ И*=(Ь0+Ъ4г"')/(а0+а1й"*). Полюсы и нули всех 5?* меньше единицы,поэтому регулятор устойчив. Максимальную сорсировку обеспечивает первый закон," процессы без перерегулирования и минимальную форсирсвку - р-пэрой.

При технической реализации дискретного регулятора момента изменения управления и* синхронизированы с сетью АГ, а возмущение I наносится произвольно. Поэтому выполнен анализ переходных процессов у* при'смещении X* на время шТ0, а также процессы между коммутациями у£(1с+е>Т0]. Запаздывание сР"7© учитывается. передаточной функцией объекта полученной применением модифицированного дискретного преобразования ®т к непрерывной части системы, и преобразованием структурной схемы. При произвольном

моменте нанесения возмущения последовательности ) остаются

*

конечными для законов управления И типа-(8) и (10).

Синтезированы дискретные оптимальные регуляторы для замкнутой системы стабилизации. В качестве критериев оптимизации рассмотрены: 3- суммарное квадратичное отклонение регулируемой величины при- ступенчатом возмущении; то же с ограничением производной; 0а- то же с ограничением на управление

. 1 »о 1 «о X «©

'Известно, что при конечности функционала 04, он равен

? - — у*у! = сг(у*у*), где Г- контур |г|=1, 9*- поли-2х3 г 2

ном, инверсный У*, сг постоянный член рациональной функции Ь. .

При решении задачи оптимизации использовано следующее свойство: если Ь = Ь_, т.е. не имеет устойчивых полюсов, и 1ла(Ь_)<0 , то

сг(Ь_)=0. Тогда условие оптимальности ОЗ^Осиу^у^сИу'су'н О

свод« гея к вотолнению неравенства 1п£Цу*0у*)<0 при у*Су*= Ь_. Оптимальный регулятор ищется в классе функций И*=в/хР+, где полиномы 0 и х удовлетворяют уравнению (7). Показано, что вариация

„ „

^ [ р~ )<5{]. и. если задать с* = Р^Т'Р", то функция

под знаком ct имеет неустойчивые полюса, а степень ее числителя лньпя. степени знаменателя, т. е. условия оптимальное та выполняются; 09^=0. Для передаточной функции АГ Р~=з~'. обратный полином Р~=1, тогда для оптимального регулятора С+=.Р+. Такую же.правую часть уравнения (7) имеет рассмотренный закбн конечной длитель-, ности (9), являющийся одновременно оптимальным по критерию

Критерий ограничивающий производную, представлен в виде

сг[у*у*+Х(Г-г"')(1-г)у*у*]= сЩвБу*?*), где 5=1- о»"*- поли- ' ном, регуляризируюций выражение 1+Л(1-з_1)(1+2) . Доказано, что минимизация функционала обеспечивается при С+= Р+Р~Р~5.' • \. Функционал, ограничивающий управление, записан как функция •

Оз= сИу*у*+Х(и+Г*)(и+1*)1= сг[(РР+хиа)у*у*/?Р]. где Б= \-wzT1-

А А А -

патаном, выполняющий регуляризацию РР+ХОО. Определено, что регулятор ¡7*= 0/тсР+, будет оптимальным, если 0 и я удовлетворяют уравнению (7) при С+= Р'Б. ■

Построение оптимальных переходных процессов- показало, что они являются монотонными, а ограничение производной или управления ведет к затягиванию восстановления напряжения АГ. Структуры оптимальных регуляторов напряжения АГ такие же,как и в системах с конечной тлительностью переходных процессов.

Рассмотрено влияние нелинейностей импульсных регуляторов, связанных-с ограничением на максимальное управление и < игаах< и

с квантованием управления по уровню Ди. Все описанные выше регу-, *

лятсры Н при максимальном возмуиении в перзкй-период вырабатывает управление и(1 = 1,4...1,9 , превышающее - необходимое в статике и(к>)=1,0.. .1,2 ,что требует увеличения емкости возбуждения. Процессы при выходе регулятора на ограничение и= ^ затягиваются, а перерегулирование уменьшается. После восстанозлени'я напряжения регулирование происходит по оптимальному закону, поэ-' тому для минимизации аппаратурных затрат коррекция законов Я* «иш увеличение ^ нецелесообразны.

Дискретность упрзвлжаего сигналз по уровнй межет привести

к автоколебаниям с амплитудой, определяемой величиной младшего разряда цифрового регулятора Ли, и периодом,кратным 10. Устранить колебания в "малом" в системе с интегральными законами (с •Фиксатором Б=1/р) можно установкой "зоны нечувствительности" в .датчике напряжения Ду>(кв+к0)Ли. Показано, что в системе с цич^ ' ■рсвым прс рциональным регулятором напряжения АГ устранить колебания относительно установившегося значения невозможно.

Техническая реализация рассмотренных законов управления оказывается сложнее некоторых нелинейных алгоритмов. Разработан ' и реализован'в действующих образцах закон импульсного управления по знаку отклонения: и*(КС0)= -Ли з1^1у(М!0)) с фиксатором Б = - 1/р. Получены и проанализированы выражения переходных, процессов, определены показатели качества системы через ее параметры : время установления, время первого максимума и максимальная динамическая ошибка. Доказано, что для реальных параметров генератора система абсолютно устойчива. • . . '

' Длй обеспечения требуемой точности стабилизации необходимо иметь 4-5 разрядов двоичного цифрового регулятора. При управлении по знаку отклонения увеличение количества разрядов N > 3 •приводит к недопустимо большой динамической ошибке 0.3.

Для повышения динамической точности в . описанный алгоритм управления добавляется двухпозиционное регулирование, фи выходе величины у(кТс) из зоны (~УГ, уг) осуществляется форсировка. Однако, при уменьшении ширины зоны <-уг» Уг) в. системе возникают автоколебания в "большом". Найдена допустимая величина • уг в зави- • симости от параметров генератора и числа разрядов регулятора.

Предложенный способ управления удовлетворяет требованиям к статической и динамической точности и времени переходного процесса по напряжению.-

В конце третьей главы рассмотрены возможности технической реализации ижульсных законов управления **=(Ь0+Ь4г"4)/(а0+айв"*) * и предложеннаго нелинейного закона.

В четвертой главе проведен анализ и предложены методы расчета основных параметров исполнительных устройств систем регулирования напряжения асинхронного генератора.

'.Наиболее простыми в реализации являются схемы с постоянно включенным (Сп) ц одним коммутируемым блоком (Сд) конденсаторов. . принципиально различаются устройства ' широта о-ижульсного управ- -я емкостью' возбуждения с низкочастотной и с высокочастотной ксмутацией, период которых 1К кратен (Тк= Ю0) или значительно-

меньше периода напряжения АГ (ТК«Т0).

. Для схем с низкочастотной коммутацией с коэффициентом за-полне>"<я к3= ^Вкл/Тк= п/к описаны квазиустановившиеся процессы, найдена ажлитуда возникающей модуляции напряжения Аи^ ЕКв < 1 — -йп)(1-ак"п)/(1-йк)+к0]ЛЬд, постоянная составляющая отклонения напряжения Лип= к3КцЬАЪд ч эквивалентная регулируемая емкость Сэ= кэСд. Созданная на основе этого принцип^. система управления напряжением АГ имеет недопустимую'модуляцию даже при Сд< Сп.

Пр?1 высокочастотной коммутации Сд модуляция отсутствует,. однако возникают неизбежные потери в ключевых элементах. Доказано, что если конденсатор Сд за время включенного состояния *вкл= '= успевает зарядиться, то изменения емкости возбуждения не происходит, СЭ=СП+СД. Регулирование Сэ(кэ) возможно, если сопротивления замкнутого ключа .Ик и.конденсатора Хс= 1/шСд сравнимы. Для упрощения технической реализации рекомендован диапазон гк = = Нк/Хс= 0,2...0,3. Показано,что относительная реактивная проводимость схемы равна Ьэ= Сэ/Сд= к*/(кз+г*), ?, мощность потерь ра=

= / Ъэ(1). Максимальная потеря мощности происходит при Ьэ=0,5 и равна половине мощности возбуждения.

Если во время отключенного состояния конденсатор Сд подза-ряжаеся до напряжения АГ от внешнего источника, то коммутацион-. ные токи отсутствуют и Сэ= Рассмотрена схема подзаряда ко-

нденсатора от буферного накопителя энергии на постоянном токе. Расчитаны возникающие при подзаряде потери ра= 2(1-Ъ^)/Х Сопоставление экономичности схем без подзаряда и с подзарядом показало,что в среднем потери в ключах составляют 30...40 % от регулируемой мощности, поэтому они не рекомендуются для использования в мощных элр сгроустэнозках.

... Находят применение регуляторы - индуктивного тока, в которых , линейные дроссели подключаются к сети через тиристоры с фазовым управлением. Рассмотрено три варианта устройств, содержащих встрэчно-параллельно включенные тиристоры, коммутирующие один дроссель, два дросселя с разделением тиристоров и резистор. Сопоставлены зависимости действующего тока, первой,высших гармоник . и коэффициента гармоник тока к от угла коммутации тиристоров а.

Шунтированием статорных обмоток . генератора в конце каждого полупернода на резисторы -или дроссели с малой индэт<тивностью вызываются импульсы тока индуктивного характера, размагничивание генератор. Эта схема отличается лучшими массо-габаритными показателями, меньшим углом открытия таристсрсз (150 < а < 180 гзл.

град.), но большими нелинейными искажениями.

Регламентируемым параметром электроустановок являете« коэффициент нелинейных искажений напряжения к,. , который.расчитон по ' гармоническому составу тока нагрузки и внутреннему сопротивлению

• генератору. При использовании последовательно с нагрузкой в ин-

* дуктивного фильтра Ьф коэффициент гармоник равен

IV = ^ у | ^ )[ (ЮЛ в)г+1'3* По ветчине ^про-

ведено сравнение схем для различных нагрузок. Разделение дросселей снижает к,. вдвое, использование устройств с резисторами тре-■ бует применения фильтров,отключения ноля генератора от нагрузки.

■ Распространены схемы возбуждения АГ с использованием нелинейных реактивных элементов: трансформаторов и дросселей с изменяемым намагничиванием: нелинейных' конденсаторов - варикондов. Соизмеримость мощностей управляемых реактивных элементов и гене- ■ ратора не позволяет осуществить перемагничи^ание (переззряд) на линейном участке вольт-амперной характеристики, что приводит к значительным искажениям напряжения' АГ.

Переходные характеристики, вызванные изменением управляющего сигнала, также яв.->яются существенно нелинейными. Они протекают с ле :енной постоянной времени, определяемой реактивностью нелинейного элемента. На примере схемы управления зарядом вари. кондов Св через'сопротивление К,, развязывающее цепи переменного и'постоянного тока, предложен способ графоаналитического решения нелинейного дифференциального уравнения Св(и0)Н с1ис/сК + ис= ио, описывающего процесс перезаряда. ■ Применяется, '¡сусочно-лштйная или ступенчатая аппроксимация характеристики Сц(ис) на отрезке V Со= С1 -71 ис или 0о = С010(и1_1). Заменой масштаба

. времени т= (ис"и1-1) или (ис) уравнение сводится к '

линейному относительно ис(т). Способ решения заключается в построении ис) и определении реального времёни процесса

• Разделение цепей переданного тока и травления увеличивает инерционность устройства до десяткоз периодов напряжения. Пова-шение. быстродействия до полжериода предлагается путем травления непосредственно в цепи переменного тока. Описано устройство поя-'заряда варикондов шунтированием одного из них в конце полупериода, на которое, получено авторское .свидетельство. 1 Рассмотрены системы возбуждения АГ от таристормого источни- . \ реактивной' моаности (ТИРМ), выполненного в виде ьюстового ин--верторэ с искусственной комгцтзцией. В отличие от известны}: спо-

собов частотного управления реактивным током ТИРМ, предложен новый способ, заключающийся в.изменении фазовой задержки включения тиристоров относительно напряжения АГ.

Изучено влияние фазового сдвига Ф на ток, возникающий в статоре АГ. .Показано, что реактивный ток возбуждения пропорционален 1р ~ соз(1С-а)/2-а1пф, где а - угол открытия тиристоров; Максимальный ток достигается при а. = 180 градусов, но нелинейные искажения в форме тока при этом небольшие. Амплитуда первой гвр-моннки мало зависит от а, а кг при <х= 140...156 градусов уменьшается вдвое, причем искажения не зависят от задержки <р.

Если инвертер, работающий параллельно ЛГ, закоротить по постоянному току, то обмотки статора будут шунтироваться друг на друга в определенные момента времени. Показано, что управление Фазой коммутации тиристоров относительно напряжения АГ поззоляет регулировать реактивный ток. Нелинейные искажения при закорачи-.вании инвертора возрастают примерно в два раза.

Наиболее Эффективным , исполнительным устройством язляется конденсаторная система возбуждения, состоящая из нескольких секций, подключаемых к АГ в необходимом сочетании при помощи полупроводниковых ключей. Обоснован выбор двоичной системы при разбиении емкости на секции, сопоставляются схемы включения конденсаторов и ключей, описаны особенности'применения в качестве ключа двух тиристоров или диода и тиристора, рекомендуются области применения конденсаторов с различными диэлектриками.

Сформулированы требования к принципу действия, инерционное-• та, точности и помехозащищенности датчика напряжения, обеспечивающего высокое качество системы стабилизации. Предложена аналоговая схема , быстродействующего датчика среднего значения трехфазного напряжения.

'Пятая глава посвякена разработке методов синтеза систем стабилизации .частота (ССЧ) .валогенераторных установок (ВГУ) с изменяющейся частотой вращения приводного двигателя. Полученные в этой главе результата могут быть распространены на электроустановки с ..сбыни типами генераторов переменного тока. .' Известно много способов стабилизации частоты, однако пи один из них не удовлетворяет одновременно требованиям простоты и экономичности. Неоднозначность структур ВГУ как обгекта управления предполагает разделить решение задачи синтеза ССЧ на два этапа. Сначала определится рациональная схема силовой части ВГУ, а. затем синтезируется закон травления-для выбранной установки.

Сравнивать между собой различные ВГУ по технико-зкономичес-

ким критериям и определять рациональные схемы ССЧ предлагается путем анализа распределения энергетических потоков внутри ВГУ, учитывая место их подведения и способ преобразования. Представлена классификация ВГУ по организации энергопотоков, приведены примеры применения ВГУ рассматриваемых структур. Все ВГУ разделены на однопоточные и многопоточные. Последние различаются по месту подведения, по источнику и 'по направлению регулирующего потока, который может подводиться к дифференциальному редуктору,, к якорю генератора двойного вращения или к роторным цепям генератора двойного питания. Источником регулирующей энергии макет бшъ сеть ВГУ,вал отбора мощности или независимый энергетический' агрегат. Поток может подв' итъся, отводиться или бить реверсивным.' Всего возможно 27 структур многопоточных ВГУ.

В качестве критериев для сравнения ВГ>" выбраны стоимость электроэнергии или массо-габаритные показатели, которые зависят от мощности регулирующего преобразователя. Рр и КДЦ установки т]. Получены выражения Рр и т) через мощность ВГУ Рвг, КПД генератора т}г и регулирующего привода т}р, частоту, вращения вала отбора мощности 0о и частоту реверса регулирующего привода Пс для возможных структур ВГУ. КПД т) и мощность Рр не зависят от места подведения регулирующего потока, а вал отбора мощности и посторонний источник энергетич! ки эквивалентны, поэтому принципиально различаются только шесть структур многопоточных ВГУ.

Предложено четыре' критерия выбора .оптимальной структуры энергопотоков ВГУ: - средний' по времени КПП; Зт -■ затрата на . топливо: Зр- установленная мощность силового оборудования; зс -удельные затрата на топливо и силовое оборудование. ■ ^тах Чпах

V /т!р(ао)апо:.зТ=^[р(0о)/т1]Сшо: зр=и>;: зс= зт+ ^л>оггхр.

где' р(По)- вероятность распределения частот вращения вала: Ст -стоимость топлива; Р1, С1- мощность и цена элементов ВГУ:-Ъхр -время ходового режима. .

При .проектировании ВГУ варьируемым 'параметром ' является синхронная частота Пс, при которой происходит реверс регулирующего привода. Максимум среднего КПД и наименьшие -затраты на топливо достигаются, когда большую часть времени регулирующий поток минимален,т.е. частота Пс выбрана вблизи наиболее вероятной частоты вращения По. Регулирующий привод будет иметь минимальную м.-щностъ (ш1п Зр). когда Пс= (Пя1п+ Палу)/2. В качестве примера

приведены зависимости критериев от частоты Пс для всех шести структур синхронного ВГУ двойного вращения мощностью 100 кВт.

С помощью ЭВМ выполнен оптимизационный расчет среднего КПД ВГУ (О ) и стоимости электроэнергии (9С) однопоточннх и многопо-. точных БГУ различных структур с синхронными и асинхронными генераторами' мощностью до 300 кВт при диапазоне П0= 0,8...1. Здесь использовано типовое вероятностное распределение частот вращения главного двигателя транспортного судна. При расчете т)р учитывалось конкретное исполнение регулирующего привода и зависимость КПД его элементов от загрузки. В результате получено, что оптимальной структурой обладает многопоточная ВГУ, реверсивный " привод которой соединен с валом.

Разработан графоаналитический метод определения оптимальной частота 0о по экономическим критериям и 0Т. Приравнивая производные 0 или (Эау)/Шс= 0 и подставляя в функционалы выражения, мгновенных значений г\ для 0о< Qc и 0о> Пс , находятся условия оптимальности. Частота Ос= QonT делит площадь под преобразованным графиком распределения вероятностей в следующих соотношениях: для критерия Qjj - S1(p-Qo)/SJ(p-0o)» т)р; для критерия

0Т - (р/0о )/Sa (р/0о) = (т?г-т}р)т}р/(1-т}гт)р). Расчета на ЭВМ я

графоаналитическим методом дали близкое совпадение оптимальных частот«Ос (до IX).

Разработанный метод синтеза закона управления учитывает требования Регистра CCGP к качеству регулирования частота ВГУ, которые задают точность стабилизации, ограничивают перерегулирование и колебательность и предусматривают максимальное . быстродействие переходного процесса. Суп» метода заключается в выбора в качестве критериев оптимизации принятых в теории автоматического управления показателей качества, нахождения аналитических связей с коэффициентами системы и определении оптимальных настроечных параметров регулятора.

Точность стабилизации анализируется по величина отклонения .частота ВГУ Af= WH(0)APH+ Ищ(0)Ашо+ . где ДРН и Аш0-

установивьлеся отклонения нагрузки и частота вращения вала, ь^ -амзлитуда колебаний вала с частотой Q вследствие волнения моря. Введением ■ обратных связей по нагрузке и частоте вращения систему можно сделать инвариантной в установившемся режима, Ян(0)» О и *ш(0)= 0. Тогд" точность стабилизации е будет определяться гармонической ошЮкой'при максимальной амплитуде и частоте колебаний'вала é= шах АХ» |-шах Модуль частотной пере-

даточной функции аналитг'ески связывает точность е с параметрами регулятора klt \ . ,

Быстродействие системы оценивается по степени устойчивости 4. Применение метода D-разбиения к смещенному характеристическому уравнении G(s-E)= 0 позволяет определить аналитические зависимости между степенью устойчивости £ (быстродействием) и параметрами настройки , „

Колебательность корней ц= max^/c^ | характеристического . уравнения использована для анализа колебательных свойств , системы. Найдено преобразование, отображающее область корней, заключенную внутри угла <р= 2arctg(n) во всю левую полуплоскость комплексных чисел. В исходном характеристическом полиноме•'. G(p) производится ' замена переменной Giia{l+J4,;.l, а затем GeIs<1-J/^t>J, Перемноке-ние G(a)= G4G2 позволяет избавиться от комплексных коэффициентов преобразованного полинома. Найдена формула ::тя вычисления коэф-' Фициентоа С(з) по коэффициентам G(p) и ц. Нрименение условий устойчивости Гурвица к С(з) дают аналитические выражения колебательности ц через параметры системы.

Определив зависимости между качественными показателями е, t и ц и коэффициентами регулятора , ij, осуществляется параметрический синтез система, удовлетворяющей кошлексу требований: е * егоах> t Ц « Итлх- Для этого в пространстве

определяется Пересе _ние подпространств Р£ П Р^ П Р^, в которых удовлетворяются заданные ограничения. Усиливая одно из требований к качеству, мскно сузить допустимую область параметров и свести ее в точку оптимальных настроек по этому критерии при огра-' . ничении.на два других. Разработанный метод опробован на примере системы стабилизации частоты валогенератона двойного вращения с регулирующим приводом постоянного тока, соединенным с валом.

В шестой главе приведены методы и результата исследований режима параллельной работы асинхронных генераторов. Изучены три проблемы совместной работы генераторов. Это процесс взапочения, обменные колебания активной мощности и распределение нагрузки. Теоретические результаты и выводы этой главы проверены на экспериментальной установке, состоящей из двух дизель-генераторов,вы- ' полненных на базе серийных электроагрегатов АД-20 с дизелями -типа 44 11/13, синхронные генераторы которых заменены асинхронными типа АМ-72.

Разработан метод исследования режима включения АГ на параллельную работу с помощью ЭВМ (программа "СТАРТ"). В математической модели электроустановок используются апробированные описания

дизеля 44 11/13 с топливным насосом УТН-5 и регулятором частота вращения РН-30, уравнения асинхронной машины в осях а, р и дискретного регулятора напряжения по знаку отклонения. Уравнения нагрузки и связи между генераторами записаны отдельно для автономной и параллельной работа. В первом случае описываются уравнительные токи по линиям, соединяющим генераторы: • ^^(ц^-и,^)/^, ^"^«{Ц-^рг^л' Алгорч™ расчета учитывает существенно различную скорость протекания четырех стадий синхронизации: автономную работу до включения; выравнивание напряжений под действием '.уравнительных токов: перераспределение нагрузок и установление потокосцеплений в соответствии с общим напряжением; самовозбуж-% дение генераторов до установления балансов проводимостей.

Модификации программы "СТАРТ" позволяют моделировать включс-- ния АГ в мощную сеть, невозбужденного АГ к возбужденному, ре.там грубой синхронизации. Сравнение расчетных и экспериментальны:-: процессов- синхронизации показало совпадение по провалу напряжения до 5 Ж,по максимуму тока - до 8 % и по длительности переходных процессов - до Ю. %. . С помощью описанного метода выполнен анализ влияния начальных условий синхронизации на параметры переходных процессов. Изучены режимы включения при неодинаковых Фазах напряжений, частотах вращения роторез, статизмах нагрузочных характеристик, мощностях генератсроз и 1 начальных загрузках. Анализ особенностей ' синхронизации АГ позволил сформулировать рекомендации по ее осуществлению.

Наибольшее влияние при включении оказывает разница фэз. По переходным процессам получены зависимости максимумов моментов, провала напряжения, изменения частот вращения и частоты тока от разности фаз при синхронизации генераторов одинаковой мощности и при включении АГ в мощную сеть. Опережающий генератор создает тормозной, а отстающий - знакопеременный момента, которые затухают за 2-3 периода.При одинаковых мощностях АГ максимальный мо-• мент достигает 5йном, а .при включении в сеть - ИМном при Аф « " 120 градусов. Из-за кратковременности действия и ограничен''<■ п" величины момента изменения частот вращения , незначительны и сказываются на устойчивости системы. Поэтому при включении АГ « мощную сеть фазовой синхронизации не требуется. Провал напр ния вызван перезарядом конденсаторов возбуждения и зависит Ы соотнесения емкостей,включаемых АГ. Допустимый угол- расгст--г вания <юз опредегик'тсп разрешенным провалом напряжения и ¡.сселяет 60 тз градусса.

'Пгл начальной загрузке генераторов процессы синхронизации

удлинняются на 30...40 Для опережающего генератора момент нагрузки складывается с затухающим синхронизирующим моментом," а у отстающего - амплитуда момента не зависит от нагрузки. Провал напряжения при включении нагруженного генератора отстающим почти в два раза меньше,- чем при подключенци его опережающим, т.к. во втором случае происходит перегрузка АГ тормозным моментом.

Включение АГ с разными частотами приводит к перераспределению нагрузок. Возникающий демпферный момент составляет 0,1...0,2 • Мном и затухает за 0,15...0,2 с. При идентичных нагрузочных характеристиках включение ненагруженного АГ с частотой, большей на величину его номинального скольжения, приводит к равномерному распределению нагрузок после завершения переходного процесса.'

Допустимым режимом яв.№тся включение вращающегося с синхронной частотой невозбужденного АГ на шины электростанции. Ударный момент не превышает 2Ммом, а'длительное.-, процесса - 0,1 с.

' Разработан метод аналитического расчета токов, потокосцеп-лений и моментов синхронизации. При этом сделаны допущения о постоянстве частота и индуктивности намагничивания генератора.Процесс синхронизации АГ.рассмотрен как суперпозиция короткого замыкания из исходного состояния и включения невозбужденного АГ на напряжение, установившееся после перезаряда конденсаторов. Предварительно описан процесс включения невозбужденного АГ в сеть и режим короткого замыкания.

Включение АГ в мощную сеть представлено как суперпозиция установившегося режима под действием ■ ис и свободного процесса

при напряжении икэ= -иг+ ис= -2итз1п С/2 ехр 3(&+1с)/2, где О -угол между векторами напряжения генератор и сети.

При включении АГ соизмеримой мощности вначале находится напряжение, возникающее на общих шинах после перезаряда конденсаторов иу= (и1С1+игС2)/(С1+С2), по которому расчитываются установившиеся значения токов и потокосцеплений. Затухающие составляющие определяются напряжениями и1£з1=-и1+иу=-ит(3+г8Л)з1п(0/2-А) и икз2=-иг+ис=ит()з1п(0/2+А),где Л=агс1£[гв § (С1-С2)/(С1+С2)3,

Характеристики переходных процессов 15, и Н, расчитанных по полученным аналитическим формулам и на цифровой модели близки. Амплитуды моментов при включении невозбужденного АГ отличаются на 20%, при коротком замыкании - на 12 %, при синхронизации - на 7 % для С<120 град, и на 20 % для больших рассогласований.

•Исследование устойчивости и. обменных колебаний активной мощ-

поста при параллельной работе' асинхронных дизель-генераторов (ДГ) выполнено на описанной экспериментальной установке, на математической модели, а также структурным методом.

. Путем обработки осциллограмм получены и проанализированы энергетические спектры колебаний токов нагрузки, частот вращения и положения топливной рейки при параллельной работе асинхронных ДГ, асинхронного ДГ с сетью, двух синхронных ДГ, синхронного и асинхронного ДГ и синхронного ДГ с сетью. Амплитуда колебаний модности асинхронных ДГ в среднем в 1,6 раза, а при номинальной нагрузке в два раза меньше, чем у синхронных. При работе с сетью амплитуда колебаний на 405 больше, чем при работе одинаковых ДГ.

Разработана методика расчета обменных колебаний на основе детализированной математической модели динамики параллельной работа асинхронных дизель-генераторов (программа АВСК ). Детализация осуществляется путем моделирования рабочих циклов в каждом цилиндре, дизелей,в коллекторах, в газотурбинных нагнетателях и топливной аппаратуре, а также электромагнитных процессов в генераторах. Моделью учтены особенности, и основные нелинейности регуляторов напряжения и частоты вращения дизеля.

Обработка результатов расчетов при вариации ряда параметров агрегатов позволила выявить их влияние на колебания мощности, напряжения и частота вращения, а также на 'максимальную температуру и давление в цилиндре. Существенными параметрами, влияющими на атлитуду колебаний мощности, являются: момент инерции ДГ, коэффициент остаточного давления в топливопроводе, лзофт в соединении рычага регулящЬа частота с рейкой, топливного насоса,коэффициент вязкого трения в регуляторе частота и активное сопротивление ротора генератора. Установлено, что параметры системы стабилизации напряжения даже при возникновении в ней автоколебаний мало"влияют на обменные колебания мощности.

Используя полученную в первой главе передаточную функцию АГ, разработан структурный, метод анализа устойчивости параллельной работа ДГ. Аналогично методике В.И.Толшина вводится передаточная функция ротора АГ Иг = (Т1:р+1 )*>СТгар(Т^р+1 )*+Кг1 и регулятора частоты V кр/(Т^р1+Ткр+1), а динамические свойства системы исследуются по'одноконтурной схеме. Для повшения устойчивости резонансные частота регулятора частота шр= /Т*-4Т*/2Тр и ротора ыг =

•'=> /кг/2Та?^ дс'>ны быть разведены как можно дальше. Построены ЛАЧХ,* ФЧХ и запасы устойчивости по амплитуде и по фазе при различных'параметрах системы. Устойчивость повышается при увеличе-

нии сопротивления рот^м АГ, вязкого трения регулятора и вращающихся масс. Предложен- новый способ повышения устойчивости путем компенсации запаздывания дизеля с помощью корректирующих воздействий на регуляторы частоты вращения. . •.

Рассмотрен вопрос' распределения активной мощности между ЭУ с АГ в установившемся режиме. С учетом неравномерности привода од, скольжения зг и КПД 1}г генератора и соотношения мощностей К= НД/}1Г неравномерность электроустановки равна в = (Кт)гзг+Лд)/ ■

/кт}г(1-зг). Найдено выражение, связывающее заданное распределение нагрузок V- Рг1 /Рг2 с уставками и неравномерноетями ■ О^ атактроустановок. При относительном неравенстве статизмов АО и уставок Лш распределение неузок будет отличаться от равномерного на величинуЛО + Лл/О. . ■ "

Приведены примеры возможного использования АГ в- качестве источника переменного тока в судовой ЭУ,что позволяет решить ряд проблем параллельной работа дизель-, вало- и утильтурбогенераторов, повысить Эффективность СЭУ.

Седьмая глава посвящена исследованиям режимов пуска от АГ асинхронных двигателей /АД) соизмеримой модности и коротких за-кшаний АГ. Рассмотрены вопросы прямого пуска АД, пуска через сопротивления и через тиристорные устройства ограничения тока.

Как известно, АГ не удовлетворяют требованиям ряда ГОСТов и Регистра СССР по обеспечению пуска АД, мощность которых должна составлять от 30 до 70 % ■ мощности электроустановки. В работа определена максимальная мощность АД, прямой пусх которого возможен от АГ. Активная и реактивная Ьп проводимости АД во время пуска из неподвь-: \'о состояния вплоть до • этического скольжения изменяются мало 5П= созфд/соз<рд; ЬП= ¿^1 е1гкрп/созфд, где Ы-

кратность пускового тока, причем з1пфп«.1, а • созфп« 0,4..0,5.

Анализ показывает, что во время пуска от АГ нарушается баланс реактивных проводимостей, а перегрузки по активной модности не происходит. Емкость возбуждения АГ выбирается из условия компенсации реактивной прозодимости нагрузки Ьн и генератора Ьг . Для пуска АД ее должно быть достаточно, чтобы скомпенсировать размагничивающее действие двигательной нагрузки Ьс«=Ьн+Ьг"»^г®рн+

+ьо+гг(гг1к+2г1ьо) » ьо /уь.Я (в^+гг^/у, где хк. ъ0,

параметры генератора. Подставляя значения 8„ и Ь„ в неравенство, находим отношение мощностей пускаемого двигателя и генератора Рд/Рг« Вд/Иг- Для АД и АГ общепромышленных серий это отно-

пение составляет 15...25 Жив зависимости от номинального коэффициента. мощности нагрузки АГ может оцениваться приближенной формулой РДЛ»Г«( 1,3 t®pH/N.

Увеличение мощности пускаемых от АГ двигателей возможно путем ограничения пускового тока АГ. Эффективным оказывается включение на время пуска в статорную цепь АГ дополнительных активных В„ или реактивных Хп сопротивлений. Разработана методика расчета оптимальных значений Rn или Хп, основанная на решении уравнений баланса активных и реактивных мощностей системы АД-АГ, для. составления которых использованы Г-образные схемы замещения АГ и контура рассеяния АД в режиме пуска -R +R./3 R 1 1 Х_ Хл

—--- —а_ ; — = — + —--^ —а_ здесь обозначено

• ' 2'r(3) Z* Хс Хга Z-(s) Z*

.V Г-С: V riC': V W хг= нд= (Г1 д+rn 5 ся+г2 дс д •

Исключая скольжение з и вводя обозначения К « /1 ~4ХгКд/Хд и I = 1/XC- уравнения баланса мощностей разрешается отно-

сительно сопротивлений двигателя R,, и Хд

П* + R*I2X^ - гХ^/УО+К) - X„/Y1 + к - X'/Y = 0.

длл г 1 ' д дд

Решение этого уравнения методом последовательных приближений при задании к и половинного деления Хд дает минимальные значения дополнительных пусковых сопротивлений Хп или Кп,при которых возможен пуск двигателя) Для оптимальных значений Хл и Rn построены зависимости пускового момента и скольжения при различной емкости возбуждения. Лучшими характеристиками обладают устройства с пусковым резисторами. Как показали расчеты и эксперименты, через них'можно пускать АД мощностью до 50...70 % Рг.

С целью снижения мзссогабаритных показателей пусковых устройств используются тиристорные преобразователи напряжения ГОШ) с. Фазовым управлением.■На устройство пуска АД через ТПН с обратной связью по напряжению получено авторское свидетельство. Импульсы на отпирание каждого тиристора формируются в момент равенства сдвинутого на 120 град, фазного напряжения и опорного Uo. Тогда угол коммутации тиристоров изменяется в зависимости от амплитуды фазногг т.чпряхения Um от 60 до 150 градусов: а = х/3 + +arcain Un/Um. ¡л Um< ио, то тиристоры не открываются, поэтому устройство ограничивает максимальный провал напряжения и миними-

зирует время разгона АД.

Динамические параметры процессов пуска АД различных мощностей и типоз САМ. АО. 4А. АИР) изучены на цифровой модели (программа "PUSK"). Проанализированы провалы напряжения и частоты АГ и время разгона АД при различной начальной загрузке и емкости возбуждения АГ. Выполнено моделирование пуска АД через сопротивления. Зависимости времени разгона, пускового момента и провала частоты от сопротивления В,, имеют явно выраженный экстремум, а оптимальное значение Нп совпадает с полученным аналитически. .

Программа "PUSK" позволяет моделировать систему АГ-ТПН-АД... В отличие от известных моделей, где для режима двухфазной проводимости тиристоров используются уравнения относительно линейных напряжений, здесь осуществляется интегрирование одной системы уравнений относительно фазных .напряжений. На каждом шаге решения определяется напряжение ио между нулем генератора и двигателя, что упрощает программу.

Исследование режима короткого замыкания АГ проведено на экспериментальных макетах, на цифровой модели и путем аналитических расчетов ®s и Икз. Величина ударного тока к.з. обратно пропорциональна сопротивлению xK=zt+x£ и составляет 4...61ион, а время его затухания зависит от вида к.з. и составляет от 3 (для трехфазного) до 12 (для однофазного) периодов. Как показали исследования на ЭВМ. при возникновении дуговых к.з. возможно установление тока через дугу, величина которого не мажет превшать 2,5...2,9 1ном при снижении напряжения на шинах АГ до 0,4...0,6 инон. При сопротивлении дуги меньше предельной нагрузки-АГ гене- ' ратор развозбуждается, однако прерывистость гчэения дуги . может вызвать квазиустановившийся режим." . . . "

При проведении экспериментальных исследований. режима к.з. для различных схем подключениясистем возбуждения обнаружен неизвестный ранее режим возбуждения АГ на третьей гармонике. Бели емкость возбуждения С>0,4...О,б o.e. и включена "звездой", нуль которой соединен с нулем АГ, то при трехфазном к.з. между нулем и закороченными обмотками статора возникает напряжение UK3= 0,15 ...0.2Uhom с частотой ЗГ4. Внутри контура "фазные обмотки - конденсаторы" циркулирует ток IC3=1.0...1.2 Объяснено это явление возбуждением АГ токами нулевой последовательности в контуре,образованном индуктивностями рассеяния и емкостью возбуждения. .

Изучение особенностей режимов коротких замыканий позволило сформулировать рекомендации для построения защит АГ и аппаратуры.

ЗАКЛЮЧЕН®

Разработанные теоретические методы расчетов и результаты исследований ЭУ с АГ, проектирование на их основе рациональных • систем управления электрическими параметрами и осуществление рекомендованных способов эксплуатации на основных режимах позволяют решить проблему создания автоматизированного источника переменного тока на базе асинхронного генератора.

Основные результаты работы заключаются в следующем.

1. С целью исследования динамических характеристик АГ разработан комплекс математических моделей, алгоритмов и программ

- расчета на ЦВМ переходных' процессов в электроустановках с АГ. Программы специализированы для моделирования следующих типовых ■резсшюв: коммутации смешанной симметричной или несимметричной нагрузки; пуска асинхронного двигзтеля' непосредственно от АГ, "через сопротивления или тиристорный преобразователь напряжения: металлических и дуговых коротких замыканий; включения на параллельную работу с возбужденным или . невозбужденным АГ, а также с сетью; обменных колебаний активной мощности при параллельной работе асинхронных дизель-генераторов.

2. Для рейения задач синтеза систем стабилизации напряжения и частота методами теории автоматического управления асинхронный генератор описан как объект управления. Найдены выражения постоянных времени и коэффициентов передачи по каналам управлений и возмущений для режимов автономной и параллельной работы.

3. Проведен сравнительный анализ, предложены новые способы управления, расчитаны основные характеристики регулируемых систем возбуждения АГ. Исследованы устройства коммутации конденсаторов, регуляторы индуктивного тока с фазовым управлением тиристоров, схемы с нелинейными реактивными элементами и таристорные источники реактивной мощности.

4. В классе импульсных систем синтезированы законы.управления напряжением АГ, позволяющие использовать особенности АГ как

. объекта управления и создать' быстродействующую и простую в реализации систему стабилизации напряжения. Методом построения.поверхностей параметров' с заданны« показателями качества для систем с "классическими" П-, И-, ПИ-, ПД-регуляторами определены лучшие структуры и настройки регуляторов. С использованием тео-: рии полиномиа" ых уравнений найдены законы управления, обеспечивающие в системе, переходные процессы конечной длительности; синтезированы.оптимальные ю квадратичным интегральным критериям

дискретные регуляторы. Гйчработан и исследован новый нелинейно-импульсный закон управления по знаку отклонения с сорсиравкой. Учтено влияние нелинейностей цифровых регуляторов и предложены технические реализации найденных законов управления. •

5. Предложены методы энергетической оптимизации силозой части системы стабилизации частота валогенераторной установки по стоимости электроэнергии и по массо-габаритным показателям.

6. Для удовлетворения требований Регистра СССР к качеству регулирования частота ВГУ разработан метод параметрического'синтеза линейного закона управления, обеспечивающего нужную точ-

. ностъ и колебательность при максимальном быстродействии. Найденные аналитические зависимости между показателями качества и коэффициентами системы стабилизации позволяют- построить область допустимых параметров, а усилением требований к качеству область, сводится в точку оптимальных настроек регулятора частота.'

7. Исследования режимов включения АГ на параллельную работу выявили существенные отличия возникающих динамических процессов от известных явлений при включении синхронных генераторов.. Най-г.ены предельно допустимые отклонения начальных условий синхронизации и выработаны рекомендации по включении АГна параллельную работу. '

8. Применение агинхронных дизель-генераторов (ДГ) повшает устойчивость системы параллельно работающих электроагрегатов,что

' подтверждено сравнительным анализом обменных колебаний активной мощности между синхронными и между, асинхронными ДГ на эксперима- . нтальной электростанции. Выявление причин и влияния конструктивных параметров ДГ на обменные колебания вы^гаено на детализированной численной модели. Использование структурного метода упро- . шает анализ и выбор параметров системы стабилизации частота, обеспечивающих устойчивую параллельную работу.

9. Распределение активной нагрузки между асинхронными агрегатами в установившемся режиме зависит от нерзвномерностей и уставок систем регулирования частоты и от скольжений генераторов. Реактивная мощность распределяется между АГ параметрически в соответствии с их волътамперными характеристиками и размагничивающим действием активных нагрузок,« т.е. не требует регулирования.

10. Разработан ряд устройств и методов их расчета,ограничивающих ток генератора в режиме пуска электроприводов, позволяю- ' ших пускать от АГ асинхронные двигатели соизмеримой мощности. Предложен новый способ пуска через тиристорный преобразователь

с обратной связью по напряжению и метод аналитического расчета

оптимальных пусковых сопротивлений. Результата расчетов пусковых режимов' подтверждены исследованиям динамики пуска на ЦВМ и но экспериментальных установках..

11. Исследование коротких замыканий АГ путем моделирования, аналитического расчета, и на стендах позволили определить параметры переходных процессов при глухих к, з., a т»:сг.е при возникновении дуги. Обнаружено и изучено явление самозозбухдения АГ на третьей гармонике при трехфазном к.з. Из-за быстротечности рэзвозбуждения, отсутствия установившегося тока при глухих к.з. ■ и ограниченная величина тока при горении дуги делают этот режим безопасным для генератора. Для обеспечения селективности защиты нагрузки АГ требуется снизить величины уставок автоматических выключателей.

По теме диссертации спубликсзены следующие работа.

1.' Еетневский Л.В.. Пасс А.Е. Системы управления асинхронными генераторными котлексами,- Киев: Лыбидь. 1990.- 163 с.

2. Бояр-Созонович С.П.. Вишневский Л.В.. Беляев В.Н. Включение асинхронных генераторов на параллельную работу // Электричество.- 1939.- N 12;- С.32 - 36.

3. Еопр-Созонсзич С.П.. Еипневский JT-B-, Беляев В.Н. Особенности параллельной работа асинхронных генераторов // Изв.АН СССР Энергетика и транспорт.- 1935.- II 5.- С.155 - 158.

•1. Бояр-Созонович С.П., Вишневский JT.B. Автономный асинхронны;! генератор с цифровым регулятором напряжения // Изв. АН СССР Энергетика к транспорт.- 1988.- N 5.- С.156 - 161.

Г). Вишневский Л.В. Передаточные функции асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением // Техническая атектродина-го:ка.- 1983.- N 2.- С.75 - 80.

' б. Беляев В.Н., Вишневский Л.В., Пасс А.Е. Опримизация процесса пуска мощного электропривода от асинхронного генератора // Техническая электродинамика.- 1990.- N3.- С.77 - 83.

7. Вишневский Л.В. Тиристорные источники реактивного тока для возг/ядепия асинхронного генератора // Техническая электро-рнаиика.- 1991.- ИЗ.- С.73 -"77..

0. .Вишневский Л.В. Модуляция напряжения в система дискрет-, него регулирования' возбуждения асинхронного генератора // Элз..• • тротеяшка.- 1989.- If 9.- С.33 - 40.

9. Горб С Вишневский Л.В., Нироненко В.П. Срав!>нтс;а>н анализ устойчивости параллельной работа асинхронных и синхронлшгг дизель-генераторов■// Двигателзстроение.- 1986.- Н 7.- С.32-34.

-3410. Вишневский I.B..Мироненко В.П. Структурный анализ устой--чивости параллельной работы асинхронных дизель-генераторов //• Двигателестроение.- 1990.- Ы 3.- С.31 - 32.

11. Пасс А.Е., Вишневский JI.B. Область применения валЬ-генераторов и утилизационных турбогенераторов // Судостроение.-1980.- N 8.- С.23 - 25.

12. Вишневский JI.B. Энергетическая оптимизация многопоточных судовых валогенераторов // Судостроение.- 1991.- N6.- С.25. - 27. ,

13. Пасс А.Е.. Вишневский.Л.В. Исследование динамики асинхронного самовозбуждающегося генератора вблизи установившегося состояния// Изв.ВУЗ ¡Электромеханика.- 1980.- Я 6.- С.591 - 596.

Н. Вишневский JI.B., Мироненко В;П. Универсальная .математическая модель генератора переменного тока // Изв.ВУЗ Электромеханика.- 1986.- N 3.- С.33 - 40.•

•15. Вишневский Л.В., Мироненко В.П. Передаточная функция асинхронного генератора при его параллельной работе с сетью большой мощности//Изв.ВУЗ Электромеханика.- 1991.- N7.- С.31-34.

16. Вишневский JI.B., Новосад И.А. Дискретные законы конечной длительности для стабилизации напряжения асинхронного генератора // Изв.ВУЗ Электромеханика.-.1991.- N 9.- С. 37 - 42. .

17. Бояр-Созонович С.П., Кузнецов A.A., Сорочан A.A., Вишневский Л.В. Упрощенные уравнения биротативного асинхронного генератора для синтеза систем управления // 1ГГС Электромашиностроение и электрооборудование.- 1ЭТ7.- вот.24.- С.83 - 87.'

18. Вишневский Л.В. Грацо-аналитический метод определения экономичного режима работа биротативного валогенератора // НГС Электромашиностроение и электрооборудйван.:;.- 1981.- вып.32.-С.68 - 74.

19. Пасс Д.Е., Вишневский Л.В. Расчет коэффициентов передачи асинхронного самовозбуждающегося генератора // НТС Электромашиностроение и электрооборудование.- 1981.- вып.33.-С.84-89.

20. Пасс А.Е., Вишневский Л.В. Анализ судовых биротативннх валогенераторов// НГС Кибернетика на морском транспорте.- 1931.- вып 10.- С.76 - 84.

21.■Вишневский Л.В. Аналитическое выражение кривой намагничивания электрических машин // НГС Электромашиностроение и электрооборудование.- 1990.- вып.44.- С.53 - 57.

22. Вишневский Л.В. Тиристорные регуляторы индуктивного тока для асинхронных генераторов // НГС Электромашиностроение и электрооборудование.- 1991.- вып.45.- С.99 - 105.

23. Вишневский Л.В. Применение периодически коммутируемых

конденсаторов для регулирования напряжения асинхронного генератора// НГС Электромашиностроение и электрооборудование.- 1991.. вш.45.-.С.112 -.118.

24. 'Вишневский Л.В., Бояр-Созонович С.П., Кузнецов A.A., Кузнецов В.А. Система автоматического управления нагрузкой асинхронного генератора, работающего на мощную сеть // НГС Энергетика и электрификация.- 1988.- N 4.- С.37 - 38.

25. Горб С.И., Вишневский Л.В., Мироненко В.П., Пасс А.Е. Расчет динамики' параллельно работающих дизель-генераторов // Материалы ГосЗАП.- N 50850000746,- ГВЦ ММФ, 1985.- 21 с.

26. Вишневский Л.В., Мироненко В.П. Расчет переходных процессов генераторов переменного тока при автономной и параллельной работе // Материалы ГосФАП.- N 50850000747.- ГВЦ ММФ, 1985.- 13 с.

27. Пасс А.Е., Вишневский Л.В., Новосад И.А. Цифровой регу-• лятор возбуждения асинхронного валогенератора// Малотиражное судостроение: сб.н8учн.тр.НКИ.- Николаев, 1988.- СИЗО - 134.

28. Вишневский Л.В. Исследование и разработка системы автоматической стабилизации напряжения и частоты асинхронного валогенератора двойного вращения // Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук— Одесса.- 1982.- 22 с.

29. Кузнецов A.A., Ссрочан A.A., Вишневский Л.В . К расчету переходных процессов в цепях с варикондами // Деп. рукопись.-УкрНИИГИ Госплана СССР.- 1978.- Н 073.- 9 с.

30. Вишневский Л.В. Оптимизация режима работа системы автоматической стабилизации частота судового биротативного валогенератора // Деп.рукопись-- ЦБНГИ ММФ.- 1979.- N 15.- 9 с.

31. Вишневский Л.В. Статический расчет системы автоматической стабилизации напряжения и частоты судового асинхронного валогенератора // Деп .'рукопись.- ЦБНТИ ЫМФ.- 1979.- N 35.- 20 с.

. 32. Пасс А.Е., Вишневский Л.В., Беляев В.Н. Особенности аэтоматизации энергетических кожлексов с асинхронными генераторами // Тез. докл. отраслевой НТК "Роль молодых ученых и специалистов в развитии научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте".- Москва, 1984.- ч.Ш.- С.35 - 36.

33. Пасс А.Е.. Вишневский Л.В., Новосад И.А., Беляев В.Н. Особенности применения и автоматизации электроэнергетических устан/овок с асинхронными генераторами '// Тез. докл. VII ВНГК "Проблемы котлексной автоматизации судовых технических средств" / HIT *зрора".- Л.,1989.- С.116 - 119.

34. Вишнеьский Л.В., Беляев В.Н., Мироненко В.П. Перепек-

тмвы применения асинхронных генераторов в сотовой ачектростсн-ции //'Тез. докл. Межвузовской НТК.- ВВМИУ.- Я., 1990.- п.397 -- 400. '

35. Вишневский Л.В. и др. Результаты испытаний, асинхронных генераторных агрегатов // Тез. докл..Межвузовской НТК.- ВЕМИУ.-Л., 1990.- С.400 - 402.

36. Вишневский Я.В.. Гутенмахер Л.И., Фрид A.B.

A.c. 639118 (СССР). Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора.-.Опубл. в Б.и., 1970.- N 47.

37. Вишневский Л.В. и др. A.c. 688977 (СССР). Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора.- Опубл. в Б-и., 19^9.- N 36. '

38. Вишневский Л.В., Кузнецов A.A. A.c. 721878 (СССР). Электроэнергетическая установка.- Опубл. г Б.и., 1980.- М 10.39. Вишневский Л.В., Кузнецов A.A. A.c. 721889 (СССР).

Электроэнергетическая установка.- Опубл. в Б.и.. 1930.- Н •

40. Вишневский Л.В..Ыироненко В.П. A.c. 1192034 (СССР). Способ управления приводными двигателями параллельно.работаю-иих дизель-генераторов.- Опубл. в Б.и., 1985.- N 42.'

41. Пасс А.Е..Вишневский Л-В..Колисниченко A.B. А.с.1317640 (СССР). Способ регулирования вентильного генератора с коротко-замкнутым ротором.- публ. в Б.и., 1987,- N 22.

42. Беляев В.Н., Вишневский Л.В., Пасс A.B. A.c. 1510956 (СССР). Устройство для пуска' асинхронного электродвигателя.-Опубл. в Б.и., 1989.- N 40. '