Упрощенная схема УБК-3

Упрощенная схема УБК-3 выполняется на магнитных усилителях: трансформаторном ALT1 и реакторном ALT2.

Ток питания усилителя ALT1, которому при неизменном токе управления им ()пропорционален выходной ток регулятора ; определяется геометрической суммой вторичного тока нагрузки генератора , поступающего от измерительного трансформатора тока ТА, и тока , возбуждаемого вторичным напряжением и поступающего от измерительного трансформатора напряжения TV, который балластной LCR-цепью преобразован в резонансный источник тока ИТ.

Абсолютное значение тока зависит не только от тока , но и от :при активной нагрузке генератора () ток определяется геометрической суммой векторов токов и , сдвинутых по фазе на угол , а при реактивной нагрузке () – арифметической их суммой. Однако при такой простой схеме формирования тока и нелинейности внешних характеристик возбудителя и нерегулируемого синхронного генератора возможна лишь приближенная грубая компенсация падения напряжения внутри генератора от тока путем повышения возбуждения возбудителя током ~ .

Корректор напряжения управляет степенью компаундирования генератора – изменяет абсолютное значение тока , уменьшая или увеличивая усилителем ALT1 ток управления , равный выходному току реакторного магнитного усилителя ALT2, который определяется отклонением напряжения .Например, при снижении действующего значения напряжения синхронного генератора уменьшается и ток , при этом в соответствии с проходной характеристикой трансформаторного магнитного усилителя ALT1 абсолютное значение его выходного тока и ток возрастают, возбуждение возбудителя и синхронного генератора усиливается, увеличивая ЭДС E_q синхронного генератора до значения, достаточного для восстановления (со статической погрешностью регулирования) напряжения синхронного генератора.

Реакторный магнитный усилитель ALT2 управляется током – выходным током измерительного органа напряжения ИОН регулятора. Он выполнен на диодном элементе сравнения абсолютных значений двух токов, линейно и нелинейно зависящих от напряжения генератора, с магнитным вычитанием их выпрямленных значений в двух встречно включенных одинаковых обмотках управления магнитным усилителем ALT2.

В соответствии с проходной характеристикой реакторного магнитного усилителя с положительной обратной связью для рассмотренного снижения его выходного тока (при снижении напряжения ) необходим уменьшающийся и затем отрицательный ток управления .

Сравниваемые токи формируются линейным и нелинейным измерительными преобразователями напряжения , выполненными на трехобмоточном трансформаторе TLT с насыщающимся магнитопроводом. Ток возбуждается трехфазным напряжением вторичной обмотки трансформатора и пропорционален напряжению , a ток – однофазной ЭДС включенных по схеме разомкнутого треугольника обмоток утроенной частоты. Ее абсолютное значение является нелинейной функцией напряжения , как и третья гармоника тока намагничивания насыщающегося магнитопровода.

Характеристики ИОН и магнитных усилителей обеспечивают настройку (установочным автотрансформатором TL_y) и действие автоматического регулятора в целом.

Местная гибкая отрицательная обратная связь ГОС, обеспечивает устойчивость функционирования (предотвращает возникновение автоколебаний) замкнутой автоматической системы пропорционального регулирования возбуждения синхронного генератора.

Автоматический регулятор обеспечивает необходимое возбуждение генератора от холостого хода, устанавливаемого резистором R_CB, до номинального и форсировку возбуждения током КЗ. Предусматривается также релейно-контактная форсировка возбуждения при снижении напряжения более чем на 10%.