FI76899C - Anordning foer addering av elektrodstroemmen i en magnethydrodynamisk generator. - Google Patents

Description

1 76399

Laite magnetohydrodynaaniisen generaattorin elektro-divirran summaamiseksi

Esillä oleva keksintö kohdistuu magnetohydro-5 dynamiikkaan ja erityisesti laitteeseen magneto- hydrodynaamisen (MHDJ generaattorin elektronivir-ran summaamiseksi. Sitä voidaan käyttää MHD-gene-raattorin kuormitusjärjestelmän kytkemiseksi MHD-ge-neraattorin kanavaan.

10 Ennestään on tunnettu MHD-generaattorin useiden elektrodien virran summaamiseksi laite, jossa kukin elektrodi on kytketty summauspisteeseen muuttajan (tasasuuntaajan tai invertterin) kautta. Mainitun muuttajan indusoima sähkömotorinen voima tai vasta-15 sähkömotorinen voima on suuruudeltaan yhtä suuri, mutta merkiltään vastakkainen kuin summauspisteen ja kytketyn elektrodin välinen potentiaaliero.

Edellä mainittu laite sallii Hall-sähkömoto-risen voiman neutralisoimisen, joka on ominaista 20 yhdistettyjen elektrodien väliselle potentiaali- erolle.

Kyseisellä laitteella on kuitenkin monimutkainen piirirakenne.

Tunnetaan myös MHD-generaattorin elektrodivirran 25 summaamiseksi laite, joka käsittää yksikön, joka koos tuu tyristorisiltaparista, jonka ensimmäiset diagonaali-set haarat muodostuvat sarjaan kytketystä generaattorin elektroaista ja sähköisestä kuormasta, siltojen toisten diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden ollessa 30 kytketty yhteen kondensaattorien kautta. Edellä mainittu laite sallii elektrodien yhden parin virran summaamisen virran ollessa tasaisesti jakautunut rinnakkaispiirien kesken.

Tunnettu laite on kuitenkin ollut yleisesti epä-35 tyydyttävä sen riittämättömästä tarkuudesta johtuen, 2 76399 erityisesti transienttien aikana, koska kapasitiivinen kytkentä sallii vain integraalisen kriteerin käyttämisen prosessidynamiikkaa arvioitaessa. Lisäksi vain kaksi elektrodia voidaan kytkeä kuormajärjestelmän 5 invertteriin, jotka käytetään syötettäessä MHD-gene- raattorin energia syöttöjohtoon, mikä laskee melko huonohyötysuhteisen invertterin yksikkötehoa. Invertte-rien lukumäärä kasvaa myös, haitta joka tekee kuormitus järjestelmän monimutkaiseksi ja johtaa suurempiin 10 kustannuksiin muuttajien yksikkötehoa kohti.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada magnetohydrodynaamisen generaattorin elektroni-virran summaamiseksi laite, jossa uusi piirikokoonpano parantaisi hyötysuhdetta ja joka olisi yksinkertaisempi 15 ja joka jakaisi virran tarkemmin elektrodien kesken.

Aikaansaadaan magnetohydrodynaamisen generaattorin elektronivirran summaamiseksi laite, joka käsittää tyristorisiltoja, joiden lukumäärä vastaa elektrodien lukumäärää, kunkin sillan ensimmäisten diagonaalisten 20 haarojen ollessa muodostunut sarjaan kytketystä elektrodista ja sähköisestä kuormasta, sillan toisten diagonaalisten haarojen ollessa muodostunut kondensaattorista, joka on kytketty yhteen mainittujen diagonaalisten haarojen kytkentäpisteistä sekä on sähköisesti kytketty 25 sen toiseen pisteeseen, sähköisen kytkennän kondensaattorin ja diagonaalisten haarojen parin kytkentäpisteen välillä ollessa toteutettu keksinnön mukaisesti ainakin yhden muuntajan käämin kautta, joka on sijoitettu sarjaan kondensaattorin kanssa, ja kytkentäpiste on saman tai eri 30 tyristorisillan piste, käämiparien ollessa magneetti sesti yhteen kytkettyjä kaksikäämisten muuntajien muodostamiseksi, joilla on vastakkain kytketyt käämit.

Kun kondensaattorin ja käämin käsittävät diagonaaliset haarat on asetettu kyseisen kahden tyristorisillan 35 diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden välille, 3 76399 on edullista kytkeä, diagonaalisilla haaroilla pareiksi ensimmäinen ja K:nnes, toinen ja (K - 1);nnes silta jne., missä K on tyristorisiltojen lukumäärä tai ensimmäinen ja toinen, kolmas ja neljäs, ...,(K - 1):nnes ja K:nnes silta tulisi kytkeä pareiksi, siten muodostaen 5 K/2 kennoa, (K/2 - 1) muuntajaa muodostuessa vierekkäis ten kennojen käämeistä ja yhden muuntajan muodostuessa ensimmäisen ja viimeisen kennon käämeistä niin, että kaikki kennot on kytketty muuntajakytkettyyn silmukkaan.

Kun kapasitorin ja käämin käsittävät diagonaaliset 10 haarat on asetettu yhden sillan diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden välille, on edullista sijoittaa toinen muuntajakäämi sarjaan toisen, kolmannen, neljännen,..., (K—1):nnen sillan mainittujen diagonaalisten haarojen kanssa, kaksikäämisten muuntajien muodostuessa vierek-15 käisten siltojen käämeistä.

Muuntajien käyttö ehdotetussa laitteessa telee mahdolliseksi tasapainottaa hetkellisiä virta-arvoja, mikä ideaalisessa tilanteessa varmistaa virran tarkan jaon rinnakkaisten piirien kesken sekä jatkuvassa tilanteessa 20 että transienttien aikana, jotka ilmaantuvat käytännöllisesti katsoen millä nopeudella hyvänsä. Muuntajakyt-ketyt kennot aikaansaavat järjestelmän, jossa tyristori-sillat on sijoitettu symmetrisesti elektrodien summatun ryhmän keskuksen suhteen, mikä varmistaa potentiaali-25 voimien symmetrian kullekin yksilölliselle siltaparille, toisin sanoen summauspisteen tasapotentiaalit kullekin parille summatun ryhmän keskuksen suhteen, jolloin siltojen (kennojen) kaikkien parien summauspisteet voidaan yhdistää.

30 Lisäkennojen kytkeminen summauspisteeseen sallii MHD-generaattorin kuormajärjestelmän yksinkertaistamisen johtuen pienemmästä lukumäärästä inverttereitä, jotka ovat tehokkaampia ja vastaavasti hyötysuhteeltaan parempia.

35 Keksintöä selostetaan edelleen seuraavassa sen 4 76899 edulliseen suoritusmuotoon yiitaten, mukana seuraayien piirustusten yhteydessä, joissa;

Kuva 1 esittää magnetohydrodynaamisen generaattorin kahdeksan elektrodin virran summaamiseksi tarkoitetun 5 laitteen piirikaaviota kennojen käsittäessä 1, ja 8, 2 ja 7 jne, sillan keksinnön mukaisesti;

Kuva 2 esittää kuvan 1 laitetta kennojen käsittäessä 1. ja 2., 3. ja 4. jne. sillan keksinnön mukaisesti; ja 10 Kuva 3 esittää laitteen toisen suoritusmuodon piirikaaviota magnetohydrodynaamisen generaattorin neljän elektrodin virran summaamiseksi diagonaalisten haarojen käsittäessä kondensaattorin ja käämin kytkettynä saman sillan diagonaalisten haarojen kytkentäpisteisiin keksin-15 nön mukaisesti.

Viitaten aluksi kuvaan 1, keksinnön kohteen muodostava laite käsittää kahdeksan identtistä tyristori-siltaa 1, 2, 3, 4, 5, 6,7 ja 8 kytkettynä vastaavasti MHD-generaattorin kanavan 17 kahdeksaan elektrodiin 9, 20 10, 11, 12, 13, 14, 15 ja 16 kuristimien 18 kautta.

Tyristorisiltojen 1...8 vastakkaiset haarat muodostuvat tyristoreista 19 ja 20.

Tyristorisillan 1 diagonaalisten haarojen yli sarjaan pisteiden "a" ja "b" välille on asetettu elek-25 trodi 9 ja sähköinen kuorma 21, mainitun kuorman ollessa kytketty yhteisen pisteen f kautta. Samalla tavoin tyristorisilto jen 2...8 pisteiden "a" ja "b" välille on vastaavasti kytketty elektrodit 10...16 ja sähköinen kuorma 21, mainitun kuorman ollessa kytketty yhteisen 30 pisteen f kautta.

Kondensaattori 22 ja muuntajan käämi 23 on sijoitettu sarjaan ja kytketty tyristorisillan 1 diagonaalisten haarojen toisen parin kytkentäpisteen "c" ja tyristorisillan 8 diagonaalisten haarojen toisen parin kytkentäpis-35 teen "d" välille, kun taas kondensaattori 24 ja muuntajan käämi 25 on sijoitettu sarjaan ja kytketty tyristorisillan 1 diagonaalisten haarojen toisen parin kytkentäpisteen "d" ja tyristorisillan 8 diagonaalisten haarojen 5 76399 toisen parin kytkentäpisteen "c" välille.

Tyristorisillat 2 ja 7, 3 ja 6, 4 ja 5 on kytketty samalla tavoin. Tyristorisiltojen parit 1 ja 8, 2 ja 7,3 ja 6, 4 ja 5 kytkettynä diagonaalisten haarojen yli muodostavat kennot 26, 27, 28 ja 29, vastaavasti.

5 Kennojen 26, 27, 28 ja 29 muuntajan käämit 23, 25 on kytketty magneettisesti pareiksi ja kytketty vastakkain, muodostaen siten kaksikäämiset muuntajat 30, 31, 32 ja 33. Muuntajat 30, 31, 32 muodostavat vierekkäisten kennojen käämeistä 23, 25 kun taas muuntajan 33 muodostaa ensimmäisen ja viimeisen kennon 26 ja 29 käämit 23, 25, vastaavasti.

Siten kaikki kennot 26, 27, 28 ja 29 on yhdistetty muutajakytkettyyn silmukkaan.

Kondensaattorit 34 on kytketty vierekkäisten elektro-15 dien 9 ja 10, 10 ja 11, jne., välille. Mainitut kondensaattorit muodostavat yhdessä kuristimien 18 kanssa korkeamman harmonisen komponentin suodattimen.

Kahdeksan elektrodin virta summataan keksinnön mukaisen laitteen piiristössä. On kuitenkin selvää, että 20 elektrodien lukumäärä voi olla suurempi tai pienempi.

Selostetussa suoritusmuodossa kahdeksanelektrodinen piiri edustaa yksikköä 35. Kuva 1 esittää myös toisen yksikön 35 kytkettynä mainittuun sähköiseen kuormaan 21.

Kuvan 2 laite on oleellisesti samanlainen kuvan 1 25 laitteeseen nähden, ainoan eron ollessa siinä, että kennot 36, 37, 38 ja 39 muodostaa vastaavasti tyristorisillat 1 ja 2, 3 ja 4, 5 ja 6, 7 ja 8.

Kuva 3 piirikaaviossa on esitetty piiri, jota käytetään summaamaan MHD-generaattorin neljän elektrodin 30 9, 1Q, 11 ja 12 virrat, mainitun piirin käsittäessä neljä tyristorisiltaa 40,41, 42 ja 43. (Tyristorisiltojen lukumäärä on valittu sopimaan elektrodien lukumäärään).

Tyristorisillat 40...43 muodostuvat tyristoreista 19 ja 20. Tyristorisillan 40 diagonaalisten haarojen yli pistei-35 den "a" ja "b" välille on sijoitettu sarjaan elektrodi 9 6 76399 ja sähköinen kuorma 21, mainitun kuorman ollessa kytketty yhteisen pisteen f kautta. Samalla tavoin tyristorisilto-jen 41, 42 ja 43 pisteiden "a" ja "b" välille on sijoitettu vastaavasti elektrodit 10, 11 ja 12 ja sähköinen kuorma 5 21, mainitun kuorman ollessa kytketty yhteisen pisteen f kautta. Kondensaattori 22 ja yksi muuntajan käämi 23 on sijoitettu sarjaan ja kytketty tyristorisiltojen 40...43 diagonaalisten haarojen toisen parin kytkentäpisteiden "c" ja "d" välille, kun taas kondensaattori 22 ja kaksi 10 muuntajan käämiä 23 on sijoitettu sarjaan ja kytketty tyristorisilto jen 42 ja 43 pisteiden "c" ja ”d" välille. Viereisten tyristorisiltojen 40...43 käämit 23 on magneettisesti kytketty pareiksi, siten muodostetaan kaksikäämi-set muuntajat 44. Neljä siltaa 40...43 muodostavat yksikön 15 45. Kuvassa 3 on esitetty kaksi yksikköä.

Kuvan 1 laitteesta poiketen selostetun suoritusmuodon kondensaattorit 22 ja muuntajan käämit 23 on kytketty kunkin tyristorisillan diagonaalisten haarojen yli, kun taas kuvan 1 laitteessa vastaavat kondensaattorit 22, 24 20 ja käämit 23, 25 on asetettu eri siltojen diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden "c" ja "d" välille.

Kuva 1 laite toimii seuraavalla tavalla. Ohjauspuls-sit syötetään yksivaiheisten siltojen 1...8 tyristoreihin 19 yhden toimintataajuuden puolijakson aikana ja tyristoreihin 25 20 toisen puolijakson aikana. Ensimmäisen puolijakson aikana kondensaattori 24 ja muuntajan 33 käämi 25 ovat sarjaankyt-kettyjä siltaan 1 kytketyn elektrodin 9 virtatielle.

Mainittu kondensaattori ja mainittu käämi päästävät vaihtovirtaa joka säännönmukaisesti on vaihtuvataajuista virtaa.

30 Samaan puolijakson aikana kondensaattori 22 ja muuntajan 30 käämi 23 ovat sarjaankytkettyjä siltaan 8 kytketyn elektrodin 16 virtatielle. Toisen puolijakson aikana kondensaattori 22 ja muuntajan 30 käämi 23 ovat asetetut elektrodin 9 virta-tielle, ja kondensaattori 24 ja muuntajan 33 käämi 25 ovat 35 asetetut elektrodin 16 virtatielle.

7 76399

Siten kondensaattori 24 päästää elektrodin 9 virran yhden puolijakson aikana ja elektrodin 16 virran toisen puolijakson aikana. Koska kondensaattorit 22 ja 24 eivät päästä tasavirtakomponenttia muodostuu potentiaalivoimia niiden 5 levyille, mainittujen voimien aikaansaadessa yhtäsuuret keskimääräiset virrat kunkin piirin yli kunkin puolijakson aikana. Kondensaattorin yli oleva tasasähköjännitekomponentti varmistaa virran lisääntymisen piirissä tarjoten suuremman resistanssin (tai aiheuttaen pienemmän sähkömotorisen voi-10 Joan) ja vastaavan virran laskun piirissä tarjoten pienemmän resistanssin (tai aiheuttaen suuremman sähkömotorisen voiman) .

Kondensaattorit 22 ja 24 varmistavat tarkan virran jaon integroimalla virtaeron toimintataajuuden jakson aikana, 15 huomattavasti ylemmän rajan muodostuessa mainitulle arvolle, mikä parantaa virran jaon tarkkuutta kvasijatkuvuustilassa ja transienttien aikana. Elektrodien 9...16 hetkelliset virrat voidaan tarkistaa siitä toisiasiasta johtuen, että kondensaattorien 22 ja 24 piiri sisältää lisäksi muuntajan kää- 20 mit 23 ja 25, jotka kytkevät yhteen vierekkäisten kennojen 26...29 piirit. Muuntajien 30..33 vastakkain kytkettyjen käämien 23 ja 25 asettaminen, muunnossuhteen ollessa yhtäsuuri kuin yksi, vierekkäisten kennojen 26... 29 kondensaattorien 22 ja 24 piireihin aiheuttaa ylimääräisen sähkömotorisen voi-25 man ilmaantumisen elektrodien 9...16 piireihin epätasa- painoitetun virran aikana ja, sen mukaisesti, epätasapainoi-tetun magneettivuon muuntajan sydämeen, tämän aikaansaadessa elektrodien 9...16 hetkellisten virtojen jaon.

Yhteiseen summauspisteeseen f voi olla kytkettynä n 30 yksikköä 35, mikä lisää n kertaa kuormitusjärjestelmän kunkin invertterin tehoa ja sallii piirikomponenttien optimi-parametrien ja järjestelmän sopivan rakenteellisen järjestelyn valinnan.

Laitteen parantunut tarkkuus transienttien aikana 35 varmistaa potentiaalien tasaisen jaon elektrodeita pitkin, e 76399 ominaisuus joka suojaa elektrodin välejä eristeen läpilyönniltä ja lisää MHP-generaattorin kanavan käyttöikää.

Kuvan2 laite toimii paljolti samalla tavalla kuin 5 kuvan 1 laite.

Kuitenkin, johtuen siitä, että kaikki kondensaattorit 22 ja 23 ovat asetetut vierekkäisten siltojen 1 ja 2, 3 ja 4, 5 ja 6, 7 ja 8 välille, kondensaattorien 22 ja 24 tasa-sähkökomponenttiin vaikuttaa kahden vierekkäisen elektro-10 din 9...16 välillä oleva Hall-potentiaaliero. Siten muodostuu samanlaiset toimintaolosuhteet kaikille kondensaattoreille 22 ja 24. Muuntajan 30...33 käämit 23 ja 25 vastaavat potentiaalieroon, joka johtuu siitä, että elektrodien ryhmä sijaitsee eri etäisyyksillä keskuksesta sil-15 loin, kun ne ovat kytketyt summauspisteeseen f kunkin toimintataajuuden puolijakson aikana.

Kuvan 2 laite sallii kondensaattorien 22 ja 24 pienentyneen tehon johtuen kytkentäkondensaattorien 22 ja 24 pienemmistä tasajännitekomponenteistä ja tasapainoitusjän-2Q nitteestä mainituissa kytkentätransistoreissa. Tämä aikaansaa laitteen luotettavan liipaisun ja toiminnan kaikissa staattisissa tilanteissa sekä transienttien aikana.

Kuvan 3 laite toimii seuraavalla tavalla. Ohjaus-pulssit syötetään yksivaiheisten siltojen 40...42 tyris-25 toreihin 19 yhden toimintataajuuden puolijakson aikana ja tyristoreihin 20 toisen puolijakson aikana. Siten jokainen siltojen 40...43 diagonaalisten haarojen pari, johon kondensaattorit 22 ja yksi muuntajan 44 käämeistä 23 ovat kytketyt, päästävät vaihtovirtaa, joka on yhtä suuri kuin vastaa-30 yiin siltoihin 40...43 kytkettyjen elektrodien 9...12 virta. Elektrodien 9...12 summavirta riippuu sähköisestä kuormasta 21.

Elektrodien 9...12 virtasuhde riippuu muuntajien 44 muunnossuhteesta. Koska käämit 23 on kytketty vastakkaisesti, 35 muodostuu magneettivuo sydämeen ja vastaava sähkömotorinen 9 76399 voima indusoituu muuntajan 44 käämeihin kun diagonaali-sten haarojen yli oleva, virta tai elektrodiyirta ei ole jakautunut ennakolta määrätyllä tavalla, mainitun vuon ja mainitun sähkömotorisen voiman kompensoidessa häi-5 riön. Muuttamalla muuntosuhdetta kussakin muuntajassa 44 halutulla tavalla mahdollistetaan minkä tahansa virran nousu- tai laskukäyrän saavuttaminen pitkin elektrodien ryhmää, joiden virrat summataan yhteen.

Claims (4)

10 76399 Patenttivaatimukset;

1. Laite magnetohydrodynaamisen generaattorin elektrodivirran summaamiseksi, joka laite käsittää tyris-torisiltoja (1,2,3,4,5,6,7,8). joiden lukumäärä on valittu 5 sopimaan elektrodien (9,10,11,12,13,14,15,16) lukumäärään, mainittujen siltojen ensimmäisten diagonaalisten haarojen muodostuessa generaattorin elektrodista (9___16) ja sähköi sestä kuormasta (21), jotka on sijoitettu sarjaan, kun taas mainittujen siltojen toiset diagonaaliset haarat muo-10 dostaa kondensaattori (22), joka on kytketty diagonaalisten haarojen yhteen kytkentäpisteeseen (c) ja sähköisesti kytketty diagonaalisten haarojen toiseen kytkentäpisteeseen (d), tunnettu siitä, että kondensaattorin (22, 24) ja diagonaalisen haaran kytkentäpisteen (c, d) välinen sähköinen 15 kytkentä on toteutettu ainakin yhden muuntajan käämin (23,25 kautta, joka on sijoitettu sarjaan kondensaattorin (22, 24) kanssa, ja kytkentäpiste (c, d) on sama tai eri tyristorisillan (1...8) piste, käämien (23 25) ollessa magneettisesti kytketty pareiksi kaksikäämisten muuntajien 20 (30, 31, 32, 33) muodostamiseksi, joilla on vastakkain kytketyt käämit (23, 25) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa tyristorisiltojen (1...8) diagonaaliset haarat, jotka käsittävät kondensaattorin (22, 24) ja käämin (23, 25) on ase- 25 tettu kahden tyristorisillan (1...8) diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden (c, d) välille, tunnettu siitä, että mainitut diagonaaliset haarat kytkevät pareittain ensimmäisen ja K:nnen, toisen ja (K-l):nnen ja vastaavat sillat, missä K on tyristorisiltojen lukumäärä, 30 jolloin muodostuu K/2 kennoa (26, 27, 28, 29), (K/2 - 1):n muuntajan (30, 31, 32) muodostuessa vierekkäisistä kennoista (2x 26, 27, 28, 29) yhden muuntajan muodostuessa ensimmäisen ja viimeisen kennon (2x 26, 29) käämeistä niin, että kaikki kennot on yhdistetty muuntajakytkettyyn 35 silmukkaan. n 76399

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa diagonaaliset haarat, jotka käsittävät kondensaattorin (22, 24) ja käämin (23, 25) on asetettu kahden tyristori-sillan (1...8) diagonaalisten haarojen kytkentäpistei- 5 den (c, d) välille, tunnettu siitä, että mainitut diagonaaliset haarat kytkevät pareittain ensimmäisen ja toisen kolmannen ja neljännen,.., (K-l:nnen ja Krnnen sillan, jolloin muodostuu K/2 kennoa (36, 37, 38, 39), (K/2 -1);n muuntajan (30, 31, 32) muodostuessa vierekkäisten 1Q kennojen (36...39) käämeistä (23, 25), yhden muuntajan muodostuessa ensimmäisen ja viimeisen kennon (36, 39) käämeistä (23, 25) niin, että kaikki kennot (36..=39) on yhdistetty muuntajakytkettyyn silmukkaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa konden-15 saattorin (22) ja käämin (23) käsittävien diagonaalisten haarojen jokainen pari on kytketty yhden sillan (40, 41, 42, 43. diagonaalisten haarojen kytkentäpisteiden (c, d) välille, tunnettu siitä, että toinen, kolmas, nel-20 jäs..., (K—1):s silta (40...43) käsittää kaksi sarjaan kytkettyä muuntajan käämiä (23), ja että muuntajat (44) muodostuvat vierekkäisten siltojen (40...43) käämeistä (23) . 12 76899