RU126223U1

RU126223U1 - AUTONOMOUS POWER SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: RU126223U1
Application number: RU2012143860/07U
Authority: RU
Inventors: Станислав Борисович Резников; Владимир Владимирович Бочаров; Юрий Владимирович Ермилов; Игорь Александрович Харченко
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и силовой импульсной электронике и может быть использована при создании авиационно-бортовых систем электроснабжения перспективных самолетов (полностью электрифицированных). Техническим результатом предложения является повышение энергоэкономичности и надежности системы, в частности - аварийной живучести за счет многократного резервирования. Указанный технический результат достигается БЛАГОДАРЯ тому, что в автономную систему электроснабжения, содержащую электромашинный генератор 1 переменного тока, управляемые выпрямители 2, 3 повышенного и низкого напряжения, инвертор 4 переменного тока стабильной частоты, распределительные устройства 5,6 переменного тока нестабильной и стабильной частоты, распределительные устройства 7, 8 постоянного тока повышенного и низкого напряжения с общим заземленным выводом 9, зашунтированные фильтровыми конденсаторами 10, 11, 12, а также схему управления 13, основные выходные выводы 14, 15 которой подключены к управляющим выводам выпрямителей, причем выходные выводы якорных обмоток генератора подключены к распределительному устройству нестабильной частоты, а инвертор переменного тока своими входными выводами питания подключен к распределительному устройству постоянного тока повышенного напряжения, а выходными выводами - к распределительному устройству переменного тока стабильной частоты, ВВЕДЕНЫ два обратимых выпрямительно-инверторных преобразователя 16, 17 низкой и повышенной частоты, трансформатор 18 с первичной обмоткой, подключенной к выводам переменного тока выпрямительно-инверторного преобразователя повышенной частоты, и тремя вторичными обмотками, первые две из которых подключены к выводам переменного тока управляемого выпрямителя повышенного напряжения, а третья - к выводам переменного тока управляемого выпрямителя низкого напряжения, обратимый трехканальный конвертор 19, три электронные диодно-ключевые стойки 20, 21, 22, подключенные крайними силовыми выводами параллельно соответствующим фильтровым конденсаторам, а управляющими выводами - к модулирующим выходным выводам 23, 24, 25 дополнительно ВВЕДЕННЫМ в схему управления, четыре сглаживающих реактора 26, 27, 28, 29, первый из которых включен последовательно между выводами постоянного тока выпрямительно-инверторных преобразователей низкой и повышенной частоты, второй, третий и четвертый сглаживающие реакторы включены каждый последовательно с диодом соответственно первой, второй и третьей диодно-ключевых стоек между соответствующим незаземленным выводом распределительных устройств постоянного тока повышенного и низкого напряжения и выводами постоянного тока управляемых выпрямителей повышенного и низкого напряжения; при этом управляемый выпрямитель повышенного напряжения выполнен обратимым с возможностью обратного инвертирования, а его выход постоянного тока вместе с распределительным устройством постоянного тока повышенного напряжения выполнены со средними заземленными выводами, подключенными к общей точке соединения свободных разнополярных выводов ключей электронных диодно-ключевых стоек, а также БЛАГОДАРЯ тому, что в нее ВВЕДЕНЫ три вспомогательных управляемых ключа 30, 31, 32, силовые выводы которых шунтируют соответственно первый, второй и третий сглаживающие реакторы, при этом второй и третий реакторы - вместе с диодами соответствующих диодно-ключевых стоек, а управляющие выводы подключены соответственно к командному выводу 33 и вспомогательным модулирующим выходным выводам 34, 35, дополнительно ВВЕДЕННЫМ в схему управления, и кроме того БЛАГОДАРЯ тому, что выпрямительно-инверторный преобразователь низкой частоты ВЫПОЛНЕН по схеме с корректором коэффициента мощности и вместе с выпрямительно-инверторным преобразователем повышенной частоты своими управляющими выводами подключены к дополнительным выходным выводам 36, 37, ВВЕДЕННЫМ в схему управления, ВЫПОЛНЕННУЮ с возможностью импульсного формирования синусоидальной формы входных токов корректора коэффициента мощности и их синхронизации с фазными напряжениями генератора переменного тока, и наконец, БЛАГОДАРЯ тому, что в нее ВВЕДЕН обратимый преобразователь 38 частоты, включенный между распределительными устройствами нестабильной и стабильной частоты. В ф-ле 4 п., илл - 1. The utility model relates to electrical engineering and power pulsed electronics and can be used to create aviation-on-board power supply systems for promising aircraft (fully electrified). The technical result of the proposal is to increase the energy efficiency and reliability of the system, in particular - emergency survivability due to multiple redundancy. The specified technical result is achieved THANKS to the fact that in an autonomous power supply system containing an electric machine generator 1 alternating current, controlled rectifiers 2, 3 high and low voltage, inverter 4 AC stable frequency, switchgear 5.6 AC unstable and stable frequency, distribution devices 7, 8 of direct current of high and low voltage with a common ground terminal 9, shunted by filter capacitors 10, 11, 12, as well as the control circuit 13, the main output terminals 14, 15 of which are connected to the control terminals of the rectifiers, and the output terminals of the generator armature windings are connected to an unstable frequency switchgear, and the AC inverter is connected to the high-voltage DC switchgear by its input power leads, and the output terminals to two stable reversible rectifier-inverter converters 16, 17 low and high frequency current transformer 18 with a primary winding connected to the AC terminals of the high frequency rectifier-inverter converter, and three secondary windings, the first two of which are connected to the AC terminals of the controlled high voltage rectifier, and the third to the AC terminals of the controlled low voltage rectifier a reversible three-channel converter 19, three electronic diode-key racks 20, 21, 22 connected by extreme power leads in parallel with the corresponding filter con to the sensors, and the control terminals to the modulating output terminals 23, 24, 25 additionally INTRODUCED into the control circuit, four smoothing reactors 26, 27, 28, 29, the first of which is connected in series between the DC terminals of the low and high frequency rectifier-inverter converters, the second, third and fourth smoothing reactors are each connected in series with the diode, respectively, of the first, second and third diode-key racks between the corresponding ungrounded terminal of the distribution devices standing high and low voltage current and DC terminals of controlled high and low voltage rectifiers; in this case, the controlled high voltage rectifier is made reversible with the possibility of reverse inversion, and its direct current output together with the high voltage direct current switchgear is made with medium grounded terminals connected to a common connection point of free bipolar key leads of electronic diode-key racks, and also THANKS the fact that three auxiliary controlled keys 30, 31, 32 are introduced into it, the power terminals of which are shunted respectively by the first, second and t try smoothing reactors, while the second and third reactors - together with the diodes of the corresponding diode-key racks, and the control terminals are connected respectively to the command terminal 33 and auxiliary modulating output terminals 34, 35, additionally introduced into the control circuit, and in addition THANKS that the rectifier-inverter converter of low frequency is EXECUTED according to the scheme with the power factor corrector and together with the rectifier-inverter converter of increased frequency with its control outputs under are connected to the additional output terminals 36, 37, which are INPUT to the control circuit EXECUTED with the possibility of pulsed generation of the sinusoidal shape of the input currents of the corrector of the power factor and their synchronization with the phase voltages of the alternating current generator, and finally, THANKS that a reversible frequency converter 38 is introduced into it included between switchgears of unstable and stable frequency. In f-le 4 p., Ill - 1.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и силовой импульсной электронике и может быть использована при создании авиационно-бортовых систем электроснабжения перспективных самолетов (полностью электрифицированных).The utility model relates to electrical engineering and power pulsed electronics and can be used to create aviation-on-board power supply systems for promising aircraft (fully electrified).

Известна автономная система электроснабжения перспективных летательных аппаратов, называемая «система постоянного тока повышенного наряжения 270 В» (принимаемая в качестве аналога), содержащая электромашинный генератор переменного тока с приводом от авиадвигателя, выпрямитель повышенного напряжения (270 В), трехфазный инвертор переменного тока стабильной частоты (200 В, 400 Гц), понижающий конвертор с постоянными напряжениями 270 и 28 В и распределительные устройства (шины) постоянного тока повышенного и низкого напряжения, а также трехфазного переменного тока стабильной частоты (400 Гц).There is a well-known autonomous power supply system for advanced aircraft, called the “270 V DC high-voltage system” (adopted as an analogue), containing an electric machine alternator driven by an aircraft engine, a high voltage rectifier (270 V), and a three-phase inverter with a stable frequency ( 200 V, 400 Hz), step-down converter with constant voltage of 270 and 28 V and switchgears (buses) of direct current of high and low voltage, as well as three-phase o AC stable frequency (400 Hz).

(Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов. В двух томах / под редакцией С.А.Грузкова. - М. Издательство МЭИ, 2005 - том 1. Системы электроснабжения летательных аппаратов. - 2005 - 568 с., стр.503, Рис.14.18в)(Aircraft electrical equipment: a textbook for high schools. In two volumes / edited by S. A. Gruzkov. - M. MEI Publishing House, 2005 - volume 1. Aircraft power supply systems. - 2005 - 568 p., P. 503, Fig. 14.18c)

К недостаткам указанной автономной системы электроснабжения (аналога) относятся отсутствие обратимости и взаиморазветвленности (резервирования) направлений потоков электроэнергии, что приводит к низкой энергоэкономичности и низкой надежности, в частности - аварийной живучести системы. Кроме того, в ней отсутствует распределительное устройство переменного тока нестабильной частоты, позволяющее разгрузить инвертор переменного тока стабильной частоты, снизить его массу и габариты и повысить надежность системы.The disadvantages of this autonomous power supply system (analogue) include the lack of reversibility and cross-branching (redundancy) of the directions of electricity flows, which leads to low energy efficiency and low reliability, in particular, emergency system survivability. In addition, it does not have an unstable frequency AC switchgear, which allows to unload a stable frequency AC inverter, reduce its weight and dimensions and increase the reliability of the system.

Известна автономная система электроснабжения перспективных летательных аппаратов, так называемая «система переменного тока нестабильной частоты» (принимаемая в качестве прототипа), содержащая электромашинный генератор переменного тока с приводом от авиадвигателя, управляемые выпрямители повышенного (270 В) и низкого (28 В) напряжения, трехфазный инвертор переменного тока стабильной частоты (200 В, 400 ГЦ), распределительные устройства переменного тока нестабильной и стабильной частоты и распределительные устройства постоянного повышенного и низкого напряжения (см. там же, Рис.14.18в). В отличие от предыдущей системы (аналога) в данной системе (прототипе) добавлено распределительное устройство переменного тока нестабильной частоты, разгружающее инвертор переменного тока стабильной частоты, снижающее его массу и габариты и повышающее надежность системы.A well-known autonomous power supply system for promising aircraft, the so-called "unstable frequency alternating current system" (adopted as a prototype), containing an electric machine alternator driven by an aircraft engine, controlled rectifiers of high (270 V) and low (28 V) voltage, three-phase stable frequency alternating current inverter (200 V, 400 Hz), unstable and stable frequency alternating current distributors and constant increased distributing devices th and low voltage (see ibid., Fig. 14.18c). Unlike the previous system (analogue) in this system (prototype), an unstable frequency AC switchgear is added, which unloads the stable frequency AC inverter, reducing its weight and dimensions and increasing the reliability of the system.

Недостатком данной автономной системы электроснабжения (прототипа) является отсутствие обратимости и взаиморазветвленности (резервирования) направлений потоков электроэнергии, что приводит к низкой энергоэкономичности и низкой надежности, в частности - аварийной живучести системы.The disadvantage of this autonomous power supply system (prototype) is the lack of reversibility and cross-branching (redundancy) of the directions of electricity flows, which leads to low energy efficiency and low reliability, in particular, emergency system survivability.

По технической сущности наиболее близкой к предлагаемой является последняя из рассмотренных автономных систем электроснабжения (прототип).By technical nature, the closest to the proposed one is the last of the considered autonomous power supply systems (prototype).

Техническим результатом предложения являются повышение энергоэкономичности и надежности системы, в частности - аварийной живучести за счет многократного резервирования.The technical result of the proposal is to increase the energy efficiency and reliability of the system, in particular - emergency survivability due to multiple redundancy.

Указанный технический результат достигается БЛАГОДАРЯ тому, что в автономную систему электроснабжения, содержащую электромашинный генератор переменного тока, управляемые выпрямители повышенного и низкого напряжения, инвертор переменного тока стабильной частоты, распределительные устройства переменного тока нестабильной и стабильной частоты, распределительные устройства постоянного тока повышенного и низкого напряжения с общим заземленным выводом, зашунтированные фильтровыми конденсаторами, а также схему управления, основные выходные выводы которой подключены к управляющим выводам выпрямителей, причем выходные выводы якорных обмоток генератора подключены к распределительному устройству нестабильной частоты, а инвертор переменного тока своими входными выводами питания подключен к распределительному устройству постоянного тока повышенного напряжения, а выходными выводами - к распределительному устройству переменного тока стабильной частоты, ВВЕДЕНЫ два обратимых выпрямительно-инверторных преобразователя низкой и повышенной частоты, трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к выводам переменного тока выпрямительно-инверторного преобразователя повышенной частоты, и тремя вторичными обмотками, первые две из которых подключены к выводам переменного тока управляемого выпрямителя повышенного напряжения, а третья - к выводам переменного тока управляемого выпрямителя низкого напряжения, обратимый трехканальный конвертор, три электронные диодно-ключевые стойки, подключенные крайними силовыми выводами параллельно соответствующим фильтровым конденсаторам, а управляющими выводами - к модулирующим выходным выводам дополнительно ВВЕДЕННЫМ в схему управления, четыре сглаживающих реактора, первый из которых включен последовательно между выводами постоянного тока выпрямительно-инверторных преобразователей низкой и повышенной частоты, второй, третий и четвертый сглаживающие реакторы включены каждый последовательно с диодом соответственно первой, второй и третьей диодно-ключевых стоек между соответствующим незаземленным выводом распределительных устройств постоянного тока повышенного и низкого напряжения и выводами постоянного тока управляемых выпрямителей повышенного и низкого напряжения; при этом управляемый выпрямитель повышенного напряжения выполнен обратимым с возможностью обратного инвертирования, а его выход постоянного тока вместе с распределительным устройством постоянного тока повышенного напряжения выполнены со средними заземленными выводами, подключенными к общей точке соединения свободных разнополярных выводов ключей электронных диодно-ключевых стоек, а также БЛАГОДАРЯ тому, что в нее ВВЕДЕНЫ три вспомогательных управляемых ключа, силовые выводы которых шунтируют соответственно первый, второй и третий сглаживающие реакторы, при этом второй и третий реакторы - вместе с диодами соответствующих диодно-ключевых стоек, а управляющие выводы подключены соответственно к командному выводу и вспомогательным модулирующим выходным выводам, дополнительно ВВЕДЕННЫМ в схему управления, и кроме того БЛАГОДАРЯ тому, что выпрямительно-инверторный преобразователь низкой частоты ВЫПОЛНЕН по схеме с корректором коэффициента мощности и вместе с выпрямительно-инверторным преобразователем повышенной частоты своими управляющими выводами подключены к дополнительным выходным выводам, ВВЕДЕННЫМ в схему управления, ВЫПОЛНЕННУЮ с возможностью импульсного формирования синусоидальной формы входных токов корректора коэффициента мощности и их синхронизации с фазными напряжениями генератора переменного тока, и наконец, БЛАГОДАРЯ тому, что в нее ВВЕДЕН обратимый преобразователь частоты, включенный между распределительными устройствами нестабильной и стабильной частоты.The indicated technical result is achieved THANKS to the fact that an autonomous power supply system comprising an electric machine alternator, controlled rectifiers of high and low voltage, an inverter of stable frequency, an AC switchgear of an unstable and stable frequency, DC switchboards of an increased and low voltage with common ground terminal, shunted by filter capacitors, as well as a control circuit, the main the input terminals of which are connected to the control terminals of the rectifiers, and the output terminals of the generator armature windings are connected to an unstable frequency switchgear, and the AC inverter is connected to an overvoltage direct current distribution device by its input power terminals, and a stable frequency alternating current distributor to its output terminals , INTRODUCED two reversible rectifier-inverter converters of low and high frequency, transformer with trans the secondary winding connected to the AC terminals of the high frequency rectifier-inverter converter, and three secondary windings, the first two of which are connected to the AC terminals of the controlled high voltage rectifier, and the third to the AC terminals of the controlled low voltage rectifier, a reversible three-channel converter, three electronic diode-key racks connected by extreme power leads parallel to the corresponding filter capacitors, and control leads - to the modulating output terminals additionally INTRODUCED to the control circuit, four smoothing reactors, the first of which is connected in series between the DC terminals of the rectifier-inverter converters of low and high frequency, the second, third and fourth smoothing reactors are connected each in series with the diode, respectively, the first, second and the third diode-key racks between the corresponding ungrounded terminal of the DC distribution devices of high and low voltage and output DC odes of controlled rectifiers of high and low voltage; in this case, the controlled high voltage rectifier is made reversible with the possibility of reverse inversion, and its direct current output together with the high voltage direct current switchgear is made with medium grounded terminals connected to a common connection point of free bipolar key leads of electronic diode-key racks, and also THANKS the fact that three auxiliary controlled keys are inserted into it, the power terminals of which are shunted respectively by the first, second and third smoothing reactors, while the second and third reactors - together with the diodes of the corresponding diode-key racks, and the control pins are connected respectively to the command pin and auxiliary modulating output pins, additionally introduced into the control circuit, and in addition THANKS to the rectifier-inverter converter low frequency is COMPLETED according to the scheme with a power factor corrector and, together with a high-frequency rectifier-inverter converter, are connected to additional output terminals, INPUT to the control circuit, EXECUTED with the possibility of pulse generation of a sinusoidal shape of the input currents of the power factor corrector and their synchronization with the phase voltages of the alternating current generator, and finally, THANKS that a reversible frequency converter connected between the distribution devices is unstable and stable frequency.

Лабораторные испытания макета системы и исследования на компьютерной модели подтверждают возможность широкого ее промышленного использования.Laboratory tests of the system layout and studies on a computer model confirm the possibility of its widespread industrial use.

На Фиг. представлена структурная схема предлагаемой автономной системы электроснабжения.In FIG. The block diagram of the proposed autonomous power supply system is presented.

Автономная система электроснабжения содержит электромашинный генератор 1 переменного тока, управляемые выпрямители 2, 3 повышенного и низкого напряжения, трехфазный инвертор 4 переменного тока стабильной частоты, распределительные устройства 5, 6 переменного тока нестабильной и стабильной частоты, распределительные устройства 7, 8 постоянного тока повышенного и низкого напряжения с общим заземленным выводом 9, зашунтированные фильтровыми конденсаторами 10, 11, 12, схему управления 13 с основными выходными выводами 14, 15, обратимые выпрямительно-инверторные преобразователи 16, 17 низкой и повышенной частоты, трансформатор 18 с первичной и тремя вторичными обмотками, обратимый трехканальный конвертор 19, три электронные диодно-ключевые стойки 20, 21, 22.The autonomous power supply system contains an electric machine generator 1 of an alternating current, controlled rectifiers 2, 3 of high and low voltage, a three-phase inverter 4 of an alternating current of a stable frequency, switchgears 5, 6 of an alternating current of an unstable and stable frequency, switchgears 7, 8 of a direct current of high and low voltage with a common ground terminal 9, shunted by filter capacitors 10, 11, 12, control circuit 13 with the main output terminals 14, 15, reversible rectifier o-inverter converters 16, 17 low and high frequency transformer 18 with primary and three secondary windings, reversible three-way converter 19, three diode-key electronic racks 20, 21, 22.

Схема управления имеет также модулирующие выходные выводы 23, 24, 25. Система содержит также четыре сглаживающие реактора 26, 27, 28, 29, три вспомогательных управляемых ключа 30, 31, 32. Схема управления имеет также командный вывод 33, вспомогательные модулирующие выходные выводы 34, 35 и дополнительные выходные выводы 36, 37.The control circuit also has modulating output terminals 23, 24, 25. The system also contains four smoothing reactors 26, 27, 28, 29, three auxiliary controlled keys 30, 31, 32. The control circuit also has command output 33, auxiliary modulating output conclusions 34 , 35 and additional output terminals 36, 37.

Основные выходные выводы 14, 15 схемы управления 13 подключены к управляющим выводам выпрямителей 2, 3. Выходные выводы трехфазных якорных обмоток генератора 1 подключены через соединительный кабель к распределительному устройству 5 нестабильной частоты. Трехфазный инвертор 4 переменного тока своими выходными выводами питания подключен к распределительному устройству 7 постоянного тока повышенного напряжения, состоящему из плюсовой, минусовой и нулевой (заземленной) шин, а выходными выводами - к трехфазному распределительному устройству 6 переменного тока стабильной частоты. Первичная обмотка трансформатора 18 подключена к выводам переменного тока выпрямительно-инверторного преобразователя 17 повышенной частоты. Первые две вторичные обмотки трансформатора подключены к выводам переменного тока управляемого выпрямителя 2 повышенного напряжения, а третья вторичная обмотка - к выводам переменного тока управляемого выпрямителя 3 низкого напряжения. Электронные диодно-ключевые стойки 20, 21, 22 подключены крайними силовыми выводами параллельно соответствующим фильтровым конденсаторам 10 ,11, 12, а управляющими выводами - к модулирующим выходным выводам 23, 24, 25 схемы управления 13.The main output terminals 14, 15 of the control circuit 13 are connected to the control terminals of the rectifiers 2, 3. The output terminals of the three-phase anchor windings of the generator 1 are connected via a connecting cable to the unstable frequency distribution device 5. The three-phase inverter 4 of the alternating current with its output power pins is connected to an overvoltage direct current switchgear 7, consisting of positive, negative and zero (grounded) buses, and the output terminals are connected to a stable frequency three-phase distributor 6 of the alternating current. The primary winding of the transformer 18 is connected to the AC terminals of the rectifier-inverter converter 17 of high frequency. The first two secondary windings of the transformer are connected to the AC terminals of the controlled high voltage rectifier 2, and the third secondary winding is connected to the AC terminals of the controlled rectifier 3 of low voltage. Electronic diode-key racks 20, 21, 22 are connected by the extreme power leads parallel to the corresponding filter capacitors 10, 11, 12, and the control leads to the modulating output terminals 23, 24, 25 of the control circuit 13.

Первый сглаживающий реактор 26 включен последовательно между выводами постоянного тока выпрямительно-инверторных преобразователей 16 и 17 низкой и повышенной частоты. Второй 27, третий 28 и четвертый 29 сглаживающие реакторы включены каждый последовательно с диодом соответственно первой и второй диодно-ключевых стоек, между соответствующим незаземленным выводом распределительных устройств постоянного тока повышенного и низкого напряжения и соответствующим незаземленным выводом постоянного тока управляемых выпрямителей повышенного и низкого напряжения. Выход постоянного тока управляемого выпрямителя повышенного напряжения вместе с распределительным устройством постоянного тока повышенного напряжения выполнены со средними заземленными выводами для промежуточного потенциала, подключенными к общей точке соединения свободных разнополярных выводов ключей электронных диодно-ключевых стоек. Силовые выводы вспомогательных управляемых ключей 30, 31, 32 шунтируют соответственно первый, второй и третий сглаживающие реакторы, при этом второй 27 и третий 28 реакторы шунтируются вместе с диодами соответствующих диодно-ключевых стоек 20 и 21. Управляющие выводы указанных ключей подключены соответственно к командному выводу 33 и вспомогательным модулирующим выходным выводам 34, 35 схемы управления 13. Выпрямительно-инверторный преобразователь 16 низкой частоты вместе с выпрямительно-инверторным преобразователем 17 повышенной частоты своими управляющими выводами подключены к дополнительным выходным выводам 36, 37 схемы управления 13.The first smoothing reactor 26 is connected in series between the DC terminals of the rectifier-inverter converters 16 and 17 of low and high frequency. The second 27, third 28 and fourth 29 smoothing reactors are each connected in series with the diode of the first and second diode-key racks, respectively, between the corresponding ungrounded terminal of the DC and DC voltage distribution devices and the corresponding ungrounded DC terminal of the controlled high and low voltage rectifiers. The DC output of a controlled high voltage rectifier together with a high voltage DC switchgear is made with medium grounded terminals for an intermediate potential connected to a common connection point of free bipolar key leads of electronic diode-key racks. The power terminals of the auxiliary controlled keys 30, 31, 32 are shunted respectively by the first, second and third smoothing reactors, while the second 27 and third 28 reactors are shunted together with the diodes of the corresponding diode-key racks 20 and 21. The control terminals of these keys are connected respectively to the command output 33 and auxiliary modulating output terminals 34, 35 of the control circuit 13. The rectifier-inverter converter 16 low frequency together with the rectifier-inverter converter 17 of high frequency directs terminals connected to the additional output terminals 36, 37, 13 of the control circuit.

Управляемый выпрямитель 2 повышенного напряжения выполнен обратимым с возможностью обратного инвертирования.The controlled rectifier 2 increased voltage is made reversible with the possibility of reverse inversion.

Выпрямительно-инверторный преобразователь 16 низкой частоты выполнен по схеме с корректором коэффициента мощности (например, по известной схеме Виенна-выпрямителя), а схема управления 13 выполнена с возможностью импульсного формирования синусоидальной формы входных токов корректора коэффициента мощности преобразователя 16 и их синхронизации с фазными напряжениями генератора переменного тока 1. Это может быть реализовано с помощью широко известной микросхемы «Корректор коэффициента мощности». Автономная система электроснабжения работает следующим образом.The rectifier-inverter converter 16 low frequency is made according to the scheme with a power factor corrector (for example, according to the well-known Vienn-rectifier circuit), and the control circuit 13 is configured to pulse form a sinusoidal shape of the input currents of the corrector of the power factor of the converter 16 and synchronize them with the phase voltage of the generator AC 1. This can be implemented using the well-known chip "Power Factor Corrector". Autonomous power supply system operates as follows.

Ротор синхронного генератора 1 переменного тока вводится в зацепление с валом приводного двигателя и после его разгона вращается, в общем случае - с нестабильной угловой скоростью, в результате чего к шинам трехфазного распределительного устройства 5 переменного тока нестабильной частоты ≈f - var, питающее мощные нагревательные и другие нагрузки, некритичные к качеству электроэнергии.The rotor of the synchronous alternating current generator 1 is brought into engagement with the shaft of the drive motor and, after its acceleration, rotates, in general, with an unstable angular velocity, as a result of which to the buses of a three-phase switchgear 5 an unstable frequency alternating current ≈f - var, supplying powerful heating and other loads that are not critical to the quality of electricity.

В исходном состоянии вспомогательный управляемый ключ 30 замкнут, а ключи 30 и 32 выключены, что соответствует прямому направлению потока преобразуемой электроэнергии от генератора 1 к нагрузкам, подключенным к шинам распределительных устройств 6, 7 и 8, питающих нагрузки, критичные к качеству электроэнергии.In the initial state, the auxiliary controlled key 30 is closed, and the keys 30 and 32 are turned off, which corresponds to the direct direction of the flow of converted energy from the generator 1 to the loads connected to the buses of switchgears 6, 7 and 8, supplying loads critical to the quality of electricity.

Выпрямительно-инверторный преобразователь 16 низкой частоты работает при этом режиме в качестве управляемого выпрямителя, питающего через замкнутый ключ 30 выпямительно-инверторный преобразователь 17 повышенной частоты, работающий при этом режиме в качестве инвертора прямоугольного напряжения. Трансформатор 18 при этом выполняет функции гальванически развязанного расщепления и согласования трех выходных напряжений: повышенного, например, 0±135 В, подводимого к управляемому выпрямителю 2 с заземленным средним выводом промежуточного (нулевого) потенциала, и низкого, например ±28 В, подводимого к управляемому выпрямителю 3.The rectifier-inverter converter 16 low frequency operates in this mode as a controlled rectifier, which feeds through a closed key 30, the rectifier-inverter converter 17 high frequency, operating in this mode as a square voltage inverter. In this case, the transformer 18 performs the functions of galvanically isolated splitting and matching of three output voltages: increased, for example, 0 ± 135 V, supplied to the controlled rectifier 2 with a grounded middle terminal of the intermediate (zero) potential, and low, for example ± 28 V, supplied to the controlled rectifier 3.

Второй 27, третий 28 и четвертый 29 сглаживающие реакторы при этом работают в качестве буферных накопителей электромагнитной энергии постоянных токов (обозначенных стрелками на Фиг.), замыкающихся по цепям транзисторов электронных диодно-ключевых стоек 20, 21, 22 и выходных управляемых вентилей управляемых выпрямителей 2, 3. Электронные диодно-ключевые стойки 20, 21, 22 одновременно с этим выполняют функцию стабилизаторов выходных напряжений на распределительных устройствах 7 и 8 (путем широтно-импульсной модуляции переключений направлений токов сглаживающих реакторов). Обратимый трехканальный конвертор 19 осуществляет резервное взаимное питание распределительных устройств 7, 8 постоянного тока с помощью входящих в его состав понижающих и повышающих (бустерных) импульсно-ключевых модуляторов. Инвертор 4 переменного тока преобразует постоянное повышенное напряжение распределительного устройства 7 в трехфазное синусоидальное напряжение, подаваемое на распределительное устройство 6 переменного тока стабильной частоты. При необходимости рекуперации энергии, накопленной в цепях электродвигательных нагрузок (в режиме их рекуперативного торможения) или энергоемких индуктивных нагрузок, система переводится в режим обратного направления потоков электроэнергии от распределительных устройств 6, 7, 8 в генератор 1 переменного тока, работающий при этом в режиме электродвигателя переменного тока и возвращающий указанную энергию приводному двигателю (например, топливному авиадвигателю). Аналогичный процесс имеет место при стартерной раскрутке, приводного двигателя, от вспомогательного источника постоянного или переменного тока. Для этого вспомогательный управляемый ключ 30 размыкается, а ключи 31 и 32 включаются. При этом инвертор 4 переменного тока стабильной частоты переводится в режим обратного выпрямления. Обратные токи от шин распределительного устройства 7 повышенного напряжения через вспомогательные управляемые ключи 31, 32 и ключи электронных диодно-ключевых стоек 20 и 21 протекают по цепям второго 27 и третьего 28 сглаживающих реакторов, а также по цепям постоянного тока управляемого выпрямителя 2 повышенного напряжения, работающего в обратном инверторном режиме и питающего вторичные обмотки трансформатора 18 переменным прямоугольным напряжением повышенной частоты.The second 27, third 28 and fourth 29 smoothing reactors at the same time operate as buffer drives of electromagnetic energy of direct currents (indicated by arrows in Fig.), Which are closed by transistor circuits of electronic diode-key racks 20, 21, 22 and output controlled valves of controlled rectifiers 2 , 3. Electronic diode-key racks 20, 21, 22 simultaneously perform the function of output voltage stabilizers on switchgears 7 and 8 (by pulse-width modulation of current direction switching glazhivayuschih reactors). Reversible three-channel converter 19 provides redundant mutual power supply of DC switchgears 7, 8 with the help of its lowering and raising (booster) pulse-key modulators. The inverter 4 AC converts a constant increased voltage of the switchgear 7 into a three-phase sinusoidal voltage supplied to the switchgear 6 of the AC stable frequency. If it is necessary to recover the energy accumulated in the circuits of electromotive loads (in the mode of regenerative braking) or energy-intensive inductive loads, the system is switched to the reverse direction of electric power flows from switchgears 6, 7, 8 to an alternator 1 operating in the electric motor mode alternating current and returning the indicated energy to a drive motor (e.g., an aircraft fuel engine). A similar process takes place during starter spinning of a drive motor from an auxiliary source of direct or alternating current. To do this, the auxiliary managed key 30 is opened, and the keys 31 and 32 are turned on. When this inverter 4 AC stable frequency is transferred to the reverse rectification mode. The reverse currents from the buses of the overvoltage distribution device 7 through auxiliary controlled keys 31, 32 and the keys of the electronic diode-key racks 20 and 21 flow through the circuits of the second 27 and third 28 smoothing reactors, as well as through the DC circuits of the controlled rectifier 2 of the increased voltage operating in reverse inverter mode and supplying the secondary windings of the transformer 18 with an alternating rectangular voltage of high frequency.

ЭДС индукции, возникающая в первичной обмотке трансформатора 18 через выпрямительно-инверторный преобразователь 17, работающий при этом в режиме обратного выпрямителя, и через первый сглаживающий реактор 26 подается на выводы постоянного тока выпрямительно-инверторного преобразователя 16. Последний при этом переводится в режим обратного трехфазного инвертора тока и через распределительное устройство 5 питает якорные обмотки генератора 1 переменного тока.The induction EMF arising in the primary winding of the transformer 18 through the rectifier-inverter converter 17, working in this case in the reverse rectifier mode, and through the first smoothing reactor 26 is fed to the DC terminals of the rectifier-inverter converter 16. The latter is transferred to the reverse three-phase inverter mode current and through the switchgear 5 feeds the anchor windings of the alternator 1.

Если энергия поступает из цепей нагрузок, подключенных к распределительному устройству 8 низкого напряжения, то она сначала преобразуется с помощью обратимого конвертора 19 и затем передается по вышеописанному тракту от распределительного устройства 7 к генератору 1. Обратимый преобразователь 38 частоты способен осуществлять двустороннюю связь между распределительными устройствами 5, 6 переменного тока нестабильной и стабильной частоты как в штатных режимах (для разгрузки основного тракта, описанного выше), так и в аварийных режимах, а также способен увеличить пусковую мощность системы при стартерной раскрутке приводного двигателя.If the energy comes from the load circuits connected to the low voltage switchgear 8, then it is first converted using a reversible converter 19 and then transmitted through the above path from the switchgear 7 to the generator 1. The reversible frequency converter 38 is capable of two-way communication between switchboards 5 , 6 alternating currents of an unstable and stable frequency both in normal operation (for unloading the main path described above) and in emergency operation, and It is also capable of increasing the starting power of the system during the starter spin-up of the drive motor.

Из приведенного описания работы следует, что в предложенной автономной системе обеспечивается обратимость и взаиморазветвленность (резервирование) направлений потоков электроэнергии, чем достигается заявленный технический результат - повышение энергоэкономичности и надежности, в частности аварийной живучести системы.From the above description of the work it follows that the proposed autonomous system provides reversibility and cross-branching (redundancy) of the directions of electricity flows, which achieves the claimed technical result - improving energy efficiency and reliability, in particular emergency system survivability.

Claims

1. An autonomous power supply system comprising an electric machine alternator, controlled high and low voltage rectifiers, a stable frequency inverter, unstable and stable frequency AC switchgears, high and low voltage DC switchboards with a common grounded terminal, shunted by filter capacitors , as well as a control circuit, the main output pins of which are connected to the control pins lei, and the output terminals of the generator armature windings are connected to an unstable frequency switchgear, and the AC inverter is connected to an overvoltage direct current distributor by its input power terminals, and a stable frequency alternating current distributor, characterized in that introduced two reversible rectifier-inverter converters of low and high frequency, a transformer with a primary winding connected to the output m of alternating current of a high frequency rectifier-inverter converter, and three secondary windings, the first two of which are connected to the AC terminals of a controlled high voltage rectifier, and the third to the AC terminals of a controlled low voltage rectifier, a reversible three-channel converter, three electronic diode-key racks connected by extreme power leads parallel to the corresponding filter capacitors, and control leads to modulating output leads, additional additionally introduced into the control circuit, four smoothing reactors, the first of which is connected in series between the DC terminals of the rectifier-inverter converters of low and high frequency, the second, third and fourth smoothing reactors are each connected in series with the diode, respectively, of the first, second diode-key racks between the corresponding non-grounded output of DC and DC voltage distribution devices of high and low voltage and DC outputs of controlled rectifier th high and low voltage; at the same time, the controlled high voltage rectifier is reversible with the possibility of reverse inversion, and its direct current output together with the high voltage direct current switchgear is made with medium grounded terminals connected to a common connection point of free bipolar key leads of electronic diode-key racks.

2. The autonomous power supply system according to claim 1, characterized in that three auxiliary controlled keys are inserted into it, the power terminals of which are shunted by the first, second and third smoothing reactors, respectively, while the second and third reactors, together with the diodes of the corresponding diode-key racks , and the control pins are connected respectively to the command pin and auxiliary modulating output pins, additionally introduced into the control circuit.

3. The autonomous power supply system according to claim 1, characterized in that the rectifier-inverter low-frequency converter is made according to the scheme with a power factor corrector and, together with the high-frequency rectifier-inverter converter, are connected by their control terminals to additional output terminals introduced into the control circuit, made with the possibility of pulse formation of a sinusoidal shape of the input currents of the corrector of the power factor and their synchronization with the phase voltage of the generator current flow.